Використання індукційного нагріву у виробництві промислового обладнання

Індукційний нагрів – це метод нагрівання електропровідних матеріалів, який набуває дедалі більшої популярності в промисловому застосуванні. Порівняно з традиційними методами нагрівання, індукційний нагрів забезпечує найвищий рівень безпеки працівників завдяки безконтактній роботі.

Ця технологія швидко розвивається, і на ринку з'являється все більше рішень та пристроїв, що її використовують. Переважна більшість компаній обирають це рішення через економію часу та грошей, пов'язану з процесами нагрівання.

Що таке індукційний нагрів?

Індукційний нагрів – це метод нагрівання електропровідних матеріалів, який найчастіше використовується у виробництві та обробці механічних деталей або компонентів промислових машин. Цей процес передбачає розміщення заготовки поблизу індукційної котушки, через яку пропускається змінний електричний струм. Коли струм протікає через котушку, в її полі генерується змінне магнітне поле, яке ініціює утворення вихрових струмів всередині заготовки. На відміну від поширених методів нагрівання, у випадку індукції тепло не подається ззовні, а генерується в самому робочому навантаженні. Це забезпечує багато переваг для виробничих процесів, споживання енергії та умов праці.

Що ми отримуємо, використовуючи індукційний нагрів?

• Економія енергії та зменшення викидів CO₂ завдяки короткому часу нагріву;
• Усі індукційні процеси легко повторювані;
• Точний нагрів значно зменшує кількість браку та повторної обробки;
• Можливість автоматизації та інтеграції з іншими виробничими процесами;
• Навіть найбільші індукційні системи займають відносно мало місця та є найсучаснішими пристроями;
• Індукційні процеси прості у використанні;
• Кожне рішення можна легко вибрати та адаптувати до будь-якого застосування.

З чого складається система нагріву? Індукція?

Кожна система індукційного нагріву складається з індукційного генератора, робочої станції та індукційної котушки. Крім того, залежно від застосування, можна додати периферійні пристрої для підтримки роботи системи, включаючи чилери для водяного охолодження котушок, пірометри для вимірювання температури нагрівання та промислові контролери для керування роботою генератора.
Індукційні генератори відповідають за перетворення електроенергії з мережі на змінний струм певної частоти. Вибравши відповідний діапазон потужності та частоти генератора, ми можемо регулювати час нагрівання та глибину проникнення тепла в матеріал, що піддається термічній обробці, залежно від розміру та ваги робочого елемента.

Робочі станції – це компоненти системи нагрівання, в яких розміщені індукційні котушки. Залежно від рішення, робоча станція може бути вбудована в генератор або діяти як окрема частина пристрою для полегшення роботи. У більшості випадків охолоджувальна вода також протікає через робочу станцію, а потім спрямовується до нагрівальної котушки.

Сама котушка є елементом, який генерує тепло в заготовці. Вибравши розмір, форму та конструкцію котушки, ми можемо досягти різних типів нагрівання – від точкового нагрівання, через поверхневий нагрівання, до об'ємного нагрівання. Котушки зазвичай виготовляються з міді, оскільки мідь дуже добре проводить електрику, а використання системи охолодження може зменшити надмірне нагрівання таких котушок.

Де використовується індукційний нагрів?

Індукційний нагрів використовується в багатьох процесах нагрівання. Найважливішими з них є:

• Пайка та тверде паяння;
• Нагрівання, зварювання та відпал;
• Термоусадочна посадка;
• Відпуск, гартування, загартування та випалювання;
• Гаряче плавлення та формування;
• Гаряче кування;
• Формування шпильок;
• Герметизація;
• Виготовлення;
• Нанесення покриттів;
• Емальування;
• Випробування матеріалів.

На додаток до згаданих вище застосувань, індукційний нагрів використовується в технічно складних сферах застосування, які вимагають дотримання певних стандартів та підтримки високої гігієни, наприклад, у медичних застосуваннях (технологія наночастинок), хімічній промисловості тощо.