Индукционный нагрев — это прорывная технология нагрева металлов и электропроводящих веществ. Он обеспечивает быстрое, постоянное и направленное тепло. В результате его используют несколько отраслей промышленности.
Индукционный нагрев широко используется при пайке металлов, поверхностной закалке, предварительном нагреве и т.д.
Тем не менее, для каждого применения индукционный нагрев работает на разных частотах.
Интересно, почему? На выбор частоты индукционного нагрева влияют несколько факторов.
В этом посте мы обсудим эти аспекты. Однако перед этим давайте рассмотрим историю возникновения частот индукционного нагрева.
Частота использования индукционного нагрева в течение многих лет
Индукционный нагрев — это бесконтактный нагрев. Он использует определенную частоту нагрева для нагревания электропроводящих материалов.
Сегодня оборудование для индукционного нагрева является основным инструментом в обрабатывающей промышленности. Однако с самого начала эта технология не была столь эффективной.
Индукционный нагрев прошел долгий путь с момента своего изобретения. Майкл Фарадей, английский ученый, открыл основы индукционного нагрева в 1831 году. Он ввел концепцию плавления металлов с помощью индукционного нагрева.
Впервые в 1935 году индукционный нагрев стал предметом дискуссий. В то время существовало только три источника выработки электроэнергии. Это были генераторы дугового разряда, моторные генераторы и трубчатые генераторы.
Арочные генераторы были низкоэффективными генераторами. С другой стороны, мотор-генераторы могли вырабатывать только 500 кВт при частоте до 10 кГц.
Трубчатые генераторы были единственным вариантом для получения высокой частоты индукционного нагрева. К сожалению, проблемы с ламповыми генераторами заключались в их больших размерах и низкой производительности.
После этого появились твердотельные источники питания. Она несколько раз модернизировала технологию индукционного нагрева.
Даже сегодня источники питания SSP (solid-state power) генерируют индукционный нагрев на частоте МГц. Они могут создавать частоты более 5 МГц.
Факторы, влияющие на выбор частоты индукционного нагрева
Сегодня индукционный нагрев используется во всем мире. Он стал популярным выбором для отжига, закалки, пайки, термоусадки, пайки и многого другого. И для каждого применения индукционный нагрев работает на разных частотах.
На выбор частоты индукционного нагрева влияют несколько аспектов. Ниже мы приводим некоторые важнейшие из них.
- Продолжительность нагрева и скорость производства
- Тип используемого металла
- Диаметр заготовки
- Глубина твердости и контроль теплового рисунка
- Эффективность индуктора и его установки
- Электродинамические силы
- Стоимость и размер оборудования
Выбор частоты индукционного нагрева (F) осуществляется с учетом мощности нагрева (P) и времени (T).
Различные экспериментальные и теоретические исследования дают рекомендации по выбору частоты индукции.
Ниже приведены рекомендации по выбору частоты индукционного нагрева для различных областей применения.
Выбор частоты индукционного нагрева для поверхностной закалки
Поверхностная закалка предполагает обработку металла с помощью индукционного нагрева. Этот процесс повышает твердость внешней поверхности металла. Однако ядро остается мягким.
Поверхностная закалка — один из самых сложных процессов нагрева. Процесс включает в себя различные геометрические параметры и спецификации термообработки. В результате трудно сделать общее предложение по выбору частоты нагрева.
Большинство экспертов предлагают следующие пункты для выбора частоты для поверхностной закалки.
- Оператор должен точно рассчитать частоту, время и мощность для закалки.
- Частота индукционного нагрева должна находиться в узком диапазоне в зависимости от шага зубьев. Для маленьких шестеренок мощность нагрева должна быть высокой и быстрой.
- Выберите частоту индукционного нагрева в зависимости от требований к обрабатываемым деталям.
Некоторые подходящие диапазоны частот индукционного нагрева для различных глубин поверхностной закалки:
| Глубина закалки | Частота нагревательной машины |
|---|---|
| 0,8 — 1,2 мм | 200 — 400 кГц |
| 1 — 2 мм | 30 — 200 кГц |
| 2 — 4 мм | 5 — 30 кГц |
Выбор частоты индукционного нагрева для пайки
Индукционная пайка — это процесс соединения двух металлов с помощью индукционного нагрева. Во многих отраслях промышленности его используют в качестве альтернативы традиционной пламенной пайке.
На выбор частоты индукционного нагрева для пайки влияют несколько факторов. К ним относятся материал припоя, глубина сварки и толщина заготовки. Однако частотный диапазон часто остается в пределах от 15 до 300 кГц.
Выбор частоты индукционного нагрева для плавления
Индукционная плавка — это процесс плавления металла с помощью индукционной печи. В печи выделяется высокая температура, пока металл не достигнет температуры плавления.
Как правило, операторы устанавливают частоту индукционной плавильной машины в диапазоне 3-30 кГц. Но все зависит от материала металла и его способности к плавлению. Каждый металл обладает различной способностью к плавлению.
Выбор частоты индукционного нагрева для ковки
Индукционная ковка предполагает предварительный нагрев металла с помощью индукционного нагревателя. После этого их деформируют с помощью молотка или пресса. Металл нагревают до определенной температуры, чтобы он мог деформироваться.
Индукционный нагреватель обеспечивает постоянный нагрев. Но частота нагрева определяется диаметром заготовки.
Рекомендации по выбору частоты индукционного нагрева для кузнечных работ:
| Диаметр заготовки Индукция | Диапазон частоты нагрева |
|---|---|
| 20 — 30 мм | 15 — 30 кГц |
| 30 — 50 мм | 6 — 15 кГц |
| 50 — 80 мм | 2 — 5 кГц |
| 80 мм | 2 кГц |
Заключение
Теперь вы знаете, что на выбор частоты индукционного нагрева влияют несколько факторов. А выбор частоты осуществляется в зависимости от области применения, типа металла, глубины и диаметра заготовки. Если вы не уверены в частоте, получите рекомендации от экспертов.
