Az indukciós fűtés lehetővé teszi egy adott tárgy célzott melegítését olyan alkalmazásokhoz, mint a felületkeményítés, olvasztás, forrasztás és forrasztás, valamint az illesztésre való melegítés. A vas és ötvözetei ferromágneses jellegük miatt a legjobban reagálnak az indukciós fűtésre. Örvényáramok azonban bármilyen vezetőben létrehozhatók, és mágneses hiszterézis bármilyen mágneses anyagban előfordulhat. Az indukciós fűtést folyékony vezetők (például olvadt fémek) és gáznemű vezetők (például gázplazma – lásd Indukciós plazmatechnológia) melegítésére is használják. Az indukciós fűtést gyakran használják grafittégelyek (más anyagokat tartalmazó) fűtésére, és széles körben alkalmazzák a félvezetőiparban a szilícium és más félvezetők fűtésére. A hálózati frekvenciájú (50/60 Hz) indukciós fűtést számos olcsóbb ipari alkalmazásnál használják, mivel nincs szükség inverterekre.
Kemencék Szerkesztés
Az indukciós kemence indukciót használ a fémek olvadáspontig történő felmelegítésére. Miután megolvadt, a nagyfrekvenciás mágneses mező a forró fém keverésére is használható, ami hasznos annak biztosításához, hogy az ötvöző adalékok teljesen bekeveredjenek az olvadékba. A legtöbb indukciós kemence egy vízhűtéses rézgyűrűkből álló csőből áll, amely egy tűzálló anyagot tartalmazó tartályt vesz körül. Az indukciós kemencéket a legtöbb modern öntödében a fémek olvasztásának tisztább módszereként használják, mint a reverberációs kemencét vagy a kupolát. A méretek a kilogrammos kapacitástól a száz tonnásig terjednek. Az indukciós kemencék működés közben gyakran magas hangú búgást vagy zúgást bocsátanak ki, az üzemi frekvenciától függően. A megolvasztott fémek közé tartozik a vas és acél, a réz, az alumínium és a nemesfémek. Mivel ez egy tiszta és érintésmentes eljárás, vákuumban vagy inert atmoszférában is alkalmazható. A vákuumkemencék az indukciós fűtést olyan speciális acélok és más ötvözetek előállítására használják, amelyek levegő jelenlétében történő melegítés esetén oxidálódnának.
HegesztésSzerkesztés
Az indukciós hegesztéshez hasonló, kisebb léptékű eljárást alkalmaznak. Műanyagok is hegeszthetők indukciós hegesztéssel, ha vagy ferromágneses kerámiával (ahol a részecskék mágneses hiszterézise biztosítja a szükséges hőt), vagy fémrészecskékkel adalékolják őket.
Csővarratok hegeszthetők így. A csőben indukált áram a nyitott varrat mentén halad, és felmelegíti az éleket, ami a hegesztéshez elég magas hőmérsékletet eredményez. Ezen a ponton a varratszéleket egymáshoz kényszerítik, és a varratot összehegesztik. Az RF-áramot kefékkel is lehet a csőbe vezetni, de az eredmény akkor is ugyanaz – az áram végigfolyik a nyitott varrat mentén, felmelegítve azt.
GyártásSzerkesztés
A Rapid Induction Printing fémadalékos nyomtatási eljárás során egy vezetőképes huzal alapanyagot és védőgázt vezetnek át egy tekercselt fúvókán, az alapanyagot indukciós melegítésnek vetik alá, és folyadékként kilökik a fúvókából, hogy védőburkolat alatt háromdimenziós fémszerkezetek kialakítása érdekében elutasítsák. Az indukciós fűtés ebben az eljárásban történő eljárásbeli alkalmazásának alapvető előnye a lényegesen nagyobb energia- és anyaghatékonyság, valamint a nagyobb fokú biztonság, összehasonlítva más additív gyártási módszerekkel, például a szelektív lézerszinterezéssel, amelyek erős lézer- vagy elektronsugárral hőt juttatnak az anyagba.
