為了使鋼件表層形成硬而耐磨的馬氏體，心部仍保持原來的韌性組織(如調(diào)質(zhì)組織)，從而達(dá)到工件外硬內(nèi)韌的要求，常在高頻表面淬火機上對鋼件進(jìn)行表面淬火。
出于工件內(nèi)存在著電勢，所以工件內(nèi)將產(chǎn)生閉合電流。這種閉合電流，稱為渦流，渦流的方向與感應(yīng)圈中電流的方向相反；渦流的強度與感應(yīng)電勢大小成正比，與渦流回路的電阻成反比。由于金屬的電阻很小，故渦流可達(dá)到很高的數(shù)值。當(dāng)渦流通過導(dǎo)體時，電能轉(zhuǎn)化為熱能而將工件加熱到淬火溫度。
在工件截面上渦流的密度是不均勻的，最大電流密度出現(xiàn)在導(dǎo)體的最表面。這種現(xiàn)象被稱為“集膚效應(yīng)”。顯然，“集膚效應(yīng)”只能使工件表層加熱而心部幾乎未被加熱。交流頻率越高，“集膚效應(yīng)”越顯著，加熱層也越薄。因此，要求淬硬深度較大的工件可選用較低的頻率；要求淬硬深度較小的工件，可選用較高的頻率。
從頻率的角度看：在工頻、中頻、高頻電流中，以高頻對人體的危害最大，故本書只介紹有關(guān)高頻方面的情況。
高頻加熱所用的設(shè)備為高頻表面淬火機。
1.高頻表面淬火機的職業(yè)危害
(1)電器設(shè)備引起的事故
輸入發(fā)生器的工頻(50HZ)低壓(380V)交流電，經(jīng)升壓變壓器使電壓升高到1000(V)；高壓交流再加到整流器上，經(jīng)整流后成為13500(V)的高壓直流電，再通過振蕩器得到高頻高壓交流；最后經(jīng)降壓變壓器將電壓降到1000(V)以下再與感應(yīng)器接通。如此高的電壓，如果在操作高頻電流發(fā)生器裝置時，違反電氣安全操作規(guī)程，如在沒有切斷閉鎖裝置電流就對電子管式高頻裝置進(jìn)行帶電檢修時，就可能發(fā)生觸電。
(2)有害氣體對人的影響
當(dāng)工件、特別是高碳鋼工件在高頻感應(yīng)圈內(nèi)加熱到高溫時，空氣中的氧與工件表面的碳相作用而產(chǎn)生CO。如果車間高頻設(shè)備較多，同時運轉(zhuǎn)的也多，則CO可能達(dá)到相當(dāng)高的濃度而對操作者帶來有害影響。
(3)高頻電流對人體的危害
當(dāng)高頻電流通過電路時，其周圍空間便伴有高頻電磁場。機體在高頻電磁場的作用下，能產(chǎn)生生物的效應(yīng)。目前公認(rèn)的是“致熱作用”。其解釋是：機體皮膚導(dǎo)電能力差，類似于電阻；體液和軟組織導(dǎo)電能力強，類似于電容。因此，人體是一個電阻和電容的復(fù)雜組合體。
人體內(nèi)的非極性分子在高頻電磁場作用下，發(fā)生高速的“取向作用”，即，分子內(nèi)的正負(fù)電荷發(fā)生順應(yīng)電場方向的運動。由于高頻電磁場的方向變化極快，分子中電荷的運動也極快，分子間的碰撞、摩擦加劇，從而大量產(chǎn)生熱，使人體溫度升高。
其次，機體內(nèi)還有電解液，其中的陰、陽離子因受電場的作用也向相反的方向運動。當(dāng)頻率很高時，離子只能在其平衡位置作定向高頻振動。這種振動，也使部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，而使體液溫度升高。
此外，人體體液和軟組織，其導(dǎo)電能力較好，在電場作用下，還會產(chǎn)生感應(yīng)電流(渦流)，因而人體體內(nèi)還有渦流所形成的熱效應(yīng)。
