1.对加热过程中坯料位置的控制

为了实现对加热坯料的位置进行精确控制，在本研究过程中设计开发了一个与加热炉号、支撑杆到炉底距离以及坯料尺寸等有关的控制单元（见图4-3）。在使用该控制单元时，只要输入坯料的长度和坯料中心与加热炉中心的偏距（+/-分别表示坯料中心在炉子中心的上侧或下方），然后程序自动输出建议位置值（“Positionval-ue”），把该建议值输入到炉子侧面的“D-Pos-Module”表中，并进行确认。这样就可以实现对坯料位置的精确控制。

图4-3 实现对坯料位置精确控制的控制单元

2.加热过程中的控制参数

在加热过程中和加热完成以后，通过对控制单元中文件“IBE-Messdatenfassung”进行再编译，所有与加热过程有关的测量参数可以显示在图4-4所示的主窗口中。例如加热中坯料温度与加热时间的关系、功率与时间的关系、能量与温度的关系等。通过对炉号进行选择，所有加热炉的状态均可显示出来（见图4-5）。

图4-4 “Messdatenerfassung”的主窗口

图4-5 感应加热中每个炉子的工作状态(www.daowen.com)

3.加热炉的控制参数

感应加热的目的是在坯料中获得均匀分布的半固态温度。在SFB289项目的第一期和第二期研究过程中，设计开发了一专用于有色金属感应加热的多层立式感应加热炉（见图4-6）。其电控物理参数为：加热频率为200～2000Hz；最大电压为500V；最大功率为50kW。在SFB289项目的第三期研究中对A356铝合金及其SiC增强复合材料的感应加热所使用的是来自Audi公司的感应加热设备，整套系统共包括四个功能相同的加热炉，以便实现工业生产中的多工位加热。其中每个加热炉的物理参数为：最大功率为50kW；最大工作频率为250Hz；最大工作电压为350V。该加热炉主要适用于铝合金、镁合金、铜合金和复合材料的感应加热。

为了测量和记录A356铝合金感应加热中的温度，在研究过程中开发了基于商用控制和分析软件DIAdem^[9]并适用于A356铝合金感应加热的电路控制图（见图4-7）。在设计中，为了实现对加热功率的控制，由计算得到A356铝合金加热需要的功率。如对尺寸为ϕ76mm×90mm的A356铝合金坯料，在2min内从室温加热到582℃所需功率为

图4-6 多层立式感应加热炉

基于此值，再考虑加热过程中的热损耗，就得到加热过程中总的控制功率。

图4-7 A356铝合金感应加热的电路控制图