El calentamiento por inducción es una tecnología revolucionaria para calentar metales y sustancias conductoras de la electricidad. Ofrece un calor rápido, uniforme y selectivo. Como resultado, varias industrias lo han estado utilizando.
El uso del calentamiento por inducción es habitual en la soldadura de metales, el endurecimiento de superficies, el precalentamiento, etc.
No obstante, para cada aplicación, el calentamiento por inducción funciona con frecuencias diferentes.
¿Se pregunta por qué? Pues bien, varios factores influyen en la selección de la frecuencia de calentamiento por inducción.
En este artículo hablaremos de estos aspectos. Sin embargo, antes de eso, echemos un vistazo a la historia de las frecuencias de calentamiento por inducción.
Frecuencias de calentamiento por inducción a lo largo de los años
El calentamiento por inducción es un calentamiento sin contacto. Utiliza un cierto grado de frecuencia de calentamiento para calentar materiales conductores de la electricidad.
Hoy en día, los equipos de calentamiento por inducción son una herramienta fundamental en las industrias manufactureras. Sin embargo, esta tecnología no fue tan eficiente desde el principio.
El calentamiento por inducción ha avanzado mucho desde su invención. Michael Faraday, científico inglés, descubrió los fundamentos del calentamiento por inducción en 1831. Introdujo el concepto de fundir metales con ayuda del calentamiento por inducción.
En 1935, la calefacción por inducción se convirtió por primera vez en tema de debate. En aquella época, sólo había tres fuentes de generación de energía. Se trataba de generadores de arco de descarga, motogeneradores y generadores de tubo.
Los generadores Arch eran generadores de baja eficiencia. Por otro lado, los motogeneradores sólo podían generar 500 kW a una frecuencia de hasta 10 kHz.
Los osciladores de tubo eran la única opción para producir una alta frecuencia de calentamiento por inducción. Desgraciadamente, los problemas de los osciladores de tubo eran su gran tamaño y su escaso rendimiento.
Posteriormente, surgieron las fuentes de alimentación de estado sólido. Ha mejorado varias veces la tecnología de calentamiento por inducción.
Incluso hoy en día, las fuentes de alimentación de estado sólido (SSP) generan calentamiento por inducción a frecuencia MHz. Pueden producir frecuencias de más de 5 MHz.
Factores que influyen en la selección de la frecuencia de calentamiento por inducción
Hoy en día, el calentamiento por inducción se utiliza en todo el mundo. Se ha convertido en una opción popular para recocido, endurecimiento, soldadura fuerte, ajuste por contracción, soldadura, etc. Y para cada aplicación, el calentamiento por inducción funciona a frecuencias diferentes.
Varios aspectos influyen en la selección de la frecuencia de calentamiento por inducción. A continuación hemos reunido algunas de las más importantes.
- Duración del calentamiento y tasa de producción
- El tipo de metal utilizado
- Diámetro de la pieza
- Control de la profundidad de la dureza y del patrón de calor
- La eficacia del inductor y su instalación
- Fuerzas electrodinámicas
- Coste y tamaño de los equipos
La selección de la frecuencia de calentamiento por inducción (F) se consigue teniendo en cuenta la potencia de calentamiento (P) y el tiempo (T).
Diversos estudios experimentales y teóricos ofrecen recomendaciones para la selección de la frecuencia de inducción.
Consulte a continuación las recomendaciones de selección de frecuencia de calentamiento por inducción para diferentes aplicaciones.
Selección de la frecuencia de calentamiento por inducción para el endurecimiento superficial
El endurecimiento superficial consiste en el tratamiento del metal mediante calentamiento por inducción. El proceso refuerza la dureza de la superficie exterior de un metal. Sin embargo, el núcleo sigue siendo blando.
El endurecimiento superficial es uno de los procesos de calentamiento más complejos. El proceso incluye varias geometrías y especificaciones de tratamiento térmico. En consecuencia, es difícil hacer una sugerencia general para la selección de su frecuencia de calentamiento.
La mayoría de los expertos sugieren los siguientes puntos para la selección de frecuencias para el endurecimiento superficial.
- Un operario debe calcular con precisión la frecuencia, el tiempo y la potencia para el endurecimiento.
- La frecuencia de calentamiento por inducción debe situarse en un estrecho margen en función del paso de los dientes. Para los engranajes pequeños, la potencia de calentamiento debe ser alta y rápida.
- Elija la frecuencia de calentamiento por inducción en función de los requisitos de sus piezas.
Algunos rangos de frecuencia de calentamiento por inducción adecuados para diferentes profundidades de endurecimiento superficial:
| Profundidad de endurecimiento | Frecuencia de la máquina de calefacción |
|---|---|
| 0,8 – 1,2 mm | 200 – 400 kHz |
| 1 – 2 mm | 30 – 200 kHz |
| 2 – 4 mm | 5 – 30 kHz |
Selección de la frecuencia de calentamiento por inducción para soldadura fuerte
La soldadura por induc ción es el proceso de unión de dos metales mediante calentamiento por inducción. En muchas industrias, se utiliza como alternativa a la soldadura convencional con llama.
Varios factores influyen en la selección de la frecuencia de calentamiento por inducción para la soldadura fuerte. Por ejemplo, el material de soldadura, la profundidad de soldadura y el grosor de la pieza. Sin embargo, la gama de frecuencias suele estar entre 15 y 300 kHz.
Selección de la frecuencia de calentamiento por inducción para la fusión
La fusión por inducción es el proceso de fundir un metal utilizando un horno de inducción. El horno produce un calor elevado hasta que el metal alcanza el punto de fusión.
Por lo general, los operarios ajustan la frecuencia de la máquina de fusión por inducción entre 3 y 30 kHz. Pero todo depende del material metálico y de su capacidad de fusión. Cada metal tiene una capacidad de fusión distinta.
Selección de la frecuencia de calentamiento por inducción para forja
La forja por inducción consiste en precalentar los metales mediante un calentador de inducción. Después, se deforman con la ayuda de un martillo o una prensa. El metal se calienta a cierta temperatura para que pueda deformarse.
El calentador de inducción proporciona un calentamiento constante. Pero la frecuencia de calentamiento viene determinada por el diámetro de la pieza.
Recomendaciones para la selección de la frecuencia de calentamiento por inducción para aplicaciones de forja:
| Diámetro de la pieza Inducción | Gama de frecuencias de calentamiento |
|---|---|
| 20 – 30 mm | 15 – 30 kHz |
| 30 – 50 mm | 6 – 15 kHz |
| 50 – 80 mm | 2 – 5 kHz |
| 80 mm | 2 kHz |
Conclusión
Ahora ya sabe que hay varios factores que afectan a la selección de la frecuencia de calentamiento por inducción. Y la selección de la frecuencia se realiza en función de la aplicación, el tipo de metal, la profundidad y el diámetro de la pieza. Si no está seguro de la frecuencia, pida recomendaciones a los expertos.