綜上所述，高頻的“致熱作用”由三種熱源所引起：極化、極性分子的取向熱；陰、陽離子的電解熱；電磁感應(yīng)的渦流熱。
2.防護(hù)措施
(1)關(guān)于觸電問題
為了避免檢修過程中的觸電故，在電子管式高頻電流發(fā)生器上都設(shè)有閉鎖裝置，即開關(guān)門。當(dāng)高頻電流發(fā)生器的門打開時，閉鎖裝置就切斷了電源，從而保證了操作、維修人員的安全。
高頻電流發(fā)生器最危險的是振蕩管陽極線路上的高壓交流和直流。因此，該設(shè)備所有可能導(dǎo)電的部分，都需要遮蓋起來。
高頻電流發(fā)生器連接到加熱線路變壓器初級線圈的導(dǎo)線必須裝在金屬管里，管子必須很好接地。
以匯流排形式效設(shè)在地溝內(nèi)絕緣體中的導(dǎo)線，必須安裝牢固，不得有水浸入，地溝不得與匯流排接觸。
冷卻振蕩管陽極的冷卻水，可用橡皮管供給，且要與地絕緣。冷卻水套和所行管道，均須妥善接地。
高頻電流發(fā)生器的外殼必須接地。
(2)關(guān)于CO中毒
如果高頻淬火機較多，并且布置在熱處理車間或機械加工車間的流水線上，則產(chǎn)生的CO也多，冷卻水形成水蒸汽也多，危害面也更大。它不僅涉及熱處理工人，同時也涉及機械加工工人和車間其他工作人員。在這種情況下，就必須在流水線上的相應(yīng)位置，安裝系列的機械通風(fēng)設(shè)備。
(3)關(guān)于高頻電磁場
a.場源的屏蔽
屏蔽就是利用一切可能的方法，將電磁能量限制在所規(guī)定的空間里，從而阻止其向外傳播。屏蔽方法有單元屏蔽和整體屏蔽兩種。整體屏蔽是將機器全部屏蔽起來。單元屏蔽主要是對高頻振蕩回路、高頻輸出變壓器、高頻輸出饋線及工件電路等各自進(jìn)行單獨的屏蔽。
b.屏體的接地
屏體接地的目的，就是將屏體內(nèi)由于高頻電磁感應(yīng)所形成的感應(yīng)電流迅速引入大地，使屏體本身不致成為用頻電磁波的二次輻射源，以保證高效率的頻蔽作用。
必須指出：射頻接地與普通電氣設(shè)備的保安接地是不同的，二者不能互相代替。目前，有些現(xiàn)場以電氣設(shè)備的保安接地代替高頻裝置的射頻接地，顯然起不到應(yīng)有的保護(hù)作用。
射頻接地由接地線與接地極組成。要求如下：
①接地線
由于高頻電流的“集膚效應(yīng)”，故接地線的表面積要大。為了降低接地的高頻電抗，故接地線宜短，在設(shè)備附近設(shè)置地極。
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接地極以金屬板為佳，因為重量相同時，金屬板的有效面積比銅棒大，泄流快；金屬板面積以1-2(m2)為宜；其厚度以能保持若干年抗蝕為依據(jù)，埋置深度以2—3(m)為宜，宜立埋，不宜平埋。因為立埋泄流快，平埋泄流慢。
c.遠(yuǎn)距離操作
對中短波電磁場，其場強隨距離的加大而以指數(shù)規(guī)律迅速衰減。因此，對一時難以屏蔽的場源，可采用自動或半自動的遠(yuǎn)距離操作。如場源離操作崗位較遠(yuǎn)，就不一定強調(diào)都要屏蔽。
但需要在其周圍有明顯的標(biāo)志，可用柵欄隔絕，禁止人們靠近場源。
d.合理的布局
高頻淬火車間面積應(yīng)大，使高頻機之間有適當(dāng)?shù)木嚯x。在安裝高頻機時，要使場源盡可能遠(yuǎn)離操作崗位和休息場所，饋線也不宜設(shè)置過長。特別是當(dāng)一機多用時，更應(yīng)充分考慮到場源與操作崗位的合理安排。
