Principe de fonctionnement et domaines d'application du chauffage par induction
Les dispositifs électrothermiques qui chauffent des matériaux électriquement conducteurs en y injectant des courants inductifs sont appelés radiateurs à induction… Depuis E. etc. C. L'induction se produit lorsque les courants qui excitent le champ électromagnétique changent, alors de tels dispositifs ne peuvent fonctionner qu'en courant alternatif.
L'élément principal des appareils de chauffage par induction est inductance - bobine, contenant un certain nombre de spires, qui, lorsqu'un courant alternatif le traverse, crée champ magnétique alternatif… C'est là que se produit la (première) conversion de l'énergie électrique en énergie de champ magnétique.
Lorsqu'un corps électriquement conducteur est introduit dans un champ magnétique alternatif, par ex. etc. c) provoque l'apparition d'un courant « secondaire ». Il y a une transformation inverse (seconde) de l'énergie du champ magnétique en énergie électrique.
Enfin, le courant secondaire induit dans le corps chauffé, selon La loi Joule-Lenz génère de la chaleur : l'énergie électrique est convertie en chaleur.À la suite de la troisième conversion d'énergie, la chaleur qui assure le chauffage ou la fusion des matériaux dans les appareils de chauffage par induction est obtenue.
Circuit de chauffage par induction
Pour le fonctionnement des appareils de chauffage par induction le contact direct de la source d'alimentation avec l'objet chauffé n'est pas requis, seule la présence d'une connexion magnétique entre l'objet et l'inducteur est requise.
L'application principale et la plus ancienne des appareils de chauffage par induction dans l'industrie est leur utilisation. comme les fours électriques à inductionconçu pour fondre les métaux non ferreux et ferreux et leurs alliages. Les fours à induction électrique garantissent une grande pureté de la masse fondue, car ils n'introduisent aucune impureté dans le matériau fondu.
De plus, les fours électriques à induction créent un chauffage uniforme de toute la masse de matière fondue sans surchauffe locale importante. Cette dernière circonstance est très importante lors de la fusion d'alliages à plusieurs composants, dont les composants ont des points de fusion différents. En présence de surchauffe locale (telle que dans les fours à arc) dans de tels alliages, les composants à bas point de fusion sont intensément consommés et la composition initiale de la charge est perturbée.
Le domaine d'application des appareils de chauffage par induction ne se limite pas aux usines de fusion de métaux. Souvent dans le chauffage par induction de production moderne utilisé par pour la trempe superficielle de pièces, dans les opérations de cintrage de tubes et de produits laminés profilés à partir de produits bimétalliques, pour le soudage de produits à configuration complexe, etc.
Lors du chauffage de matériaux conducteurs d'électricité dans un champ électromagnétique à haute fréquence, il joue un rôle important effet de surface... L'effet de surface devient de plus en plus apparent à mesure que la fréquence du courant d'alimentation augmente.
La capacité de chauffer rapidement uniquement les couches supérieures du matériau, ce qui est nécessaire au durcissement superficiel, repose entièrement sur l'utilisation de cet effet.
L'épaisseur de la couche, appelée «profondeur de pénétration du courant», dépend de la résistance du matériau, de la fréquence du courant et perméabilité magnétique absolue.
De plus, en choisissant un tel mode de fonctionnement du chauffage par induction, de manière à assurer une forte concentration de courants inductifs dans les couches superficielles, une augmentation significative de l'efficacité du chauffage peut être obtenue.
Le principal avantage de la méthode de trempe superficielle par induction est la possibilité d'une libération concentrée d'énergie thermique dans les couches superficielles de produits de forme arbitraire et la possibilité d'un transfert d'énergie sans contact direct entre le réchauffeur et la pièce.L'uniformité de chauffage des pièces à configuration complexe est assurée par des inducteurs de une forme spéciale. En général la forme de l'inducteur suit le contour de la pièce.
En règle générale, l'utilisation de chauffages à induction améliore les indicateurs de qualité des opérations technologiques, augmente la productivité du travail et crée les conditions pour faire passer la production à un niveau supérieur avec une mécanisation et une automatisation des processus étendues.
Le chauffage par induction est également utilisé pour un fonctionnement général tel que faire surface… La stratification est la liaison permanente de la couche de métal soudé au métal de base.
Le revêtement de métaux non ferreux et d'alliages sur l'acier et la fonte est couramment utilisé.Pour une application en surface, il est nécessaire et suffisant de fondre le métal d'apport et de porter le métal de base à une température proche de la température de fusion du matériau d'apport. Le matériau de remplissage utilisé pour la stratification peut être sous n'importe quelle forme - sous forme de tiges, de bandes, de copeaux, etc.
L'utilisation des appareils de chauffage par induction dans l'industrie ne se limite pas aux exemples considérés, le champ de leur application est extrêmement large et augmente chaque année.
Avantages significatifs de l'utilisation des méthodes de chauffage par induction — efficacité, flexibilité d'application, haute qualité des produits, augmentation de la productivité du travail, etc.