Princípio de operação e campos de aplicação do aquecimento por indução

Dispositivos eletrotérmicos que aquecem materiais eletricamente condutores injetando correntes indutivas neles são chamados aquecedores de indução… Desde e. etc. c. a indução ocorre quando as correntes que excitam o campo eletromagnético mudam, então tais dispositivos só podem funcionar em corrente alternada.

O elemento principal dos aquecedores por indução é indutor - bobina, contendo um certo número de voltas, que, ao passar por ela uma corrente alternada, cria campo magnético alternado… É aqui que ocorre a (primeira) conversão de energia elétrica em energia de campo magnético.

Quando um corpo eletricamente condutor é introduzido em um campo magnético alternado, por ex. etc. c. provoca o aparecimento de uma corrente «secundária». Há uma transformação reversa (segunda) da energia do campo magnético em energia elétrica.

Finalmente, a corrente secundária induzida no corpo aquecido, de acordo com A lei de Joule-Lenz gera calor: a energia elétrica é convertida em calor.Como resultado da terceira conversão de energia, obtém-se o calor que fornece aquecimento ou fusão de materiais em aquecedores de indução.

Circuito de aquecimento por indução

Para operação de aquecedores de indução não é necessário contato direto da fonte de energia com o objeto aquecido, apenas a presença de uma conexão magnética entre o objeto e o indutor.

A principal e mais antiga aplicação dos aquecedores por indução na indústria é o seu uso. como fornos elétricos de induçãoconcebido para a fusão de metais não ferrosos e ferrosos e suas ligas. Os fornos elétricos de indução garantem alta pureza do fundido, pois não introduzem nenhuma impureza no material fundido.

Além disso, os fornos elétricos de indução criam aquecimento uniforme de toda a massa de material fundido sem superaquecimento local significativo. A última circunstância é muito importante ao fundir ligas multicomponentes, cujos componentes têm diferentes pontos de fusão. Na presença de superaquecimento local (como em fornos de arco) nessas ligas, os componentes de menor fusão são intensamente consumidos e a composição inicial da carga é perturbada.

O campo de aplicação dos aquecedores por indução não se limita às instalações de fundição de metais. Muitas vezes na produção moderna de aquecimento por indução usado por para endurecimento superficial de peças, nas operações de dobragem de tubos e produtos laminados perfilados de produtos bimetálicos, para soldadura de produtos de configuração complexa, etc.

Ao aquecer materiais eletricamente condutores em um campo eletromagnético de alta frequência, ele desempenha um papel importante efeito de superfície... O efeito de superfície torna-se cada vez mais aparente à medida que a frequência da corrente de alimentação aumenta.

A capacidade de aquecer rapidamente apenas as camadas superiores do material, necessária no endurecimento da superfície, baseia-se inteiramente no uso desse efeito.

A espessura da camada, denominada «profundidade de penetração da corrente», depende da resistência do material, da frequência da corrente e permeabilidade magnética absoluta.

Além disso, ao escolher tal modo de operação do aquecedor por indução, de modo a garantir uma alta concentração de correntes indutivas nas camadas superficiais, pode ser alcançado um aumento significativo na eficiência do aquecedor.

A principal vantagem do método de endurecimento superficial por indução é a possibilidade de liberação concentrada de energia térmica nas camadas superficiais de produtos de formato arbitrário e a possibilidade de transferência de energia sem contato direto entre o aquecedor e a peça de trabalho. A uniformidade do aquecimento de peças com configuração complexa é garantida por indutores de uma forma especial. Geralmente a forma do indutor segue o contorno da peça.

O uso de aquecedores por indução, via de regra, melhora os indicadores de qualidade das operações tecnológicas, aumenta a produtividade da mão de obra e cria condições para elevar a produção a um patamar superior com ampla mecanização e automação de processos.

O aquecimento por indução também é usado para operações gerais como superfície… A laminação é a ligação permanente da camada de metal de solda ao metal base.

Comumente usado é o revestimento de metais não ferrosos e ligas em aço e ferro fundido.Para aplicação em superfície, é necessário e suficiente fundir o metal de adição e levar o metal base a uma temperatura próxima ao ponto de fusão do material de adição. O material de enchimento usado para estratificação pode estar em qualquer forma - na forma de hastes, tiras, aparas, etc.

O uso de dispositivos de aquecimento por indução na indústria não se limita aos exemplos considerados, o escopo de sua aplicação é extremamente amplo e aumenta a cada ano.

Vantagens significativas no uso de métodos de aquecimento por indução — eficiência, flexibilidade de aplicação, alta qualidade dos produtos, aumento da produtividade da mão de obra, etc.