Indukční ohřev: konstrukce induktorů, použití při svařování

Při provádění opravárenských, montážních a výrobních prací, kdy je nutné zajistit maximální přesnost a čistotu svařování, se používají tlumivky. Tato zařízení jsou nezbytná pro indukční ohřev kovových obrobků. Použití takového zařízení umožňuje doslova zahřát díly na požadovanou teplotu během několika sekund, při které se kov stává měkkým a snadno se svařuje. Chcete-li zakoupit induktory za dostupnou cenu, kontaktujte společnost TSK LLC. V prodeji je velký výběr zařízení pro indukční ohřev kovových obrobků. Modely se liší výkonem, provozním napětím a proudovou frekvencí, cenou, konstrukčními prvky a dalšími kritérii. Snadno si vyberete indukční ohřev, který splní vaše specifické požadavky a bude odpovídat vaší ceně.

Indukční zařízení

Zařízení pro indukční ohřev kovů má prefabrikovanou konstrukci. Skládá se ze dvou hlavních součástí – samotného induktoru a také generující jednotky, která produkuje vysokofrekvenční proudové impulsy.

Induktor je obyčejný induktor sestávající z několika závitů měděného vodiče. Pro výrobu těchto komponentů se používá pouze bezkyslíkatá měď, ve které by obsah cizích příměsí neměl překročit 0,1 %. Toto zařízení může mít různé průměry (od 16 do 250 mm v závislosti na modelu). Počet otáček se pohybuje od 1 do 4.

Generátor, který vyrábí pulzní proudy pro indukční topnou spirálu, má docela působivé rozměry a hmotnost. Lze jej implementovat pomocí libovolného schématu generování vysokofrekvenčních pulzů. Například v moderním průmyslu se často používají elektrocentrály postavené na bázi multivibrátorů, RC generátorů, relaxačních okruhů atd.

Pokud se zařízení používá primárně pro ohřev malých dílů, musí být frekvence generovaných impulsů alespoň 5 MHz. Tyto jednotky jsou vyvinuty na bázi elektronek. Pokud se technika používá k ohřevu velkých kovových obrobků, je vhodné použít indukční jednotky s pracovní frekvencí do 300 kHz, postavené na bázi invertorů na bázi IGBT obvodů nebo MOSFET tranzistorů.

Princip činnosti induktorů

Zařízení pro indukční ohřev kovů fungují na jednoduchém principu založeném na jevu elektromagnetické indukce. Když cívkou prochází vysokofrekvenční střídavý proud, vytváří se kolem a uvnitř cívky silné magnetické pole. Způsobuje vznik vířivých proudů uvnitř zpracovávaného kovového obrobku.

Vzhledem k tomu, že součást má zpravidla extrémně nízký elektrický odpor, rychle se zahřívá pod vlivem vířivých proudů. V důsledku toho se jeho teplota zvýší natolik, že kov změkne a začne se tavit. Právě v tomto okamžiku jsou konce zpracovávaných obrobků svařeny.

Hlavní typy induktorů

V moderním průmyslu jsou rozšířeny tři typy jednotek pro indukční ohřev kovových dílů:

• trubkový. Externě taková zařízení připomínají domácí kotle. Tlumivky se skládají ze 2, 3 nebo 4 závitů měděného vodiče, jehož povrch je ošetřen speciálním ochranným nátěrem. Tyto jednotky se používají pro indukční ohřev malých dílů. Vnitřní průměry pracovních prvků se zpravidla pohybují od 16 do 90 mm;
• páska Charakteristickým rysem tohoto typu zařízení je zvětšený vnitřní průměr. Tento parametr se může lišit od 28 do 250 mm. Většina modelů páskových induktorů se skládá z 1 nebo 2 závitů. Závity jsou umístěny v ochranném páskovém pouzdře;
• prefabrikovaný Zařízení tohoto typu se používá pro indukční ohřev velkých kovových obrobků. Vnitřní průměr pracovních prvků se pohybuje od 70 do 610 mm. Topný výkon u některých modelů těchto zařízení může dosáhnout 400 kW;

Výhody indukčního ohřevu

Technologie indukčního ohřevu má několik výhod.

