Индукционный нагрев
Принцип индукционного нагрева легко иллюстрируется с помощью индуктора (см. фото) с магнитным полем (красные линии), изменяющимся при изменении силы тока.
Поле замыкается внутри катушки и напряженность зависит от силы тока и количества витков катушки. Если поместить предмет обладающий электропроводностью внутрь индуктора, то на его поверхности будут возникать вихревые токи, которые вследствие электрического сопротивления предмета вызовут нагрев поверхности. Эффект нагрева возрастает с ростом напряженности поля и зависит от свойств материала и расстояния катушки от поверхности.
Наведенный ток будет создавать собственное, противоположное основному поле, что предотвращает проникновение поля катушки в центр предмета. По этой причине вихревые токи будут более активны в области близкой к поверхности предмета с понижением силы тока по направлению к центру предмета.
Область применения
1. Индукционные установки для прямого индукционного нагрева:
- плавка металлов и сплавов;
- термообработка;
- нагрев штампов для сверхпластичной деформации;
- нагрев металлических и порошковых изделий под штамповку;
- выращивание монокристаллов;
- диффузионная и высокочастотная сварка;
- другие технологические процессы.
2. Индукционные установки для косвенного индукционного нагрева:
- плавка тугоплавких и цветных металлов;
- варка оптического стекла;
- эпитаксиальная технология;
- спекание порошковых изделий сложной конфигурации;
- технология изготовления оптических волокон;
- покрытие металлов пленками;
- другие технологические процессы.
3. Индукционные установки для электромагнитного воздействия на расплавленный металл:
- литье алюминиевых сплавов в электромагнитные кристаллизаторы;
- плавка в холодный тигель;
- технология производства зеркал;
- другие технологические процессы.
Преимущество индукционного нагрева
1. Экономическая эффективность.
Порционное выделение энергии на разогрев каждой детали приводит к понижению энергопотребления, по сравнению с печами сопротивления, где необходимо затратить дополнительную энергию на разогрев самой печи, а так же на поддерживание нужной температуры во время выгрузки и загрузки следующих деталей.
Габариты тиристорных преобразователей в 2-3 раза меньше преобразователей на ламповых генераторах, что объясняется малыми габаритами самих тиристоров, отсутствием накала, низким напряжением источников питания, малой мощностью управляющих устройств и т.п. Стоимость полупроводниковых преобразователей ниже стоимости преобразователей других типов. Отсутствие накала обеспечивает мгновенную готовность к работе и повышает экономическую устойчивость.
При применении индукционного нагрева для термической обработки экономический эффект достигается благодаря улучшению качества, сокращению потерь металла в окалину, повышению производительности.
2. Высокая производительность.
Высокая концентрация энергии в заготовке обеспечивает высокую скорость нагрева, благодаря чему резко сокращаются поверхностное обезуглероживание и потери металла в окалину.
3. Автоматическое управление.
Оборудование для индукционного нагрева легко встраивается в автоматические линии, и не требует специфических знаний в обслуживании.
|
