Princip rada i područja primjene indukcijskog grijanja
Nazivaju se elektrotermički uređaji koji zagrijavaju elektrovodljive materijale uvođenjem induktivnih struja u njih indukcijski grijači… Od e. itd. c.indukcija nastaje kada se mijenjaju struje koje pobuđuju elektromagnetsko polje, tada takvi uređaji mogu raditi samo na izmjeničnu struju.
Glavni element indukcijskih grijača je induktor — zavojnica, koji sadrži određeni broj zavoja, koji, kada izmjenična struja prolazi kroz njega, stvara izmjenično magnetsko polje… Ovdje se događa (prva) pretvorba električne energije u energiju magnetskog polja.
Kad se električno vodljivo tijelo uvede u izmjenično magnetsko polje, na pr. itd. c. uzrokuje pojavu «sekundarne» struje. Postoji obrnuta transformacija (druga) energije magnetskog polja u električnu energiju.
Konačno, sekundarna struja inducirana u zagrijanom tijelu, prema Joule-Lenzov zakon stvara toplinu: električna energija se pretvara u toplinu.Kao rezultat treće pretvorbe energije dobiva se toplina koja osigurava zagrijavanje odnosno taljenje materijala u indukcijskim grijačima.
Indukcijski krug grijanja
Za rad indukcijskih grijača izravan kontakt izvora napajanja s grijanim objektom nije potreban, potrebna je samo prisutnost magnetske veze između objekta i induktora.
Glavna i najstarija primjena indukcijskih grijača u industriji je njihova uporaba. kao što su indukcijske električne pećidizajniran za taljenje obojenih i željeznih metala i njihovih legura. Električne indukcijske peći osiguravaju visoku čistoću taline jer ne unose nikakve nečistoće u rastaljeni materijal.
Osim toga, indukcijske električne peći stvaraju ravnomjerno zagrijavanje cijele mase rastaljenog materijala bez značajnog lokalnog pregrijavanja. Posljednja je okolnost vrlo važna pri topljenju višekomponentnih legura čije komponente imaju različita tališta. U prisustvu lokalnog pregrijavanja (kao što je u lučnim pećima) u takvim legurama dolazi do intenzivnog trošenja komponenti nižeg tališta i poremećaja početnog sastava šarže.
Područje primjene indukcijskih grijača nije ograničeno na postrojenja za taljenje metala. Često u modernoj proizvodnji indukcijsko grijanje korišten od za površinsko kaljenje dijelova, u operacijama savijanja cijevi i profiliranih valjanih proizvoda od bimetalnih proizvoda, za zavarivanje proizvoda složene konfiguracije itd.
Kod zagrijavanja elektrovodljivih materijala u visokofrekventnom elektromagnetskom polju igra važnu ulogu površinski učinak... Površinski učinak postaje sve očitiji kako se povećava frekvencija struje napajanja.
Sposobnost brzog zagrijavanja samo gornjih slojeva materijala, što je neophodno kod površinskog otvrdnjavanja, temelji se u potpunosti na korištenju ovog učinka.
Debljina sloja, nazvana «dubina prodiranja struje», ovisi o otporu materijala, frekvenciji struje i apsolutna magnetska permeabilnost.
Osim toga, odabirom takvog načina rada indukcijskog grijača, da se osigura visoka koncentracija induktivnih struja u površinskim slojevima, može se postići značajno povećanje učinkovitosti grijača.
Glavna prednost metode indukcijskog površinskog kaljenja je mogućnost koncentriranog oslobađanja toplinske energije u površinskim slojevima proizvoda proizvoljnog oblika i mogućnost prijenosa energije bez izravnog kontakta između grijača i obratka.Jednomjernost zagrijavanja dijelova složene konfiguracije osiguravaju induktori od poseban oblik. općenito oblik induktora prati obrise dijela.
Korištenje indukcijskih grijača u pravilu poboljšava pokazatelje kvalitete tehnoloških operacija, povećava produktivnost rada i stvara uvjete za podizanje proizvodnje na višu razinu s opsežnom mehanizacijom i automatizacijom procesa.
Indukcijsko grijanje se također koristi za takav opći rad kao što je navarivanje… Laminacija je trajno spajanje sloja metala zavara na osnovni metal.
Uobičajeno se koristi prevlačenje obojenih metala i legura na čelik i lijevano željezo.Za površinsku primjenu potrebno je i dovoljno rastopiti dodatni metal i dovesti osnovni metal na temperaturu blizu tališta dodatnog materijala. Dodatni materijal koji se koristi za nanošenje slojeva može biti u bilo kojem obliku — u obliku šipki, traka, strugotina itd.
Primjena uređaja za indukcijsko grijanje u industriji nije ograničena na razmatrane primjere, opseg njihove primjene je izuzetno širok i povećava se svake godine.
Značajne prednosti u korištenju metoda indukcijskog zagrijavanja — učinkovitost, fleksibilnost primjene, visoka kvaliteta proizvoda, povećanje produktivnosti rada itd.