Inductie Verwarming

Wat is Inductie Verwarming?

Inductie verwarming is een proces waarbij elektrisch geleidende onderdelen worden verwarmd in een sterk magnetisch veld met gebruikmaking van het principe van elektromagnetische inductie, ontdekt door Michael Faraday. Het magnetisch veld wekt een vloeiende elektrische stroom in de component op die door middel van de elektrische verliezen warmte genereert in de component.

Warmtebehandeling Harden van 100mm Pin

Warmtebehandeling Harden van 100mm Pin

Warmtebehandeling Harden van 100mm PinInduction Verwarming - 100mm pin wordt gehard tot een diepte van 5 mm met 350kW D Type medium frequentie inductie verwarming en horizontale traverse.

Het magnetische veld wordt opgewekt in een koperen werkspoel (coil) die gevoed wordt door een wisselstroom. De diepte waarop de stroom vloeit worden door een veelheid van factoren geregeld, waaronder de magnetische permeabiliteit en de weerstand van het materiaal in combinatie met de vermogensdichtheid. De frequentie van de AC levering aan de spoel is ook een belangrijke parameter en dus de veranderingssnelheid van het magnetisch veld.

De selectie van de juiste frequentie voor elke toepassing is een van de belangrijkste elementen van een succesvol systeem. Zoals bij alle onderwerpen, frequentie selectie kan uiterst ingewikkeld worden, zoals in een aantal gevallen, vele factoren moeten worden overwogen en deze zijn vaak afhankelijk van de applicatie. Gelukkig door de ervaring van de afgelopen toepassingen, samen met enkele eenvoudige berekeningen en praktische proeven, kan vaak als basis worden gebruikt voor de selectie. Modellering met behulp van “Finite Element Analysis (FEA)” kan in meer gecompliceerde gevallen worden gebruikt.

De selectie van de vermogens uitgang is gelijk aan de selectie van de frequentie, als vele factoren die moeten worden overwogen en deze kunnen opnieuw variëren met de applicatie. Soortgelijke processen worden gebruikt in de selectie proces.

Inductie verwarming behandeling Harden van Lawnmover Blades

Inductie verwarming behandeling Harden van Lawnmover Blades

Inductie verwarming - Speciaal gebouwd voor rand verharding van grasmaaier ondermessen . Macht is van 12kW Ultratec RF Inductieverwarmer.

Wat kan worden verwarmd?

Inductie verwarming kan worden gebruikt om warmte geleidende materialen, waaronder vele ferro-metalen, non-ferro-metalen, carbon, carbon gebaseerd composieten, geleidende gassen, gesmolten glas, enz. te verwarmen.

Toepassingen van inductie verwarming

Inductie verwarming is vanuit een oogpunt van de gebruiker de meest flexibele manier van elektrisch verwarmen van geleidende materialen tot een bepaalde temperatuur in een specificatie. Door de gegenereerde warmte binnen het onderdeel is de vermogenslevering zeer nauwkeurig en herhaalbaar. Verdere controle kan worden verkregen door het gebruik van infra rood pyrometers en gesloten lus systemen in relevante toepassingen.

1.1 Warmtebehandeling

Van oudsher één van de belangrijkste toepassingen voor de Inductie verwarming. De meeste stalen onderdelen kunnen worden verwarmd via deze methode.

De regelbaarheid van het inductieproces en haar vermogen om nauwkeurig de warmte in selectieve gebieden te produceren wordt gebruikt voor de selectieve zone en de case-verharding van de componenten in een groot aantal industrieën. Inductie gloeien en harden zijn in de afgelopen jaren veel gebruikt om de productie te verhogen en vloeroppervlakte eisen te verminderen in vergelijking met de meer traditionele methoden.

De auto-industrie gebruikt de inductie verwarming veel voor het harden (hardening), harden (tempering) en gloeien van selectieve gebieden op verschillende onderdelen met inbegrip van aandrijfassen, motor kleppen, klepstoot verstelinrichtingen, selectie vorken, tuimelaars, koppeling lagers, koppeling membraam veren, enz. Het voordeel bij het gebruik van inductie is dat het kan worden opgenomen in de bestaande 'flowline' technieken. Ook door het selecteren van het juiste vermogen en frequentie, is het mogelijk om zeer nauwkeurig case diepten met volledig herhaalbaarheid te produceren.

