誘導加熱器自体は、従来の意味で「熱くなる」わけではありません。代わりに、電磁場を生成し、その中に置かれた導電性のワークピースを加熱します。このプロセスにより、ワークピースは硬化などの用途で100°C（212°F）という低い温度から、耐火金属の溶解で3000°C（5432°F）まで幅広い温度に達することができます。
理解すべき核となる原則は、誘導加熱が外部からの熱伝達に依存しないということです。熱はターゲット材料の内部で直接生成されるため、潜在的な温度は主に材料自体の融点によって制限され、加熱装置自体によるものではありません。
誘導加熱が高温を達成する方法
誘導加熱は非接触プロセスです。強力な高周波電磁石を使用して、導電性のターゲットオブジェクト内に電流を誘導することで機能します。
誘導コイルの役割
主要なコンポーネントは、通常銅管で作られた誘導コイルです。このコイルに高周波交流（AC）が流されます。
この電流は、コイル内およびコイル周囲の空間に急速に変化する強力な磁場を生成します。
ワークピース内で熱を生成する
導電性のワークピース（鋼片など）がこの磁場に置かれると、熱を生成するために次の2つのことが起こります。
- 渦電流：磁場は、金属内に渦電流として知られる円形の電流を誘導します。
- 内部抵抗：これらの渦電流の流れに対する金属の自然な抵抗により、ジュール効果による急速かつ精密な加熱が発生します。
コイル自体は、同じ方法で磁場に抵抗しないため、冷たいままです。また、自身の電気抵抗を管理するために、内部で水冷されることがよくあります。
最終温度を決定する要因
ワークピースが到達できる最高温度は単一の数値ではありません。それは装置の設計、加熱される材料、およびプロセスパラメータの関数です。
材料特性
ワークピースの導電性および磁気特性は非常に重要です。鉄や鋼などの強磁性金属は、特定の温度（キュリー点）以下では、追加の熱を生成する磁気ヒステリシス損失により非常に効率的に加熱されます。
電源周波数と密度
交流の周波数は、熱の浸透深さを決定します。高周波は、より浅く、より集中した表面加熱をもたらし、表面硬化に理想的です。
電力密度（単位表面積あたりに供給される電力の量）は、ワークピースがどれだけ速く加熱されるかに直接影響します。電力密度が高いほど、温度上昇は速くなります。
コイル設計
誘導コイルの形状は、ワークピースに合わせて設計されます。適切に設計されたコイルは、熱が必要な場所に正確に磁場を集中させ、効率を最大化し、最終温度を制御します。
トレードオフを理解する
誘導加熱は強力な技術ですが、その応用には特定の特性と限界を理解する必要があります。
精密加熱 vs. 大量加熱
誘導加熱は非常に精密であり、部品の他の部分を変更することなく、特定の領域を局所的に加熱することができます。これは、オブジェクト全体を加熱する炉加熱に比べて大きな利点です。
ただし、この精度は、単純な炉と比較して、非常に大きかったり不規則な形状のオブジェクトを大量に加熱する場合には効率が劣ることを意味します。
設備およびセットアップコスト
誘導加熱装置（電源とカスタムコイル）への初期投資は、従来の抵抗加熱器や炎加熱器よりも高くなる傾向があります。
そのトレードオフとして、エネルギー効率が大幅に向上し、処理時間が短縮され、安全性が向上し（裸火がない）、プロセス制御が優れているため、多くの場合、総所有コストが低くなります。
目標に合った適切な選択をする
誘導システムが達成できる温度は、意図する結果に基づいて制御する変数です。
- 表面硬化または焼戻しが主な焦点の場合：高周波を使用して、鋼部品の表面を約800〜1000°C（1472〜1832°F）に非常に迅速に加熱し、その後焼き入れを行います。
- ろう付けまたははんだ付けが主な焦点の場合：親金属を溶かすことなく、充填合金を溶かすために、200〜900°C（392〜1652°F）の間で精密に制御された低温が必要です。
- 鋳造用の金属溶解が主な焦点の場合：鋼やシリコンなどの材料を融点よりもはるかに高い温度、場合によっては1500°C（2732°F）を超える温度にするために、持続的に高電力を供給できるシステムが必要になります。
最終的に、誘導加熱器の温度能力は、アプリケーションのニーズと加熱する材料の特性によって定義されます。
要約表：
| 温度範囲 | 代表的な用途 |
|---|---|
| 100°C - 400°C (212°F - 752°F) | 硬化、乾燥、軟ろう付け |
| 400°C - 900°C (752°F - 1652°F) | ろう付け、焼鈍、焼戻し |
| 900°C - 1500°C (1652°F - 2732°F) | 硬化、鍛造、鋼の溶解 |
| 1500°C以上 (2732°F以上) | 耐火金属（例：タングステン）の溶解 |
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