ماشین آلات ذوب القایی

س: القای الکترومغناطیسی چیست؟

القای الکترومغناطیسی توسط مایکل فارادی در سال 1831 کشف شد و جیمز کلرک ماکسول به طور ریاضی آن را به عنوان قانون القاء فارادی توصیف کرد. القای الکترومغناطیسی جریانی است که به دلیل تولید ولتاژ (نیروی محرکه الکتریکی) در اثر تغییر میدان مغناطیسی ایجاد می شود. این اتفاق زمانی رخ می دهد که یک هادی در یک میدان مغناطیسی متحرک (هنگام استفاده از منبع برق AC) یا زمانی که یک رسانا قرار می گیرد به طور مداوم در یک میدان مغناطیسی ثابت حرکت می کند. طبق تنظیمات ارائه شده در زیر، مایکل فارادی یک سیم رسانا متصل به دستگاهی ترتیب داد تا ولتاژ در سراسر مدار را اندازه گیری کند. هنگامی که یک آهنربای میله ای از طریق سیم پیچ حرکت می کند، آشکارساز ولتاژ ولتاژ را در مدار اندازه گیری می کند. او از طریق آزمایش خود متوجه شد که عوامل خاصی وجود دارد که بر تولید ولتاژ تأثیر می گذارد. آنها عبارتند از:
تعداد سیم پیچ ها: ولتاژ القایی با تعداد دور سیم پیچ ها نسبت مستقیم دارد. هرچه تعداد دورها بیشتر باشد، ولتاژ بیشتری تولید می شود

تغییر میدان مغناطیسی: تغییر میدان مغناطیسی بر ولتاژ القایی تأثیر می گذارد. این را می توان با حرکت دادن میدان مغناطیسی در اطراف هادی یا حرکت دادن هادی در میدان مغناطیسی انجام داد.
همچنین ممکن است بخواهید این مفهوم مربوط به القاء را بررسی کنید:
القاء - القای خود و القای متقابل
الکترومغناطیس
فرمول القای مغناطیسی

س: گرمایش القایی چیست؟

القای پایه با یک سیم پیچ از مواد رسانا (به عنوان مثال، مس) شروع می شود. با عبور جریان از سیم پیچ، میدان مغناطیسی در داخل و اطراف سیم پیچ ایجاد می شود. توانایی میدان مغناطیسی برای انجام کار به طراحی سیم پیچ و همچنین مقدار جریان عبوری از سیم پیچ بستگی دارد.
جهت میدان مغناطیسی بستگی به جهت جریان جریان دارد، بنابراین یک جریان متناوب از سیم پیچ

منجر به تغییر جهت میدان مغناطیسی با همان سرعت فرکانس جریان متناوب می شود. جریان AC 60 هرتز باعث می شود که میدان مغناطیسی 60 بار در ثانیه جهت خود را تغییر دهد. جریان AC 400 کیلوهرتز باعث می شود که میدان مغناطیسی 400000 بار در ثانیه سوئیچ کند. هنگامی که یک ماده رسانا، یک قطعه کار، در یک میدان مغناطیسی در حال تغییر قرار می گیرد (به عنوان مثال، یک میدان تولید شده با AC)، ولتاژ در قطعه کار القا می شود. (قانون فارادی). ولتاژ القایی منجر به جریان الکترون ها می شود: جریان! جریانی که از قطعه کار می گذرد در جهت مخالف جریان در سیم پیچ خواهد رفت. این بدان معنی است که ما می توانیم فرکانس جریان در قطعه کار را با کنترل فرکانس جریان در قطعه کار کنترل کنیم