De zaag en kleine gereedschappen industrieën maken extensief gebruik van inductie verharding voor hamers, bijlen, beitels, zaag tanden, snoeischaar messen, guillotine messen enz.

De lijst van de verharding toepassingen is werkelijk eindeloos en wij vinden regelmatig nieuwe toepassingen. Enkele voorbeelden van andere inductie verharden delen omvatten, elektrisch gereedschap assen, kitpistool stangen, leder messen, papier messen, walserij rollen, schroefdraad, kanonboren, pomponderdelen, motor onderdelen enz.

Door de hoge vermogensdichtheid kan de warmte cyclus zeer kort zijn door het toelaten van snelle doorvoersnelheid in combinatie met een warmte patroon dat kan zeer nauwkeurig gecontroleerd vervorming, slak en schade aan de rest van de metallurgische eigenschappen verminderen.

1.2 Solderen en hard solderen

Vanwege de nauwkeurigheid en controleerbaarheid van de warmte, die wordt geproduceerd door inductie verwarming, is het in het bijzonder geschikt voor een hele reeks van hard solderen, solderen en metaal samengestelde applicaties. Gezien het extra voordeel dat het proces schoon en intrinsiek veilig is, maar geen gebruik maakt van gassen of externe warmtebronnen, neemt het de bezorgdheid van naakte vlammen en explosieve atmosferen weg. Inductie verwarming is goed voor technologisch geavanceerde oplossingen voor samengestelde metalen.

Typische samengevoegde onderdelen zijn onder meer:

  • Elektrische contacten
  • Snijdgereedschappen voor gereedschapswerktuigen, draaibanken en freesmachines
  • Kolen cutter trilhamers
  • Carbid tanden tot zagen
  • Dompelaar verwarmingselementen
  • Buis secties voor de fiets
  • Hydraulische buizen
  • Condensator leidingen tot verbindingsbouten
  • Steenboren
  • Carbid tegels tot ploegschaar
  • Warmtewisselaar buizen

Met inductie is het mogelijk om materialen samen te stellen onder atmosfeer of in vacuüm, erop toezien dat geen verontreiniging van de gelaste verbindingen of waar koper samengesteld met legeringen worden gebruikt.

Voor het hard solderen zijn in de meeste gevallen lage impedantie enkele winding werkspoelen gebruikt. Vaak machinaal vervaardigt. Dit type spoel in combinatie met onze veilige hard soldeer werkonderdeel (work-head) zorgt ervoor dat de uitgangsspanning laag genoeg is voor de gebruiker veilig en zonder risico in de buurt van de werkspoel te werken.

Typische inverters voor het hard solderen en solderen zijn van 1kW tot 30kW bij frequenties van 50kHz tot 200kHz. Door het uitgebreid gebruik van dubbele werkonderdelen (twin work-head) kunnen veel toepassingen handmatig worden uitgevoerd. Zij zorgen voor een volledige benutting van de inverter.

In situaties waar grote hoeveelheden volledig geautomatiseerde oplossingen zijn vereist. Dit zijn onder meer transportbanden, roterende tafels, shuttlesystemen en andere op maat gemaakte systemen.

1.3 Inductie Smeden

Een hele reeks van onderdelen zijn nu “gesmeed” door het gebruiken van een inductie verwarming als warmtebron.

Complete lingot of bar uiteinden kunnen zeer snel worden verwarmd tot een precieze temperatuur. Nauwkeurige “metal flow” en slak vermindering gewaarborgd. Het definitief smeden is schoner, nauwkeuriger en minder vatbaar voor andere metallurgische gebreken dan met gas of andere vormen van verwarming.

Het scala aan vormen en afmetingen van de verwarmde materialen omvat niet alleen de traditionele geometrie, zoals ronde bars, vierkante lingot, zeshoekige staven, maar groeit constant en omvat nu ook complexe geometrie, zoals spoorweg rails, die worden verwarmd voor het produceren van punten, messen enz.

