Induktionsuppvärmning möjliggör målinriktad upphettning av ett tillämpligt föremål för tillämpningar som ythärdning, smältning, lödning, lödning och passningsvärme. Järn och dess legeringar reagerar bäst på induktionsuppvärmning på grund av sin ferromagnetiska natur. Virvelströmmar kan dock genereras i vilken ledare som helst, och magnetisk hysteres kan uppstå i vilket magnetiskt material som helst. Induktionsuppvärmning har använts för att värma upp flytande ledare (t.ex. smälta metaller) och även gasformiga ledare (t.ex. ett gasplasma – se Induktionsplasmateknik). Induktionsuppvärmning används ofta för att värma grafitdeglar (som innehåller andra material) och används flitigt inom halvledarindustrin för uppvärmning av kisel och andra halvledare. Induktionsuppvärmning med nätfrekvens (50/60 Hz) används för många industriella tillämpningar med lägre kostnad eftersom växelriktare inte behövs.
FurnaceEdit
En induktionsugn använder sig av induktion för att värma metall till dess smältpunkt. När den är smält kan det högfrekventa magnetfältet också användas för att röra om den heta metallen, vilket är användbart för att se till att legeringstillsatser blandas helt och hållet i smältan. De flesta induktionsugnar består av ett rör med vattenkylda kopparringar som omger en behållare med eldfast material. Induktionsugnar används i de flesta moderna gjuterier som en renare metod för att smälta metaller än en reverberatorisk ugn eller en kupolugn. Storlekarna varierar från ett kilo kapacitet till hundra ton. Induktionsugnar avger ofta ett högt pip eller brummande när de är igång, beroende på driftfrekvens. Metaller som smälts är bland annat järn och stål, koppar, aluminium och ädelmetaller. Eftersom det är en ren och kontaktfri process kan den användas i vakuum eller inert atmosfär. Vakuumugnar använder sig av induktionsuppvärmning för tillverkning av specialstål och andra legeringar som skulle oxidera om de upphettades i närvaro av luft.
SvetsningRedigera
En liknande process i mindre skala används för induktionssvetsning. Plaster kan också svetsas genom induktion, om de antingen är dopade med ferromagnetisk keramik (där partiklarnas magnetiska hysterese ger den värme som krävs) eller med metallpartiklar.
Sömmar av rör kan svetsas på detta sätt. Strömmar som induceras i ett rör löper längs den öppna sömmen och värmer upp kanterna vilket resulterar i en temperatur som är tillräckligt hög för svetsning. Vid denna punkt tvingas sömmarnas kanter samman och sömmen svetsas. RF-strömmen kan också transporteras till röret med hjälp av borstar, men resultatet är fortfarande detsamma – strömmen flyter längs den öppna sömmen och värmer den.
ManufacturingEdit
I Rapid Induction Printing-metaladditivprinting-processen matas en ledande trådmatning och skyddsgas genom ett spiralformat munstycke, varvid matningen utsätts för induktionsuppvärmning och kastas ut från munstycket som vätska, för att under skydd avvisas för att bilda tredimensionella metallstrukturer. Den centrala fördelen med den processuella användningen av induktionsuppvärmning i denna process är en betydligt större energi- och materialeffektivitet samt en högre grad av säkerhet jämfört med andra additiva tillverkningsmetoder, t.ex. selektiv lasersintring, som levererar värme till materialet med hjälp av en kraftfull laser eller elektronstråle.
MatlagningRedigera
I induktionsmatlagning värmer en induktionsspole inuti kokplattan upp järnbasen på köksredskapen genom magnetisk induktion. Användning av induktionshällar ger säkerhet, effektivitet (induktionshällen värms inte upp själv) och snabbhet. Icke-järnhaltiga kastruller, t.ex. kastruller med kopparbottnar och kastruller av aluminium, är i allmänhet olämpliga. Vid induktion överförs den värme som induceras i botten till maten inuti genom ledning.
LödningRedigera
Induktionslödning används ofta vid högre produktionsserier. Det ger enhetliga resultat och är mycket repeterbart. Det finns många typer av industriell utrustning där induktionslödning används. Induktion används till exempel för lödning av hårdmetall till axel.
TätningRedigera
Induktionsvärme används vid kapsylering av behållare inom livsmedels- och läkemedelsindustrin. Ett lager aluminiumfolie placeras över flaskans eller burkens öppning och värms upp genom induktion för att smälta ihop det med behållaren. Detta ger en manipuleringssäker förslutning, eftersom det krävs att folien bryts för att ändra innehållet.
Uppvärmning för att passaRedigera
Induktionsuppvärmning används ofta för att värma upp ett föremål vilket gör att det expanderar innan det monteras eller monteras. Lager värms rutinmässigt upp på detta sätt med hjälp av en frekvens (50/60 Hz) och en transformatorkärna av laminerat stål som går genom lagrets mitt.
VärmebehandlingRedigera
Induktionsvärme används ofta vid värmebehandling av metallföremål. De vanligaste tillämpningarna är induktionshärdning av ståldelar, induktionslödning/lödning som ett sätt att sammanfoga metallkomponenter och induktionsglödgning för att selektivt mjuka upp ett område av en ståldel.
Induktionsuppvärmning kan ge hög effekttäthet som gör det möjligt med korta interaktionstider för att nå den önskade temperaturen. Detta ger en noggrann kontroll av värmemönstret där mönstret följer det applicerade magnetfältet ganska nära och möjliggör minskad termisk distorsion och skador.
Denna förmåga kan användas vid härdning för att producera delar med varierande egenskaper. Den vanligaste härdningsprocessen är att producera en lokaliserad ythärdning av ett område som behöver slitstyrka, samtidigt som man behåller den ursprungliga strukturens seghet som behövs på andra ställen. Djupet i induktionshärdade mönster kan kontrolleras genom val av induktionsfrekvens, effekttäthet och interaktionstid.
Begränsningar av processens flexibilitet uppstår på grund av behovet av att tillverka särskilda induktorer för många tillämpningar. Detta är ganska dyrt och kräver marschering av höga strömtätheter i små kopparinduktorer, vilket kan kräva specialiserad teknik och ”kopparanpassning.”
PlastbearbetningRedigera
Induktionsuppvärmning används i formsprutningsmaskiner för plast. Induktionsuppvärmning förbättrar energieffektiviteten för injektions- och extruderingsprocesser. Värmen genereras direkt i maskinens pipa, vilket minskar uppvärmningstiden och energiförbrukningen. Induktionsspolen kan placeras utanför värmeisolering, så den fungerar vid låg temperatur och har lång livslängd. Frekvensen som används sträcker sig från 30 kHz ner till 5 kHz, med minskande frekvens för tjockare tunnor. Den minskade kostnaden för inverterutrustning har gjort induktionsuppvärmning alltmer populär. Induktionsuppvärmning kan också tillämpas på formar, vilket ger en jämnare formtemperatur och förbättrad produktkvalitet.
PyrolysEdit
Induktionsuppvärmning används för att få fram biokol vid pyrolys av biomassa. Värme genereras direkt i en shakerreaktors väggar vilket möjliggör pyrolys av biomassan med god blandning och temperaturkontroll.