Principio di funzionamento e campi di applicazione del riscaldamento ad induzione

Vengono chiamati dispositivi elettrotermici che riscaldano materiali elettricamente conduttivi iniettandovi correnti induttive riscaldatori a induzione… Poiché e. ecc. c.l'induzione si verifica quando le correnti che eccitano il campo elettromagnetico cambiano, quindi tali dispositivi possono funzionare solo a corrente alternata.

L'elemento principale dei riscaldatori a induzione è induttore — bobina, contenente un certo numero di giri, che, quando la corrente alternata lo attraversa, crea campo magnetico alternato… È qui che avviene la (prima) conversione dell'energia elettrica in energia del campo magnetico.

Quando un corpo elettricamente conduttivo viene introdotto in un campo magnetico alternato, ad es. eccetera. c. provoca la comparsa di una corrente «secondaria». C'è una trasformazione inversa (seconda) dell'energia del campo magnetico in energia elettrica.

Infine, la corrente secondaria indotta nel corpo riscaldato, secondo La legge di Joule-Lenz genera calore: l'energia elettrica viene convertita in calore.Come risultato della terza conversione di energia, si ottiene il calore che fornisce il riscaldamento o la fusione dei materiali nei riscaldatori a induzione.

Circuito di riscaldamento ad induzione

Per il funzionamento di riscaldatori a induzione non è richiesto il contatto diretto della fonte di alimentazione con l'oggetto riscaldato, è richiesta solo la presenza di una connessione magnetica tra l'oggetto e l'induttore.

L'applicazione principale e più antica dei riscaldatori a induzione nell'industria è il loro utilizzo. come i forni elettrici ad induzioneprogettato per la fusione di metalli non ferrosi e ferrosi e loro leghe. I forni elettrici ad induzione garantiscono un'elevata purezza del fuso, in quanto non introducono alcuna impurità nel materiale fuso.

Inoltre, i forni elettrici a induzione creano un riscaldamento uniforme dell'intera massa di materiale fuso senza un significativo surriscaldamento locale. Quest'ultima circostanza è molto importante quando si fondono leghe multicomponente, i cui componenti hanno punti di fusione diversi. In presenza di surriscaldamento locale (es nei forni ad arco) in tali leghe, i componenti a basso punto di fusione vengono intensamente consumati e la composizione iniziale della carica viene disturbata.

Il campo di applicazione dei riscaldatori a induzione non è limitato agli impianti di fusione dei metalli. Spesso nel riscaldamento ad induzione di produzione moderna usato da per l'indurimento superficiale delle parti, nelle operazioni di piegatura di tubi e prodotti laminati profilati da prodotti bimetallici, per la saldatura di prodotti con una configurazione complessa, ecc.

Quando si riscaldano materiali elettricamente conduttivi in ​​un campo elettromagnetico ad alta frequenza, svolge un ruolo importante effetto superficiale... L'effetto di superficie diventa sempre più evidente all'aumentare della frequenza della corrente di alimentazione.

La capacità di riscaldare rapidamente solo gli strati superiori del materiale, necessario per l'indurimento superficiale, si basa interamente sull'utilizzo di questo effetto.

Lo spessore dello strato, chiamato «profondità di penetrazione della corrente», dipende dalla resistenza del materiale, dalla frequenza della corrente e permeabilità magnetica assoluta.

Inoltre, scegliendo tale modalità di funzionamento del riscaldatore ad induzione, tale da garantire un'elevata concentrazione di correnti induttive negli strati superficiali, è possibile ottenere un aumento significativo dell'efficienza del riscaldatore.

Il principale vantaggio del metodo di tempra superficiale a induzione è la possibilità di un rilascio concentrato di energia termica negli strati superficiali di prodotti di forma arbitraria e la possibilità di trasferimento di energia senza contatto diretto tra il riscaldatore e il pezzo.L'uniformità del riscaldamento di parti con una configurazione complessa è assicurata da induttori di una forma speciale. Generalmente la forma dell'induttore segue il contorno della parte.

L'uso di riscaldatori a induzione, di norma, migliora gli indicatori di qualità delle operazioni tecnologiche, aumenta la produttività del lavoro e crea le condizioni per spostare la produzione a un livello superiore con un'ampia meccanizzazione e automazione dei processi.

Il riscaldamento a induzione viene utilizzato anche per operazioni generali come affiorante… La laminazione è il legame permanente dello strato di metallo saldato al metallo di base.

Comunemente utilizzato è il rivestimento di metalli non ferrosi e leghe su acciaio e ghisa.Per l'applicazione in superficie è necessario e sufficiente fondere il metallo d'apporto e portare il metallo di base ad una temperatura prossima a quella di fusione del materiale d'apporto. Il materiale di riempimento utilizzato per la stratificazione può essere in qualsiasi forma: barre, strisce, trucioli, ecc.

L'uso di dispositivi di riscaldamento a induzione nell'industria non si limita agli esempi considerati, l'ambito della loro applicazione è estremamente ampio e aumenta ogni anno.

Vantaggi significativi nell'utilizzo di metodi di riscaldamento a induzione — efficienza, flessibilità di applicazione, alta qualità dei prodotti, aumento della produttività del lavoro, ecc.