• Indukční zařízení umožňuje rychle zahřát a roztavit jakékoli kovové části. Tepelné zpracování obrobků lze v tomto případě provádět desítkykrát rychleji než při použití plynových hořáků. Indukční jednotka umožňuje získat požadovanou teplotu dílu během několika sekund.
• Vytápění lze provádět v různých prostředích. Například indukční jednotku spolu s obrobkem lze umístit do atmosféry ochranného plynu, oxidačního nebo redukčního prostředí, kapaliny a dokonce i vakua. V takových podmínkách nelze použít standardní plynová topná zařízení.
• Proces indukčního ohřevu probíhá výhradně díky tepelné energii, která se uvolňuje při průchodu vířivých proudů obrobkem. Povrch součásti proto není kontaminován produkty hoření hořáku (jako při ohřevu plynovým plamenem) nebo elektrodovými látkami (jako při obloukovém svařování).
• Indukční topné jednotky lze použít v jakémkoli prostředí, i ve špatně větraných a uzavřených prostorách. To je způsobeno skutečností, že během provozu takové zařízení neznečišťuje okolní vzduch produkty spalování.
• Induktory lze použít pro lokální i selektivní ohřev obrobků, při kterém je nutné zvýšit teplotu ne celé součásti, ale jejích jednotlivých částí.

Technologické nevýhody

Způsob indukčního ohřevu kovových obrobků má také některé nevýhody, které je třeba vzít v úvahu před zahájením práce se zařízením.

• Induktory mají poměrně složitou konstrukci. Pro práci s nimi, jejich opravy a údržbu je nutné přilákat kvalifikované odborníky, kteří prošli odpovídajícím školením.
• K plnému provozu indukčních topných zařízení je zapotřebí výkonný zdroj elektrické energie. Pro kvalitní chlazení agregátu je také nutné mít speciální nádrž a čerpadlo.
• I přes poměrně kompaktní rozměry samotné tlumivky zabírá celá instalace včetně generátoru hodně místa a je těžká. Proto je takové zařízení pro práci v terénu nevhodné. Je vhodné jej použít pro trvalou instalaci v interiéru. Pro práci v terénu je lepší použít jiné typy zařízení pro ohřev kovových dílů.

Jak se používá indukční ohřev při svařování

Proces svařování kovových dílů pomocí indukčních ohřívacích zařízení probíhá následovně. Svařované obrobky jsou umístěny uvnitř závitů induktoru a je do nich přiváděno vysoké napětí a frekvenční proud. V tomto okamžiku vznikají vířivé proudy, v jejichž důsledku se díly rychle zahřívají. Protilehlé okraje svařovaných obrobků se přiblíží k sobě a umístí je pod určitým úhlem.

V okamžiku, kdy se díly dostanou do kontaktu, vznikne mezi jejich okraji mezera ve tvaru V. Vířivé proudy generované v obrobcích narazí na tuto mezeru na své dráze a jsou odkloněny blíže k vrcholu úhlu konvergence. Vlivem povrchového efektu se elektrický náboj koncentruje na okrajích svařovaných dílů a právě v těchto místech dochází k intenzivnějšímu zahřívání. Nakonec se okraje obrobků roztaví a spojí. Při svařování se poloha dílů vyrovná do vodorovné polohy, mezera ve tvaru V zmizí a kovové prvky jsou k sobě pevně svařeny.

Zařízení pro indukční svařování můžete zakoupit u naší společnosti. Pro objednání, projednání dodacích podmínek a platby za zboží volejte na telefonní číslo uvedené na webu.

Indukční ohřev je zvýšení teploty kovů (Cu, Al, Ag, Au), mosazi, karbidu, grafitu, oceli, což jsou vodivé prvky. Proces se týká bezkontaktních metod tavení, agreguje tvorbu energie elektromagnetického pole a přenos tepla indukční cívkou. Takto se kovy kalí, pájejí, temperují a žíhají.

Indukční ohřívací cívka je měděný drát izolovaný lakem, který je navinutý kolem rámu. Plochý typ se používá k ohřevu plochých dílů a soustředný typ se používá pro výrobky složitých tvarů. Vícevrstvé cívky jsou účinnější, ale jsou dražší a obtížněji vyrobitelné.

