Indukční ohřev umožňuje cílený ohřev použitelného předmětu pro aplikace zahrnující kalení povrchu, tavení, pájení a pájení a ohřev na míru. Železo a jeho slitiny nejlépe reagují na indukční ohřev díky své feromagnetické povaze. Vířivé proudy však mohou vznikat v jakémkoli vodiči a magnetická hystereze může nastat v jakémkoli magnetickém materiálu. Indukční ohřev byl použit k ohřevu kapalných vodičů (například roztavených kovů) a také plynných vodičů (například plynné plazmy – viz Indukční plazmová technologie). Indukční ohřev se často používá k ohřevu grafitových kelímků (obsahujících další materiály) a hojně se využívá v polovodičovém průmyslu k ohřevu křemíku a dalších polovodičů. Indukční ohřev na síťové frekvenci (50/60 Hz) se používá pro mnoho levnějších průmyslových aplikací, protože nejsou zapotřebí měniče.
PecEdit
Indukční pec využívá indukci k ohřevu kovu na bod tání. Po roztavení lze vysokofrekvenční magnetické pole použít také k míchání horkého kovu, což je užitečné pro zajištění úplného promíchání legujících přísad do taveniny. Většina indukčních pecí se skládá z trubky s vodou chlazenými měděnými prstenci, která obklopuje nádobu se žáruvzdorným materiálem. Indukční pece se používají ve většině moderních sléváren jako čistší metoda tavení kovů než reverberační pec nebo kuplovna. Velikosti se pohybují od kilogramového výkonu až po stotunový. Indukční pece při provozu často vydávají vysoké kvílení nebo hučení, v závislosti na jejich provozní frekvenci. Mezi tavené kovy patří železo a ocel, měď, hliník a drahé kovy. Protože se jedná o čistý a bezkontaktní proces, lze jej používat ve vakuu nebo inertní atmosféře. Vakuové pece využívají indukční ohřev k výrobě speciálních ocelí a dalších slitin, které by při ohřevu na vzduchu oxidovaly.
SvařováníEdit
Pro svařování indukcí se používá podobný proces v menším měřítku. Indukčně lze svařovat i plasty, pokud jsou buď dopovány feromagnetickou keramikou (kde potřebné teplo zajišťuje magnetická hystereze částic), nebo kovovými částicemi.
Tímto způsobem lze svařovat spoje trubek. Proudy indukované v trubce probíhají podél otevřeného švu a zahřívají okraje, což vede k dostatečně vysoké teplotě pro svařování. V tomto okamžiku se okraje švu přitlačí k sobě a šev se svaří. FV proud může být do trubky přiváděn také pomocí kartáčů, ale výsledek je stále stejný – proud teče podél otevřeného švu a zahřívá jej.
VýrobaEdit
V procesu rychlého indukčního tisku aditivním tiskem kovů je surovina z vodivého drátu a ochranného plynu přiváděna přes vinutou trysku, přičemž surovina je podrobena indukčnímu ohřevu a vyvržena z trysky jako kapalina, aby se pod ochranným štítem odmítla a vytvořila trojrozměrné kovové struktury. Hlavní výhodou procesního využití indukčního ohřevu v tomto procesu je výrazně vyšší energetická a materiálová účinnost, jakož i vyšší stupeň bezpečnosti ve srovnání s jinými metodami aditivní výroby, jako je selektivní laserové spékání, které dodávají materiálu teplo pomocí výkonného laseru nebo elektronového paprsku.
VařeníEdit
PájeníUpravit
Indukční pájení se často používá ve vyšších výrobních sériích. Poskytuje rovnoměrné výsledky a je velmi dobře opakovatelná. Existuje mnoho typů průmyslových zařízení, kde se indukční pájení používá. Indukční pájení se používá například k pájení karbidu na hřídel.
TěsněníUpravit
Indukční ohřev se používá při těsnění víček nádob v potravinářském a farmaceutickém průmyslu. Na otvor láhve nebo sklenice se umístí vrstva hliníkové fólie, která se indukčním ohřevem spojí s nádobou. Tím je zajištěno utěsnění odolné proti manipulaci, protože změna obsahu vyžaduje porušení fólie.
Zahřívání na míruUpravit
Indukční ohřev se často používá k zahřátí předmětu, které způsobí jeho roztažení před montáží. Ložiska se tímto způsobem běžně zahřívají pomocí užitkové frekvence (50/60 Hz) a vrstveného ocelového jádra transformátorového typu, které prochází středem ložiska.
Tepelné zpracováníEdit
Indukční ohřev se často používá při tepelném zpracování kovových předmětů. Nejběžnějšími aplikacemi jsou indukční kalení ocelových dílů, indukční pájení/pájení jako způsob spojování kovových součástí a indukční žíhání k selektivnímu změkčení oblasti ocelového dílu.
Indukčním ohřevem lze dosáhnout vysokých hustot výkonu, které umožňují krátké doby interakce k dosažení požadované teploty. To umožňuje těsnou kontrolu vzoru ohřevu, přičemž vzor poměrně přesně sleduje přiložené magnetické pole a umožňuje snížit tepelné deformace a poškození.
Tuto schopnost lze využít při kalení k výrobě dílů s různými vlastnostmi. Nejběžnějším procesem kalení je výroba lokálního povrchového kalení oblasti, která potřebuje odolnost proti opotřebení, při zachování houževnatosti původní struktury, která je potřebná jinde. Hloubku indukčně kalených vzorků lze řídit volbou indukční frekvence, hustoty výkonu a doby interakce.
Omezení flexibility procesu vyplývají z potřeby vyrábět speciální induktory pro mnoho aplikací. To je poměrně nákladné a vyžaduje to rozvržení vysokých proudových hustot v malých měděných induktorech, což může vyžadovat specializované inženýrství a „měděné kování“.
Zpracování plastůUpravit
Indukční ohřev se používá ve vstřikovacích strojích na plasty. Indukční ohřev zvyšuje energetickou účinnost vstřikovacích a vytlačovacích procesů. Teplo se vytváří přímo v hlavni stroje, čímž se zkracuje doba zahřívání a snižuje spotřeba energie. Indukční cívku lze umístit mimo tepelnou izolaci, takže pracuje při nízké teplotě a má dlouhou životnost. Použitá frekvence se pohybuje v rozmezí od 30 kHz do 5 kHz, přičemž u silnějších sudů se snižuje. Díky snížení nákladů na invertorová zařízení je indukční ohřev stále populárnější. Indukční ohřev lze použít také na formy, což nabízí rovnoměrnější teplotu formy a lepší kvalitu výrobku.
PyrolýzaEdit
Indukční ohřev se používá k získání biocharu při pyrolýze biomasy. Teplo je generováno přímo do stěn třepacího reaktoru, což umožňuje pyrolýzu biomasy při dobrém promíchání a kontrole teploty.
.