Het eindproduct kan variëren van kleine bevestigingsmiddelen, gebruikt in de ruimtevaartsector, tot krukassen, assen en grotere onderdelen.

Afhankelijk van de vereiste volumes kan het systeem handmatig worden gevoed of volledig geautomatiseerd met gebruikmaking van pneumatische voordstuwers, transportbanden, raketwerpers, roterende tafels, traditionele aandrukrol in lijn lingot voeders en robots.

Met behulp van de Inductie verwarming kan de temperatuur en de positie van het verwarmde gebied uiterst nauwkeurig worden gecontroleerd en leidt tot een hoge afwerking kwaliteit en herhaalbaarheid. Energie efficiëntie is geoptimaliseerd aangezien de warmte binnen de component wordt gegenereerd en zal dus de productiekosten verlagen.

Zoals de meeste smeed operaties zullen de componenten door en door moeten worden verwarmd bij temperaturen tussen 1100°C tot 1300°C en zal de werkspoel moet worden geïsoleerd met speciale materialen om uitgestraalde warmte te bedwingen en te weerstaan. Om de slijtage kenmerken van het voortdurend gevoede lingot in de werkspoel te verhogen, kunnen watergekoelde roestvrij stalen rails worden gebruikt waarop de lingot glijd.

1.4 Inductie Smelten

Inductie smeltsystemen worden op grote schaal gebruikt in het gieten van metalen en metalen verwerkende industrieën. De grootte van installaties variëren van een paar gram tot vele tonnen.

Er zijn een aantal technieken beschikbaar en de selectie is gebaseerd op de individuele behoeften van de klant en de individuele toepassing.

De grotere productie systemen, in de 50kg tot 10ton assortiment, bestaat meestal uit een hoog vermogen (tot en met 100kW), een lage frequentie (meestal minder dan 3KHz) stroombron en een kernloze oven met een vuurvaste voering, waar het magnetisch veld niet alleen smelt, maar ook kan worden gebruikt om de gesmolten inhoud te roeren.

Vanwege het gezamenlijke gewicht van de oven en de inhoud ervan wordt een hydraulisch kantel mechanisme gebruikt om het metaal te gieten, hoewel sommige systemen hebben een pop up oven.

Kleinere systemen, in de 250gram tot 30kg assortiment, zijn gewoonlijk voorzien van een klei grafiet, silicone carbid of pure grafiet smeltkroes. Het voordeel van dit systeem is dat de smeltkroes fungeert als een 'verdenker, daarom ziet de inverter de smeltkroes en niet het inhoudsmateriaal. Dit maakt het systeem zeer flexibel en kunnen ze een reeks van materialen met verschillende geometrie in hetzelfde systeem smelten, zonder veranderingen in de set up. Ovens zijn vaak de pop up type of kleine handmatig kantelbare systemen. Deze systemen zijn te vinden in universiteiten, metaal afvalverwerking, analyse bureaus en juwelieren. Een typisch Inductelec 'Mini-Melt' systeem wordt getoond op de hoofdpagina.

Typische vermogens van een Mini-Melt inverter is tussen 5kW en 36kW met een frequentie tussen 30 en 200KHZ. Inductie inverter (5kW tot 30kW afhankelijk van het monster grootte) en pop up oven omvattend. Het systeem kan ook worden geleverd met een inverteren twee ovens. In dit geval wordt eveneens een speciale omschakelaar meegeleverd. Dit betekent een oven kan worden geladen, terwijl het andere is aan het smelten, wat resulteert in betere benutting en meer productie.

Specialistische smelt systemen voor laboratorium en wetenschappelijke doeleinden zijn verkrijgbaar met vacuümkamers en koude smeltkroes technologie en worden vaak gebruikt voor de productie van zeer zuivere monsters of voor het smelten van metalen waar oxidatie problemen kan veroorzaken.

1.5 Inductie Buigen

De inductie verwarmer worden uitgebreid toegepast in de buis en metaal buig industrieën waar de nauwkeurige zone verwarming en gecontroleerde temperatuur zorgen voor consequente producten. Snelle warmte cycli verminderen slak en andere gebreken aan het oppervlak tot een minimum en beperken de behoefte aan schoonkrab en latere processen.

