O aquecimento por indução é uma tecnologia inovadora para aquecer metais e substâncias condutoras de electricidade. Oferece um calor rápido, consistente e direccionado. Como resultado, várias indústrias têm vindo a utilizá-lo.
A utilização do aquecimento por indução é comum na brasagem de metais, no endurecimento de superfícies, no pré-aquecimento, etc.
No entanto, para cada aplicação, o aquecimento por indução funciona com frequências diferentes.
Porquê? Bem, vários factores influenciam a selecção da frequência do aquecimento por indução.
Neste post, vamos discutir esses aspectos. No entanto, antes disso, vamos dar uma vista de olhos à história das frequências de aquecimento por indução.
Frequências de aquecimento por indução ao longo dos anos
O aquecimento por indução é um aquecimento sem contacto. Utiliza um certo grau de frequência de aquecimento para aquecer materiais condutores de electricidade.
Actualmente, o equipamento de aquecimento por indução é uma ferramenta fundamental nas indústrias transformadoras. No entanto, esta tecnologia não era tão eficiente desde o início.
O aquecimento por indução percorreu um longo caminho desde a sua invenção. Michael Faraday, um cientista inglês, descobriu os princípios básicos do aquecimento por indução em 1831. Introduziu o conceito de fusão de metais com a ajuda do aquecimento por indução.
Pela primeira vez em 1935, o aquecimento por indução tornou-se um tema de debate. Nessa altura, existiam apenas três fontes de produção de energia. Estes eram geradores de descarga de arco, geradores de motor e geradores de tubo.
Os geradores de arco eram geradores de baixo rendimento. Por outro lado, os motogeradores podiam gerar apenas 500 kW a uma frequência de até 10 kHz.
Os osciladores tubulares eram a única opção para produzir uma elevada frequência de aquecimento por indução. Infelizmente, os problemas dos osciladores de válvula eram o seu grande tamanho e o seu fraco desempenho.
Posteriormente, surgiram as fontes de alimentação de estado sólido. Actualizou várias vezes a tecnologia de aquecimento por indução.
Ainda hoje, as fontes de alimentação de estado sólido (SSP) geram aquecimento por indução a uma frequência de MHz. Podem produzir frequências superiores a 5 MHz.
Factores que influenciam a selecção da frequência de aquecimento indutivo
Actualmente, o aquecimento por indução é utilizado em todo o mundo. Tornou-se uma escolha popular para recozimento, endurecimento, brasagem, encaixe por contracção, soldadura e muito mais. E para cada aplicação, o aquecimento por indução funciona com frequências diferentes.
Vários aspectos influenciam a selecção da frequência do aquecimento por indução. Reunimos abaixo algumas das mais importantes.
- Duração do aquecimento e taxa de produção
- O tipo de metal utilizado
- Diâmetro da peça de trabalho
- Controlo da profundidade de dureza e do padrão de calor
- A eficiência do indutor e a sua instalação
- Forças electrodinâmicas
- Custo e dimensão do equipamento
A selecção da frequência de aquecimento por indução (F) é conseguida tendo em conta a potência de aquecimento (P) e o tempo (T).
Vários estudos experimentais e teóricos fornecem recomendações para a selecção da frequência de indução.
Consulte abaixo as recomendações de selecção da frequência de aquecimento por indução para diferentes aplicações.
Selecção da frequência de aquecimento por indução para endurecimento de superfícies
O endurecimento de superfícies envolve o tratamento do metal através de aquecimento por indução. O processo reforça a dureza da superfície exterior de um metal. No entanto, o núcleo permanece fraco.
O endurecimento de superfícies é um dos processos de aquecimento mais complexos. O processo inclui várias geometrias e especificações de tratamento térmico. Por conseguinte, é difícil fazer uma sugestão geral para a selecção da sua frequência de aquecimento.
A maioria dos especialistas sugere os seguintes pontos para a selecção da frequência para o endurecimento de superfícies.
- O operador deve calcular com precisão a frequência, o tempo e a potência para o endurecimento.
- A frequência de aquecimento por indução deve estar numa gama estreita, dependendo do passo do dente. Para engrenagens pequenas, a potência de aquecimento deve ser elevada e rápida.
- Escolha a frequência de aquecimento por indução com base nos requisitos das suas peças de trabalho.
Algumas gamas de frequências de aquecimento por indução adequadas para diferentes profundidades de endurecimento superficial:
| Profundidade de endurecimento | Frequência da máquina de aquecimento |
|---|---|
| 0,8 – 1,2 mm | 200 – 400 kHz |
| 1 – 2 mm | 30 – 200 kHz |
| 2 – 4 mm | 5 – 30 kHz |
Selecção da frequência de aquecimento por indução para brasagem
A brasagem por indução é o processo de união de dois metais através do aquecimento por indução. Em muitas indústrias, é utilizada como alternativa à brasagem convencional por chama.
Vários factores influenciam a selecção da frequência de aquecimento por indução para a brasagem. Estes incluem o material de brasagem, a profundidade de soldadura e a espessura da peça de trabalho. No entanto, a gama de frequências situa-se frequentemente entre 15 e 300 kHz.
Selecção da frequência de aquecimento por indução para fusão
A fusão por indução é o processo de fusão de um metal utilizando um forno de indução. O forno produz calor elevado até o metal atingir o ponto de fusão.
Geralmente, os operadores regulam a frequência da máquina de fusão por indução entre 3-30 kHz. Mas tudo depende do material metálico e da sua capacidade de fusão. Cada metal tem capacidades de fusão distintas.
Selecção da frequência de aquecimento por indução para forjamento
O forjamento por indução envolve o pré-aquecimento de metais utilizando um aquecedor de indução. Em seguida, são deformadas com a ajuda de um martelo ou de uma prensa. O metal é aquecido a uma determinada temperatura para que se possa deformar.
O aquecedor de indução proporciona um aquecimento consistente. Mas a frequência de aquecimento é determinada pelo diâmetro da peça de trabalho.
Recomendações para a selecção da frequência de aquecimento por indução para aplicações de forjamento:
| Diâmetro da peça de trabalho Indução | Gama de frequências de aquecimento |
|---|---|
| 20 – 30 mm | 15 – 30 kHz |
| 30 – 50 mm | 6 – 15 kHz |
| 50 – 80 mm | 2 – 5 kHz |
| 80 mm | 2 kHz |
Conclusão
Agora já sabe que há vários factores que afectam a selecção da frequência do aquecimento por indução. E a selecção da frequência é feita com base na aplicação, no tipo de metal, na profundidade e no diâmetro da peça de trabalho. Se não tiver a certeza da frequência, obtenha recomendações de especialistas.
