Grzanie indukcyjne pozwala na ukierunkowane nagrzewanie odpowiedniego elementu do zastosowań obejmujących utwardzanie powierzchni, topienie, lutowanie twarde i lutowanie oraz podgrzewanie do pasowania. Żelazo i jego stopy najlepiej reagują na ogrzewanie indukcyjne, ze względu na ich ferromagnetyczny charakter. Prądy wirowe mogą być jednak generowane w każdym przewodniku, a histereza magnetyczna może wystąpić w każdym materiale magnetycznym. Ogrzewanie indukcyjne było stosowane do ogrzewania przewodników ciekłych (takich jak stopione metale), a także przewodników gazowych (takich jak plazma gazowa – patrz Technologia plazmy indukcyjnej). Ogrzewanie indukcyjne jest często używane do ogrzewania tygli grafitowych (zawierających inne materiały) i jest szeroko stosowane w przemyśle półprzewodnikowym do ogrzewania krzemu i innych półprzewodników. Ogrzewanie indukcyjne o częstotliwości użytkowej (50/60 Hz) jest wykorzystywane do wielu tańszych zastosowań przemysłowych, ponieważ falowniki nie są wymagane.
PiecEdit
Piec indukcyjny wykorzystuje indukcję do podgrzewania metalu do temperatury topnienia. Po stopieniu, pole magnetyczne o wysokiej częstotliwości może być również wykorzystywane do mieszania gorącego metalu, co jest przydatne w celu zapewnienia, że dodatki stopowe są w pełni wymieszane w stopie. Większość pieców indukcyjnych składa się z rury z chłodzonych wodą miedzianych pierścieni otaczających pojemnik z materiałem ogniotrwałym. Piece indukcyjne są stosowane w większości nowoczesnych odlewni jako czystsza metoda topienia metali niż piec pogłosowy lub żeliwiak. Wielkości pieców wahają się od kilograma pojemności do stu ton. Piece indukcyjne często emitują wysoki dźwięk lub szum podczas pracy, w zależności od częstotliwości ich pracy. Topione metale to żelazo i stal, miedź, aluminium i metale szlachetne. Ponieważ jest to proces czysty i bezkontaktowy, można go stosować w próżni lub w atmosferze obojętnej. Piece próżniowe wykorzystują ogrzewanie indukcyjne do produkcji stali specjalnych i innych stopów, które utleniłyby się po podgrzaniu w obecności powietrza.
SpawanieEdit
Podobny, mniejszy proces jest stosowany do spawania indukcyjnego. Tworzywa sztuczne mogą być również spawane indukcyjnie, jeśli są domieszkowane ceramiką ferromagnetyczną (gdzie histereza magnetyczna cząstek zapewnia wymagane ciepło) lub cząstkami metalicznymi.
Szwy rur mogą być spawane w ten sposób. Prądy indukowane w rurze biegną wzdłuż otwartego szwu i podgrzewają krawędzie, co prowadzi do uzyskania temperatury wystarczająco wysokiej do spawania. W tym momencie krawędzie szwu są dociskane do siebie i szew jest spawany. Prąd RF może być również doprowadzany do rury za pomocą szczotek, ale wynik jest wciąż taki sam – prąd płynie wzdłuż otwartego szwu, ogrzewając go.
ManufacturingEdit
W procesie drukowania addytywnego metali Rapid Induction Printing materiał wsadowy w postaci drutu przewodzącego i gaz osłonowy są podawane przez zwiniętą dyszę, poddając materiał wsadowy ogrzewaniu indukcyjnemu i wyrzucane z dyszy jako ciecz, w celu odrzucenia pod osłoną w celu utworzenia trójwymiarowych struktur metalowych. Podstawową korzyścią z proceduralnego wykorzystania ogrzewania indukcyjnego w tym procesie jest znacznie większa wydajność energetyczna i materiałowa, a także wyższy stopień bezpieczeństwa w porównaniu z innymi metodami wytwarzania addytywnego, takimi jak selektywne spiekanie laserowe, które dostarczają ciepło do materiału za pomocą potężnego lasera lub wiązki elektronów.