سیم پیچ. با عبور جریان از یک محیط، مقداری مقاومت در برابر حرکت الکترون ها وجود خواهد داشت. این مقاومت به صورت گرما نشان داده می شود (اثر گرمایش ژول). موادی که در برابر جریان الکترون‌ها مقاومت بیشتری دارند، با عبور جریان از آنها، گرمای بیشتری از خود تولید می‌کنند، اما مطمئناً می‌توان مواد بسیار رسانا (مثلاً مس) را با استفاده از جریان القایی گرم کرد. این پدیده برای گرمایش القایی حیاتی است. برای گرمایش القایی به چه چیزی نیاز داریم؟ همه اینها به ما می گوید که برای اینکه گرمایش القایی رخ دهد به دو چیز اساسی نیاز داریم:
یک میدان مغناطیسی در حال تغییر

یک ماده رسانای الکتریکی که در میدان مغناطیسی قرار می گیرد
گرمایش القایی در مقایسه با سایر روش های گرمایش چگونه است؟
روش های مختلفی برای گرم کردن یک جسم بدون القا وجود دارد. برخی از روش‌های صنعتی رایج‌تر عبارتند از کوره‌های گازی، کوره‌های الکتریکی و حمام‌های نمک. این روش ها همگی بر انتقال حرارت به محصول از منبع گرما (مشعل، المنت حرارتی، نمک مایع) از طریق همرفت و تابش متکی هستند. هنگامی که سطح محصول گرم می شود، گرما از طریق محصول با هدایت حرارتی منتقل می شود.
محصولات گرمایش القایی برای انتقال گرما به سطح محصول به همرفت و تشعشع متکی نیستند. در عوض، گرما در سطح محصول توسط جریان جریان تولید می شود. سپس گرما از سطح محصول با هدایت حرارتی از طریق محصول منتقل می شود.

عمقی که گرما مستقیماً با استفاده از جریان القایی تولید می شود به چیزی به نام عمق مرجع الکتریکی بستگی دارد. عمق مرجع الکتریکی تا حد زیادی به فرکانس جریان متناوب در قطعه کار بستگی دارد. جریان فرکانس بالاتر منجر به عمق مرجع الکتریکی کمتر و جریان فرکانس کمتر منجر به عمق مرجع الکتریکی عمیق تر می شود. این عمق به خواص الکتریکی و مغناطیسی قطعه کار نیز بستگی دارد.
شرکت های گروه Inductotherm با عمق مرجع الکتریکی فرکانس بالا و پایین از این پدیده های فیزیکی و الکتریکی برای سفارشی سازی راه حل های گرمایش برای محصولات و کاربردهای خاص استفاده می کنند. کنترل دقیق قدرت، فرکانس و هندسه سیم پیچ به شرکت های گروه Inductotherm اجازه می دهد تا تجهیزاتی را با سطوح بالایی از کنترل فرآیند و قابلیت اطمینان بدون توجه به کاربرد طراحی کنند. ذوب القایی
برای بسیاری از فرآیندها، ذوب اولین گام در تولید یک محصول مفید است. ذوب القایی سریع و کارآمد است. با تغییر هندسه سیم پیچ القایی، کوره های ذوب القایی می توانند بارهایی را در اندازه های مختلف از حجم یک لیوان قهوه تا صدها تن فلز مذاب نگه دارند. علاوه بر این، با تنظیم فرکانس و توان، شرکت‌های گروه Inductotherm می‌توانند تقریباً تمام فلزات و مواد از جمله آهن، فولاد و آلیاژهای فولاد ضد زنگ، مس و آلیاژهای مبتنی بر مس، آلومینیوم و سیلیکون را پردازش کنند. تجهیزات القایی به صورت سفارشی برای هر کاربرد طراحی شده اند تا اطمینان حاصل شود که تا حد امکان کارآمد هستند. مزیت اصلی ذوب القایی، هم زدن القایی است. در یک کوره القایی، مواد بار فلزی توسط جریان تولید شده توسط یک میدان الکترومغناطیسی ذوب یا گرم می شود. هنگامی که فلز مذاب می شود، این میدان نیز باعث حرکت حمام می شود. به این هم زدن القایی می گویند. این حرکت ثابت به طور طبیعی حمام را مخلوط می کند و ترکیبی همگن تر ایجاد می کند و به آلیاژسازی کمک می کند. میزان هم زدن با توجه به اندازه کوره، توان وارد شده به فلز، فرکانس میدان الکترومغناطیسی و نوع تعیین می شود.