Pozitivní vlastnosti ohřívačů indukčního typu jsou následující.

1. Přesnost operace – energie není rozptýlena po povrchu a nejde dále.
2. Je možné dosáhnout účinnosti 90%, což je o 15-20% vyšší než u jiných analogů.
3. Kov se zahřívá 2krát rychleji. To má za následek výrazné úspory energie.
4. Je možné regulovat výkon s vysokou přesností.
5. Ohřívá se kov nebo slitina, nikoli induktor, takže se snižuje pravděpodobnost průmyslového popálení.
6. Když dojde k přehřátí, automaticky se vypne, čímž se eliminuje možnost zkratu.
7. Během práce ohřívače nedochází k prachu, hluku, nehoří kov, nedochází k emisím toxických látek.
8. Dlouhá životnost topných zařízení.

Mezi nevýhody patří vysoká cena zařízení a určitý hluk během provozu. Ne všechny materiály lze tímto způsobem ohřívat. Rohové části zvyšují svou teplotu rychleji než střední, což má za následek nerovnoměrný výkon procesu.

Tepelná zařízení jsou účinnější, bezpečnější a funkčnější než jiné typy ohřívačů.

<strong><em>Co je základem pro výběr indukčních ohřívačů?</em></strong>

Správná volba zajistí optimální výkon a žádné přeplatky v ceně.

1. Hloubka pronikání tepla (vzdálenost, kterou teplo proniká kovem) závisí na frekvenci proudu použitého v ohřívači. Nízké frekvence poskytují hlubší ohřev a vysoké frekvence se používají ke zvýšení povrchové teploty.
2. Pro zvýšení tepelného indexu stačí zvýšit aktuální frekvenci, zvýšit výkon ohřívače, případně použít feromagnetický koncentrátor.

Feromagnetický koncentrátor je kus kovu, který zapadá do cívky indukčního ohřívače. Zvyšuje magnetické pole v cívce, což vede k urychlenému zahřívání odolného materiálu.

1. Při nákupu indukční ohřívací spirály je zohledněna konfigurace a lineární parametry dílu (produktu). Nedostatečně výkonné systémy vedou k delší době ohřevu a vyžadují další energii.
2. Pokud je nutné zvýšit teplotu velkého objektu, pak je nutné použít nízkofrekvenční systém, ale se zvýšeným výkonem. U topných ploch vykazují nejlepší výsledky systémy s vysokými frekvencemi.
3. Výkon indukčního ohřevu hraje klíčovou roli v rychlosti ohřevu obrobku. Přímo ovlivňuje rychlost dosažení požadované teploty a také produktivitu a energetickou účinnost celého procesu. Výrobci indukčních zařízení vám mohou pomoci vybrat správný zdroj napájení pro vaše potřeby.
4. Měď je nejběžnějším materiálem cívky díky své vysoké vodivosti a odvodu tepla. Optimální konstrukce cívky rovnoměrně rozvádí teplo po celém povrchu dílu, minimalizuje energetické ztráty a zvyšuje účinnost. Nedomyšlený design cívky prodlužuje pracovní proces, spotřebuje více energie a není schopen rovnoměrně zahřívat různé oblasti součásti. Používají také flexibilní cívky, které jsou schopné pracovat s částmi složitých geometrických tvarů.
5. Vysoce kvalitní spojení zvyšuje tepelný koeficient a podporuje rovnoměrný tok proudu. Špatný kontakt mezi součástí a cívkou má opačný účinek.

<img src=“https://electro-nagrev.ru/upload/medialibrary/3fe/promyshlennyy-induktsionnyy-nagrev-2.jpg“ /> <em><br /></em>

<em>Kde je potřeba indukční ohřev?</em>

Indukční ohřev je univerzální metoda používaná v různých průmyslových odvětvích průmyslu.

1. Metalurgie

• Tavení kovů: litina, ocel, měď, hliník atd.
• Ohřev obrobků před válcováním, kováním, lisováním, svařováním.
• Tepelné zpracování: kalení, popouštění, žíhání.
• Pájení a svařování kovů.
• Tavení feroslitin.
• Rafinace kovů.

