หลักการทำงานและการประยุกต์ใช้ความร้อนเหนี่ยวนำ

อุปกรณ์อิเล็กโทรเทอร์มอลที่ให้ความร้อนแก่วัสดุที่เป็นสื่อไฟฟ้าโดยการฉีดกระแสเหนี่ยวนำเข้าไปในวัสดุนั้นเรียกว่า เครื่องทำความร้อนเหนี่ยวนำ… ตั้งแต่ จ เป็นต้น ค. การเหนี่ยวนำเกิดขึ้นเมื่อกระแสที่กระตุ้นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเปลี่ยนแปลง อุปกรณ์ดังกล่าวจะทำงานได้เฉพาะกับไฟฟ้ากระแสสลับเท่านั้น

องค์ประกอบหลักของเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำคือ ตัวเหนี่ยวนำ - ขดลวดซึ่งมีจำนวนรอบที่แน่นอนซึ่งเมื่อกระแสสลับไหลผ่านจะสร้าง สนามแม่เหล็กสลับ… ที่นี่มีการแปลง (ครั้งแรก) ของพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานสนามแม่เหล็ก

เมื่อนำวัตถุที่นำไฟฟ้าเข้าสู่สนามแม่เหล็กสลับ เช่น เป็นต้น ค. ทำให้เกิดกระแส «ทุติยภูมิ» มีการแปลงย้อนกลับ (วินาที) ของพลังงานสนามแม่เหล็กเป็นพลังงานไฟฟ้า

ในที่สุด กระแสทุติยภูมิเหนี่ยวนำในร่างกายที่ร้อนขึ้นตาม กฎของจูล-เลนซ์ สร้างความร้อน: พลังงานไฟฟ้าถูกแปลงเป็นความร้อนอันเป็นผลมาจากการแปลงพลังงานครั้งที่สามทำให้ได้รับความร้อนที่ให้ความร้อนหรือการหลอมละลายของวัสดุในเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ

วงจรความร้อนเหนี่ยวนำ

สำหรับการทำงานของเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ ไม่จำเป็นต้องสัมผัสแหล่งพลังงานโดยตรงกับวัตถุที่ให้ความร้อน จำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อแม่เหล็กระหว่างวัตถุกับตัวเหนี่ยวนำเท่านั้น

การประยุกต์ใช้เครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำหลักและเก่าแก่ที่สุดในอุตสาหกรรมคือการใช้งาน เช่น เตาแม่เหล็กไฟฟ้าออกแบบมาสำหรับการหลอมโลหะที่ไม่ใช่เหล็กและเหล็กและโลหะผสม เตาแม่เหล็กไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำไฟฟ้าทำให้มั่นใจได้ว่าของหลอมละลายมีความบริสุทธิ์สูง เนื่องจากไม่มีสิ่งเจือปนใดๆ เข้าไปในวัสดุที่หลอมเหลว

นอกจากนี้ เตาหลอมไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำยังสร้างความร้อนที่สม่ำเสมอให้กับมวลทั้งหมดของวัสดุที่หลอมเหลวโดยไม่มีความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่น กรณีหลังนี้มีความสำคัญมากเมื่อทำการหลอมโลหะผสมที่มีส่วนประกอบหลายองค์ประกอบ ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่มีจุดหลอมเหลวต่างกัน ในที่ที่มีความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่น (เช่น ในเตาอาร์ค) ในโลหะผสมดังกล่าว ส่วนประกอบที่หลอมละลายต่ำกว่าจะถูกใช้อย่างเข้มข้น และองค์ประกอบเริ่มต้นของประจุจะถูกรบกวน

การประยุกต์ใช้เครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำไม่ได้จำกัดเฉพาะโรงงานหลอมโลหะเท่านั้น บ่อยครั้ง ในการผลิตสมัยใหม่ การเหนี่ยวนำความร้อน ใช้โดย สำหรับการชุบผิวชิ้นส่วนในการทำงานดัดท่อและผลิตภัณฑ์รีดขึ้นรูปจากผลิตภัณฑ์ bimetallic สำหรับผลิตภัณฑ์เชื่อมที่มีการกำหนดค่าที่ซับซ้อน ฯลฯ

