Le chauffage par induction est une technologie de pointe pour chauffer les métaux et les substances conductrices d’électricité. Il offre une chaleur rapide, constante et ciblée. C’est pourquoi plusieurs industries l’utilisent. Le chauffage par induction est couramment utilisé pour le brasage des métaux, le durcissement des surfaces, le préchauffage, etc. Néanmoins, pour chaque application, le chauffage par induction fonctionne à des fréquences différentes. Vous vous demandez pourquoi ? Plusieurs facteurs influencent le choix de la fréquence du chauffage par induction. Dans cet article, nous aborderons ces aspects. Toutefois, avant cela, examinons l’histoire des fréquences de chauffage par induction.
Fréquences de chauffage par induction au fil des ans
Le chauffage par induction est un chauffage sans contact. Il utilise un certain degré de fréquence de chauffage pour chauffer des matériaux conducteurs d’électricité. Aujourd’hui, l’équipement de chauffage par induction est un outil essentiel dans les industries manufacturières. Cependant, cette technologie n’était pas si efficace au départ. Le chauffage par induction a parcouru un long chemin depuis son invention. Michael Faraday, un scientifique anglais, a découvert les bases du chauffage par induction en 1831. Il a introduit le concept de fusion des métaux à l’aide du chauffage par induction. Pour la première fois en 1935, le chauffage par induction est devenu un sujet de débat. À l’époque, il n’existait que trois sources de production d’énergie. Il s’agissait des générateurs à décharge à arc, des générateurs à moteur et des générateurs à tube. Les générateurs à arc étaient des générateurs à faible rendement. Par ailleurs, les générateurs à moteur ne pouvaient produire que 500 kW à une fréquence allant jusqu’à 10 kHz. Les oscillateurs à tubes étaient la seule option pour produire une fréquence élevée de chauffage par induction. Malheureusement, les problèmes liés aux oscillateurs à tubes étaient leur taille importante et leurs performances médiocres. Par la suite, les alimentations à semi-conducteurs ont vu le jour. Elles ont permis d’améliorer à plusieurs reprises la technologie du chauffage par induction. Aujourd’hui encore, les alimentations SSP (solid-state power) génèrent un chauffage par induction à la fréquence du MHz. Elles peuvent produire des fréquences supérieures à 5 MHz.
Facteurs d’influence pour la sélection de la fréquence du chauffage par induction
Aujourd’hui, le chauffage par induction est utilisé dans le monde entier. Il est devenu un choix populaire pour le recuit, la trempe, le brasage, le frettage, la soudure, etc. Pour chaque application, le chauffage par induction fonctionne à des fréquences différentes. Plusieurs aspects influencent le choix de la fréquence du chauffage par induction. Nous avons rassemblé ci-dessous quelques-uns des aspects les plus importants.
- Durée du chauffage et taux de production
- Le type de métal utilisé
- Diamètre de la pièce
- Contrôle de la profondeur de la dureté et de la forme de la chaleur
- L’efficacité de l’inducteur et son installation
- Forces électrodynamiques
- Coût et taille de l’équipement
La sélection de la fréquence de chauffage par induction (F) se fait en gardant à l’esprit la puissance de chauffage (P) et le temps (T). Diverses études expérimentales et théoriques fournissent des recommandations pour le choix de la fréquence d’induction. Vous trouverez ci-dessous les recommandations relatives à la sélection de la fréquence de chauffage par induction pour différentes applications.
Sélection de la fréquence du chauffage par induction pour la trempe superficielle
La trempe superficielle consiste à traiter le métal par chauffage par induction. Ce processus renforce la dureté de la surface extérieure d’un métal. Cependant, le cœur du métal reste mou. La trempe superficielle est l’un des procédés de chauffage les plus complexes. Le processus comprend différentes géométries et spécifications de traitement thermique. Par conséquent, il est difficile de faire une suggestion générale pour la sélection de la fréquence de chauffage. La plupart des experts suggèrent les points suivants pour la sélection de la fréquence de la trempe superficielle.
- L’opérateur doit calculer avec précision la fréquence, la durée et la puissance de la trempe.
- La fréquence de chauffage par induction doit se situer dans une fourchette étroite en fonction du pas de la dent. Pour les petits engrenages, la puissance de chauffage doit être élevée et rapide.
- Choisissez la fréquence de chauffage par induction en fonction des exigences de vos pièces.
Quelques gammes de fréquences de chauffage par induction adaptées à différentes profondeurs de trempe superficielle :
| Profondeur de trempe | Fréquence de la machine à chauffer |
|---|---|
| 0,8 – 1,2 mm | 200 – 400 kHz |
| 1 – 2 mm | 30 – 200 kHz |
| 2 – 4 mm | 5 – 30 kHz |
Sélection de la fréquence du chauffage par induction pour le brasage
Le brasage par induction est le processus d’assemblage de deux métaux à l’aide d’un chauffage par induction. Dans de nombreuses industries, il est utilisé comme alternative au brasage à la flamme conventionnel. Plusieurs facteurs influencent le choix de la fréquence du chauffage par induction pour le brasage. Il s’agit notamment du matériau de brasage, de la profondeur de soudage et de l’épaisseur de la pièce. Toutefois, la gamme de fréquences se situe souvent entre 15 et 300 kHz.
Sélection de la fréquence du chauffage par induction pour la fusion
La fusion par induction est le processus de fusion d’un métal à l’aide d’un four à induction. Le four produit une chaleur élevée jusqu’à ce que le métal atteigne le point de fusion. En général, les opérateurs règlent la fréquence de la machine de fusion par induction entre 3 et 30 kHz. Mais tout dépend du matériau métallique et de sa capacité de fusion. Chaque métal a des capacités de fusion différentes.
Sélection de la fréquence du chauffage par induction pour le forgeage
Le forgeage par induction consiste à préchauffer les métaux à l’aide d’un appareil de chauffage par induction. Ils sont ensuite déformés à l’aide d’un marteau ou d’une presse. Le métal est chauffé à une certaine température pour pouvoir se déformer. L’appareil de chauffage par induction assure un chauffage constant. Mais la fréquence de chauffage est déterminée par le diamètre de la pièce à usiner. Recommandations pour la sélection de la fréquence de chauffage par induction pour les applications de forgeage :
| Diamètre de la pièce à usiner Induction | Gamme de fréquence de chauffage |
|---|---|
| 20 – 30 mm | 15 – 30 kHz |
| 30 – 50 mm | 6 – 15 kHz |
| 50 – 80 mm | 2 – 5 kHz |
| 80 mm | 2 kHz |
Conclusion
Vous savez maintenant que plusieurs facteurs influencent le choix de la fréquence du chauffage par induction. Le choix de la fréquence se fait en fonction de l’application, du type de métal, de la profondeur et du diamètre de la pièce à usiner. Si vous n’êtes pas sûr de la fréquence, demandez conseil à des experts.