GotowanieEdit
W gotowaniu indukcyjnym, cewka indukcyjna wewnątrz blatu kuchennego ogrzewa żelazną podstawę naczyń za pomocą indukcji magnetycznej. Korzystanie z kuchni indukcyjnych daje bezpieczeństwo, wydajność (płyta indukcyjna nie jest ogrzewana sama w sobie) i szybkość. Patelnie nieżelazne, takie jak patelnie z miedzianym dnem i patelnie aluminiowe są generalnie nieodpowiednie. Przez indukcję, ciepło indukowane w podstawie jest przekazywane do żywności wewnątrz przez conduction.
LutowanieEdit
Lutowanie indukcyjne jest często stosowane w wyższych seriach produkcyjnych. Daje ono jednolite wyniki i jest bardzo powtarzalne. Istnieje wiele rodzajów urządzeń przemysłowych, w których stosuje się lutowanie indukcyjne. Na przykład, indukcja jest używana do lutowania węglików spiekanych na wale.
UszczelnianieEdit
Grzanie indukcyjne jest stosowane w uszczelnianiu kapslowym pojemników w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym. Warstwa folii aluminiowej jest umieszczony nad butelką lub otwór słoika i ogrzewania przez indukcję do fuse go do pojemnika. Zapewnia to zabezpieczenie przed manipulacją, ponieważ zmiana zawartości wymaga zerwania folii.
Ogrzewanie w celu dopasowaniaEdit
Grzanie indukcyjne jest często używane do podgrzewania elementu, powodując jego rozszerzenie przed dopasowaniem lub montażem. Łożyska są rutynowo ogrzewane w ten sposób przy użyciu częstotliwości użytkowej (50/60 Hz) i laminowanego rdzenia stalowego typu transformatorowego przechodzącego przez środek łożyska.
Obróbka cieplnaEdit
Grzanie indukcyjne jest często stosowane w obróbce cieplnej elementów metalowych. Najczęstsze zastosowania to hartowanie indukcyjne części stalowych, lutowanie indukcyjne jako sposób łączenia elementów metalowych oraz wyżarzanie indukcyjne do selektywnego zmiękczania obszaru części stalowej.
Grzanie indukcyjne może wytwarzać duże gęstości mocy, które pozwalają na krótki czas interakcji w celu osiągnięcia wymaganej temperatury. Daje to ścisłą kontrolę nad przebiegiem ogrzewania, przy czym przebieg ten jest zgodny z zastosowanym polem magnetycznym i pozwala na zmniejszenie odkształceń termicznych i uszkodzeń.
Tę zdolność można wykorzystać w hartowaniu do produkcji części o różnych właściwościach. Najczęstszym procesem hartowania jest miejscowe utwardzenie powierzchni obszaru, który wymaga odporności na zużycie, przy jednoczesnym zachowaniu twardości oryginalnej struktury w innych miejscach. Głębokość wzorów hartowanych indukcyjnie może być kontrolowana poprzez wybór częstotliwości indukcji, gęstości mocy i czasu oddziaływania.
Ograniczenia elastyczności procesu wynikają z konieczności produkcji dedykowanych induktorów dla wielu zastosowań. Jest to dość kosztowne i wymaga gromadzenia dużych gęstości prądu w małych miedzianych cewkach indukcyjnych, co może wymagać specjalistycznej inżynierii i „miedziowania”.”
Przetwórstwo tworzyw sztucznychEdit
Grzanie indukcyjne jest stosowane we wtryskarkach tworzyw sztucznych. Ogrzewanie indukcyjne poprawia wydajność energetyczną w procesach wtrysku i wytłaczania. Ciepło jest generowane bezpośrednio w cylindrze maszyny, co skraca czas nagrzewania i zmniejsza zużycie energii. Cewka indukcyjna może być umieszczona poza izolacją termiczną, dzięki czemu pracuje w niskiej temperaturze i ma długą żywotność. Stosowana częstotliwość waha się od 30 kHz do 5 kHz, zmniejszając się w przypadku grubszych beczek. Zmniejszenie kosztów urządzeń inwerterowych sprawiło, że ogrzewanie indukcyjne stało się coraz bardziej popularne. Ogrzewanie indukcyjne może być również stosowane do form, oferując bardziej równomierną temperaturę formy i lepszą jakość produktu.
PirolizaEdit
Ogrzewanie indukcyjne jest stosowane do uzyskiwania biocharu w procesie pirolizy biomasy. Ciepło jest generowane bezpośrednio do ścianek reaktora wstrząsowego, co umożliwia pirolizę biomasy przy dobrym mieszaniu i kontroli temperatury.
.