تعداد فلز در کوره مقدار هم زدن القایی در هر کوره داده شده را می توان در صورت نیاز برای کاربردهای خاص دستکاری کرد. ذوب خلاء القایی از آنجایی که گرمایش القایی با استفاده از میدان مغناطیسی انجام می شود، قطعه کار (یا بار) را می توان به صورت فیزیکی از سیم پیچ القایی توسط مواد نسوز یا موارد دیگر جدا کرد. رسانه غیر رسانا میدان مغناطیسی از این ماده عبور می کند تا ولتاژی را در بار موجود در داخل القا کند. این بدان معنی است که بار یا قطعه کار را می توان تحت خلاء یا در یک فضای کنترل شده با دقت گرم کرد. این امکان پردازش فلزات راکتیو (Ti, Al)، آلیاژهای ویژه، سیلیکون، گرافیت و سایر مواد رسانای حساس را فراهم می‌کند. گرمایش القایی برخلاف برخی روش‌های احتراق، گرمایش القایی بدون توجه به اندازه دسته‌ای دقیقاً قابل کنترل است.

تغییر جریان، ولتاژ و فرکانس از طریق یک سیم پیچ القایی منجر به گرمایش مهندسی شده دقیق می شود، که برای کاربردهای دقیق مانند سخت کردن بدنه، سخت شدن و تمپر کردن، بازپخت و سایر اشکال عملیات حرارتی عالی است. سطح بالایی از دقت برای کاربردهای حیاتی مانند خودروسازی، هوافضا، فیبر نوری، اتصال مهمات، سخت شدن سیم و تمپر سیم فنری ضروری است. گرمایش القایی برای کاربردهای ویژه فلزات شامل تیتانیوم، فلزات گرانبها و کامپوزیت های پیشرفته به خوبی مناسب است. کنترل دقیق گرمایش موجود با القایی بی نظیر است. علاوه بر این، با استفاده از همان اصول گرمایشی به عنوان کاربردهای گرمایش بوته خلاء، گرمایش القایی را می توان در اتمسفر برای کاربردهای مداوم انجام داد. به عنوان مثال بازپخت روشن لوله و لوله فولادی ضد زنگ.

جوش القایی فرکانس بالا
هنگامی که القایی با استفاده از جریان فرکانس بالا (HF) تحویل داده می شود، حتی امکان جوشکاری وجود دارد. در این کاربرد اعماق مرجع الکتریکی بسیار کم است که می توان با جریان HF به دست آورد. در این حالت یک نوار فلزی به طور مداوم تشکیل می شود و سپس از میان مجموعه ای از رول های مهندسی شده دقیق عبور می کند که تنها هدف آنها این است که لبه های نوار تشکیل شده را به هم فشار داده و جوش ایجاد کند. درست قبل از اینکه نوار تشکیل شده به مجموعه رول ها برسد، از یک سیم پیچ القایی عبور می کند. در این حالت جریان در امتداد "vee" هندسی ایجاد شده توسط لبه های نوار به جای اینکه فقط در اطراف کانال تشکیل شده باشد به سمت پایین جریان می یابد. همانطور که جریان در امتداد لبه های نوار جریان می یابد، آنها تا دمای جوش مناسب (زیر دمای ذوب ماده) گرم می شوند. هنگامی که لبه ها به هم فشرده می شوند، تمام مواد زائد، اکسیدها و سایر ناخالصی ها به بیرون رانده می شوند تا به یک جوش فورج حالت جامد منجر شود.

آینده با نزدیک شدن به عصر مواد بسیار مهندسی شده، انرژی های جایگزین و نیاز به توانمندسازی کشورهای در حال توسعه، قابلیت های منحصر به فرد القایی به مهندسان و طراحان آینده روشی سریع، کارآمد و دقیق برای گرم کردن ارائه می دهد.