Typische toepassingen zijn onder meer het buigen van heftruck vorken, medische implantaten, spoorweg rail klemmen etc.

1.6 Krimpmontage en expansie

Vanwege de beheersbaarheid, het oppervlakte vermogensdichtheid en de nauwkeurigheid van toepassing kan inductie verwarming worden gebruikt voor uitbreiding van een reeks producten voor de montage of assemblage.

Typische toepassingen zijn onder meer assemblage van hoogwaardige rollagers, montage van startwielen op vliegwielen, de distributie tandwielen op krukassen, turbines aan assen, motor stators in motor behuizingen enz. In veel gevallen wordt hetzelfde system ook gebruikt om oude of beschadigde onderdelen te vervangen met nieuwe.

Vanwege de vereiste nauwkeurigheid en voor een nauwkeurige uitlijning te zorgen is het in de montage fase gebruikelijk om een mal of pers van een bepaald type te gebruiken. Deze variëren van een simpele schroef persen tot volledig geautomatiseerd pneumatische en hydraulische systemen die in staat zijn krachten van maximaal 10 ton druk te genereren.

1.7 Hot staking (plastic verbinden)

“Hot staking” verwijst naar de verwarming van een metalen product die haar opname in een plastic voorwerp toe staat. De precieze en gecontroleerde warmte gegenereerd door de inductie verwarming proces maakt nauwkeurige controle over de stroming van het plastic mogelijk en dus ook de verbinding bereikt.

Typische toepassingen zijn onder meer het monteren van handvatten aan messen, medische implantaten en decorateur gereedschappen. De technologie is ook uitgebreid gebruikt voor het invoegen van schroefdraad onderdelen in de auto verlichting armatuur en mobiele telefoon behuizingen.

1.8 Drogen en verbinden

Lijm, verf en exotische deklagen zijn allemaal gedroogd op metalen oppervlakken met het gebruik van een verscheidenheid van inductie verwarming technieken. Het drogen wordt bereikt door de metalen onderlaag te verwarmen tot een temperatuur die versnelt de droging. Dit kan in de vorm van een continu proces op buizen, draden, strips of in een statisch proces bv. zet de lijm, die rubberen handgrepen aan een steel van een metalen hamer hecht.

Verbinding apparatuur wordt veelvuldig gebruikt in de auto-industrie voor het bevestigen van cosmetische verfraaiingen aan panelen.

1.9 Inductie buis lassen

Naad gelaste buizen gebruikt bij de fabricage van metalen en de constructie industrie zijn vaak gelast door de gebruikmaking van de inductie verwarming technologie. De stroom, die geïnduceerd is in de buis, vloeit langs de open randen van de naad en ontwikkelt een temperatuur die in staat is de twee randen aan elkaar te lassen. De werkspoel (coil) is normaal gewonden rond de buitenkant van de buis en een versterker kan in de bore (holte of opening) van de buis worden gebruikt. Op dit punt worden de randen samen gedwongen resulterend in een continue las.

Typische buis las inverters hebben hoge vermogensuitgangen, vaak tot in de honderden kilowatts en frequenties meestal boven 200Khz.

Na het lassen is het mogelijk om gebruik te maken van een lagere frequentie inverter, met een ijzer geladen werkpoel, om de lasnaad te gloeien (metallurgie).

1.10 Inductie verzegelen

Dop verzegeling van flessen en andere verpakkingen kunnen worden uitgevoerd met behulp van relatief kleine lage aangedreven generatoren. Andere typische producten zijn tandpasta tubes en cosmetische tubes producten.


1.11 Spitstechnologie (hightech) en Wetenschappelijk

Glasvezelkabels, halfgeleiders, plasma generatie, medisch onderzoek, nucleaire industrie etc., vele hightech industrieën vertrouwen op de inductie verwarming proces. Het zeer beheersbare, schoon, niet in contact aard van de inductie verwarming maken het uiterst aantrekkelijk voor vele laboratoriumtoepassingen.

Bekijk onze website voor meer informatie over inductie warmtebehandeling oplossingen en neem contact met ons op via +44 (0)114 272 3369 om te spreken met een medewerker van ons team of mail ons op info@inductelec.co.uk.