不同形狀不銹鋼管坯料加熱電流頻率和加熱時(shí)間的選擇方法如下：
1. 非實(shí)心圓柱形坯料選擇加熱電流頻率及加熱時(shí)間，原則上與實(shí)心圓柱壞料相同。
2. 矩形斷面坯料電流頻率及加熱時(shí)間的選擇與圓柱形坯料一樣，但必須把斷面的短邊作為圓柱形坯料的直徑。
3. 不銹鋼管感應(yīng)加熱電流頻率的選擇原則為：
坯料加熱時(shí)間的確定與實(shí)心圓柱形坯料相同，但應(yīng)把不銹鋼管壁厚度作為實(shí)心圓柱形坯料的半徑。
4. 復(fù)雜斷面坯料加熱時(shí)，電流頻率按尺寸小的斷面選擇；加熱時(shí)間按已選的頻率，再按尺寸大的斷面來選擇。
在圓柱形螺線管式感應(yīng)圈中，電流線集中朝向螺線管里邊的表面區(qū)域，這稱為線圈效應(yīng)。
在計(jì)算金屬感應(yīng)加熱的參數(shù)和規(guī)范時(shí)，必須考慮被加熱材料的電阻率和磁導(dǎo)率與溫度的關(guān)系：
應(yīng)該注意，在 α→λ（鐵素體與奧氏體）轉(zhuǎn)變范圍內(nèi)， ρ曲線上升和下降的特性有顯著的變化。
磁導(dǎo)率 μ 也是在確定感應(yīng)加熱參數(shù)時(shí)必須考慮的鋼的重要特性，是磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 與磁場強(qiáng)度 H 的比例系數(shù)： μ = B/H
鋼和鑄鐵的感應(yīng)加熱是以置于交變電磁場中的工作物的截面上不均衡地發(fā)出熱量為基礎(chǔ)的。為了闡明鋼和鑄鐵感應(yīng)加熱的規(guī)律性，則要研究當(dāng)感應(yīng)器產(chǎn)生的平面電磁波到金屬工作物表面上時(shí)的情況，及其在金屬中的衰減過程。
室內(nèi)相對磁導(dǎo)率 μ 與磁場強(qiáng)度 H 的關(guān)系曲線圖，如圖 2-15 所示。
在空氣中，感應(yīng)器與工作物的間隙中μ=1、介電常數(shù)q=1,經(jīng)由推導(dǎo)可知：1. 無論電磁波以何種角度落到金屬坯料上，其在坯料內(nèi)部將總是向垂直于金屬坯料表面的方向傳播（表面的曲率半徑大于金屬中的波長）；2. 波的振幅是根據(jù)其以相應(yīng)速度v向金屬內(nèi)推進(jìn)的程度而逐漸減小的。
圖2-16所示為進(jìn)入金屬中的電磁波。在空氣中的波長的一半用λ／2表示，在金屬中的用λ1／2表示，在坯料金屬中的波的衰減是發(fā)生在比較薄的表面層內(nèi)。在頻率很高的情況下，電磁振蕩過程在距金屬表面幾分之一毫米處即停息。
圖2-17所示為各個不同時(shí)刻（每隔1/8周期）金屬層內(nèi)電場強(qiáng)度的變化。
在加熱到磁性轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上溫度的鋼中，μ=1、ψ=45°，感抗（L為電感、f為頻率）等于有效電阻R,而金屬內(nèi)部的功率因數(shù)為cosψ=0.7。
當(dāng)電磁波落到金屬表面上時(shí)，渦流密度的振幅是按照指數(shù)規(guī)律由金屬表面向金屬深處逐漸減小的。這就形成了金屬表面層的電流透入深度。
電流在金屬中所產(chǎn)生的熱量與電流值的平方成正比，即焦耳一楞茨定律：
Q=I2R(J) 式中： Q-電流在坯料金屬中產(chǎn)生的熱量；I-坯料金屬內(nèi)的電流； R-坯料金屬的電阻。
坯料感應(yīng)加熱時(shí)，在電流穿透深度層中，所發(fā)出的熱量各占坯料感應(yīng)加熱所需總熱量的90%左右，而坯料金屬深層處所產(chǎn)生的熱量總共不到10%。
感應(yīng)加熱過程的萬能性，是對各種斷面形狀及其長度之比的坯料都能滿足加熱溫度均勻的要求，但其主要的缺點(diǎn)是，變頻時(shí)需要消耗所用電能的20%-30%。
冷坯料經(jīng)加熱后，一般在徑向和軸向存在溫差。當(dāng)感應(yīng)線圈的端部補(bǔ)償調(diào)整適當(dāng)、爐子的密封良好時(shí)，軸向溫差可以控制在30~50℃，而在徑向上中心溫度偏低。穿孔后，由于變形功和摩擦發(fā)熱的作用使坯料內(nèi)孔溫度升高，而不銹鋼管外表面因?yàn)闊崃康臄U(kuò)散和工模具的吸熱使其溫度降低。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，不銹鋼管坯料內(nèi)孔的溫度一般要比外表面溫度高80~150℃以上，空心坯料的感應(yīng)再加熱就是在這種條件下進(jìn)行的。而在高溫感應(yīng)加熱時(shí)，由于坯料的電流穿透深度較大，如加熱時(shí)間較長，或采用大功率加熱，則會使坯料內(nèi)孔的溫度進(jìn)一步升高。這是不希望的。希望得到的是，空心坯料通過在擠壓前的再加熱，內(nèi)表面的溫度略低于外表面，以便在擠壓后不銹鋼管的內(nèi)外表面溫差最小。
為此，曾有人提出，穿孔前不銹鋼管坯料的感應(yīng)加熱采用工頻加熱爐。而穿孔后擠壓前的空心坯料的感應(yīng)再加熱采用高頻加熱爐更為有利。圖 2-18 所示為不銹鋼管坯料在各個階段經(jīng)感應(yīng)加熱后溫度分布曲線。