FőzésSzerkesztés
Az indukciós főzés során a főzőlap belsejében lévő indukciós tekercs mágneses indukcióval melegíti a főzőedények vasalapját. Az indukciós főzőlapok használata biztonságot, hatékonyságot (az indukciós főzőlap nem melegíti magát) és gyorsaságot eredményez. A nem vasból készült edények, például a rézfenekű edények és az alumínium edények általában nem alkalmasak. Indukcióval az alapban indukált hő vezetés útján jut el a benne lévő ételhez.
ForrasztásSzerkesztés
Az indukciós forrasztást gyakran alkalmazzák nagyobb gyártási darabszámoknál. Egységes eredményt produkál és nagyon jól megismételhető. Számos olyan ipari berendezés létezik, ahol indukciós forrasztást alkalmaznak. Az indukciós forrasztást például keményfémnek a tengelyhez való forrasztására használják.
TömítésSzerkesztés
Az indukciós fűtést az élelmiszer- és gyógyszeriparban a tartályok kupakzárására használják. Egy réteg alumíniumfóliát helyeznek a palack vagy üveg nyílására, és indukciós melegítéssel összeolvasztják azt a tárolóedénnyel. Ez hamisításbiztos lezárást biztosít, mivel a tartalom megváltoztatásához a fólia felszakítására van szükség.
Felmelegítés az illeszkedéshezSzerkesztés
Az indukciós fűtést gyakran használják egy tárgy felmelegítésére, ami a szerelés vagy összeszerelés előtt annak tágulását okozza. A csapágyakat rutinszerűen hevítik ilyen módon közüzemi frekvenciával (50/60 Hz) és a csapágy közepén áthaladó, rétegelt acél transzformátor típusú maggal.
HőkezelésSzerkesztés
Az indukciós fűtést gyakran használják fémtárgyak hőkezelésénél. A leggyakoribb alkalmazások az acél alkatrészek indukciós keményítése, az indukciós forrasztás/forrasztás, mint a fém alkatrészek összekötésének eszköze, valamint az indukciós izzítás az acél alkatrész egy területének szelektív lágyítására.
Az indukciós fűtés nagy teljesítménysűrűségeket képes előállítani, ami rövid kölcsönhatási időt tesz lehetővé a kívánt hőmérséklet eléréséhez. Ez a fűtési mintázat szoros irányítását teszi lehetővé, a mintázat meglehetősen szorosan követi az alkalmazott mágneses mezőt, és lehetővé teszi a csökkentett termikus torzulást és károsodást.
Ezt a képességet az edzésben is ki lehet használni, hogy különböző tulajdonságú alkatrészeket állítsunk elő. A leggyakoribb keményítési eljárás a kopásállóságot igénylő terület helyi felületi keményítésének előállítása, miközben az eredeti szerkezet máshol szükséges szívósságának megtartása mellett. Az indukciósan edzett minták mélysége az indukciós frekvencia, a teljesítménysűrűség és a kölcsönhatási idő megválasztásával szabályozható.
A folyamat rugalmasságának korlátai abból adódnak, hogy számos alkalmazáshoz külön induktorokat kell gyártani. Ez meglehetősen költséges, és nagy áramsűrűségű, kis rézinduktorokba való rendezést igényel, ami speciális mérnöki munkát és “rézszerelést” igényelhet.”
Műanyag-feldolgozásSzerkesztés
Az indukciós fűtést műanyagfröccsöntő gépekben használják. Az indukciós fűtés javítja a fröccsöntési és extrudálási folyamatok energiahatékonyságát. A hő közvetlenül a gép hordójában keletkezik, ami csökkenti a bemelegedési időt és az energiafogyasztást. Az indukciós tekercs hőszigetelésen kívül helyezhető el, így alacsony hőmérsékleten működik és hosszú élettartamú. Az alkalmazott frekvencia 30 kHz-től 5 kHz-ig terjed, vastagabb hordók esetén csökken. Az inverteres berendezések árának csökkenése egyre népszerűbbé tette az indukciós fűtést. Az indukciós fűtés szerszámoknál is alkalmazható, ami egyenletesebb szerszámhőmérsékletet és jobb termékminőséget biztosít.
PirolízisSzerkesztés
A biomassza pirolízise során az indukciós fűtést bioszén előállítására használják. A hő közvetlenül a rázóreaktor falába kerül, ami lehetővé teszi a biomassza pirolízisét jó keveredés és hőmérséklet-szabályozás mellett.