เมื่อทำความร้อนวัสดุนำไฟฟ้าในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูง จะมีบทบาทสำคัญ ผลกระทบพื้นผิว... เอฟเฟกต์พื้นผิวจะชัดเจนมากขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อความถี่ของกระแสจ่ายเพิ่มขึ้น

ความสามารถในการให้ความร้อนอย่างรวดเร็วเฉพาะชั้นบนของวัสดุซึ่งจำเป็นในการชุบผิวแข็งขึ้นอยู่กับการใช้เอฟเฟกต์นี้ทั้งหมด

ความหนาของชั้นที่เรียกว่า «ความลึกของการซึมผ่านของกระแสไฟฟ้า» ขึ้นอยู่กับความต้านทานของวัสดุ ความถี่ของกระแสไฟฟ้า และ การซึมผ่านของแม่เหล็กแน่นอน.

นอกจากนี้โดยการเลือกโหมดการทำงานของเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำเพื่อให้กระแสเหนี่ยวนำมีความเข้มข้นสูงในชั้นผิวสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องทำความร้อนได้อย่างมีนัยสำคัญ

ข้อได้เปรียบหลักของวิธีการชุบแข็งผิวแบบเหนี่ยวนำ คือความเป็นไปได้ของการปลดปล่อยพลังงานความร้อนอย่างเข้มข้นในชั้นผิวของผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างตามอำเภอใจและความเป็นไปได้ของการถ่ายโอนพลังงานโดยไม่ต้องสัมผัสโดยตรงระหว่างตัวทำความร้อนและชิ้นงานความสม่ำเสมอของการให้ความร้อนของชิ้นส่วนที่มีการกำหนดค่าที่ซับซ้อนทำให้มั่นใจได้โดยตัวเหนี่ยวนำของ รูปร่างพิเศษ โดยทั่วไป รูปร่างของตัวเหนี่ยวนำเป็นไปตามโครงร่างของชิ้นส่วน.

ตามกฎแล้วการใช้เครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำช่วยปรับปรุงตัวบ่งชี้คุณภาพของการดำเนินงานด้านเทคโนโลยี เพิ่มผลิตภาพแรงงานและสร้างเงื่อนไขสำหรับการเคลื่อนย้ายการผลิตไปสู่ระดับที่สูงขึ้นด้วยเครื่องจักรและกระบวนการอัตโนมัติที่กว้างขวาง

การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำยังใช้สำหรับการทำงานทั่วไปเช่น พื้นผิว… การเคลือบเป็นการยึดเกาะถาวรของชั้นโลหะเชื่อมกับโลหะฐาน

ที่ใช้กันทั่วไปคือการเคลือบโลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็กบนเหล็กกล้าและเหล็กหล่อสำหรับการใช้งานพื้นผิว จำเป็นและเพียงพอที่จะหลอมโลหะตัวเติมและนำโลหะฐานไปที่อุณหภูมิใกล้เคียงกับจุดหลอมเหลวของวัสดุตัวเติม วัสดุอุดที่ใช้สำหรับการฝังเป็นชั้นสามารถอยู่ในรูปแบบใดก็ได้ เช่น แท่ง แถบ ขี้กบ ฯลฯ

การใช้อุปกรณ์ทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำในอุตสาหกรรมไม่ จำกัด เฉพาะตัวอย่างที่พิจารณา ขอบเขตของการใช้งานนั้นกว้างมากและเพิ่มขึ้นทุกปี

ข้อได้เปรียบที่สำคัญในการใช้วิธีการให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำ — ประสิทธิภาพ ความยืดหยุ่นในการใช้งาน คุณภาพของผลิตภัณฑ์สูง การเพิ่มผลิตภาพแรงงาน ฯลฯ