1. Strojírenství

• Zahřívání dílů před montáží.
• Tepelné zpracování: kalení, popouštění, žíhání.
• Pájení a svařování kovů.
• Navařování tvrdých slitin.
• Demontáž ložisek.

1. Chemický průmysl

• Vytápění reaktorů a kontejnerů.
• Sušící materiály.
• Odpařování kapalin.
• Vulkanizace pryže.
• Syntetické chemikálie.
• Výroba plastového sortimentu (vstřikování).

1. Potravinářský průmysl

• Pasterizace mléka a dalších produktů.
• Sterilizace konzervovaných potravin.
• Rozmrazování potravin.
• Sušené ovoce, zelenina, bobule.
• Pečení chleba, cukroví.

1. Elektronický průmysl

• Pájecí čipy a další elektronické součástky.
• Tepelné zpracování polovodičových materiálů.
• Svařovací dráty.
• Čištění povrchů.
• Sušení elektronických součástek.

1. Jewelcrafting

• Tavení drahých kovů.
• Pájecí šperky.
• Žíhání kovů.
• Kalení kovů.
• Smaltování výrobků.

1. Медицина

• Sterilizace nástrojů.
• Dezinfekce prostor.
• Odstranění novotvarů.
• Léčba ran.
• Hypertermie (léčba rakoviny).

1. Ostatní průmyslová odvětví

• Výroba skla: ohřev skloviny.
• Výroba keramiky: vypalování výrobků.
• Výroba papíru: sušení papíru.
• Zpracování odpadů: tavení a spalování.

Indukční ohřev – tento pokročilé technologie, který má mnoho dávky ve srovnání s tradičními způsoby vytápění.

<strong><em>Pozitivní vlastnosti indukčního ohřevu pro průmysl</em></strong>

1. Výhody z hlediska spotřeby energie.

• Indukční ohřev vyžaduje polovinu energie oproti tradičním metodám, jako je konvekce nebo sálání. To znamená výrazné úspory nákladů na energie, což je v prostředí neustále rostoucích cen obzvláště důležité.
• Je prováděna přesná regulace teploty, což má pozitivní vliv na kvalitu produktu a minimalizuje vady.
• Snížená spotřeba energie znamená méně emisí CO₂, díky čemuž je indukční ohřev šetrnější k životnímu prostředí.

1. Zahřívání pouze cílové oblasti

• Teplota stoupá pouze v té části materiálu, která je v indukčním poli. To vám umožní vyhnout se přehřátí jiných míst.
• Nedochází ke kontaktu s otevřeným plamenem, což snižuje stupeň oxidace materiálu a zvyšuje jeho životnost.
• Jelikož se ohřívá pouze cílová oblast, nehrozí při práci s indukčním ohřívačem popálení.

1. Bezpečnost a čistota

• Nepoužívá se otevřený oheň ani jiné nebezpečné prvky.
• Nevzniká žádný kouř ani jiné škodlivé emise. To zlepšuje podmínky potrubí a zvyšuje komfort pro pracovníky.
• Takové vytápění lze použít v místnostech s hořlavými materiály.

1. Rychlý způsob ohřevu

• Doba výrobního cyklu je zkrácena a náklady jsou optimalizovány.
• Společnost, která vyrábí produkty využívající indukční ohřev, zvyšuje svou konkurenceschopnost na trhu. Za určitou dobu je možné vyrobit více produktů.
• Metoda se používá pro různé materiály a výrobky.

1. Přenosný:

• Indukční ohřívače jsou kompaktní a snadno se přenášejí, díky čemuž jsou mobilní a všestranné.
• Snadno se používají a nevyžadují speciální školení.
• Zařízení jsou k dispozici v široké škále výkonů a velikostí, což vám umožní vybrat si správné řešení pro jakýkoli úkol.
• Takový ohřívače – spolehlivý a odolný. Vyžadují minimální údržbu.

Ve světě průmyslového obra, kde ocelová monstra vrčí a plápolají, žije tichý tanečník – indukční ohřev. Neviditelný, ale všemocný, provádí svou magii bez ohně, pouze pomocí elektronové víry. Cívky vytvářejí vírová pole, hladké linie toku roztaveného kovu pod přísným vedením induktoru, spotřeba energie klesá, což přináší úspory a zvyšuje ziskovost výroby.