Processo de superfície de tratamento térmico por indução

O que é o processo de tratamento térmico por indução de superfície?

Aquecimento por indução é um processo de tratamento térmico que permite o aquecimento direcionado de metais por indução eletromagnética. O processo depende de correntes elétricas induzidas dentro do material para produzir calor e é o método preferido usado para unir, endurecer ou amolecer metais ou outros materiais condutores. Nos processos de fabricação modernos, esta forma de tratamento térmico oferece uma combinação benéfica de velocidade, consistência e controle. Embora os princípios básicos sejam bem conhecidos, os avanços modernos na tecnologia de estado sólido tornaram o processo um método de aquecimento incrivelmente simples e econômico para aplicações que envolvem junção, tratamento, aquecimento e teste de materiais.

O tratamento térmico por indução, por meio do uso altamente controlável de uma bobina aquecida eletricamente, permitirá que você selecione as melhores características físicas não apenas para cada peça de metal - mas para cada seção dessa peça de metal. O endurecimento por indução pode conferir durabilidade superior aos munhões do rolamento e seções do eixo sem sacrificar a ductilidade necessária para lidar com cargas de choque e vibração. Você pode endurecer as superfícies internas do rolamento e as sedes das válvulas em peças complexas sem criar problemas de distorção. Isso significa que você é capaz de endurecer ou recozer áreas específicas para durabilidade e ductilidade da maneira que melhor atenderá às suas necessidades.

Benefícios dos serviços de tratamento térmico por indução

  • Tratamento Térmico Focado O endurecimento da superfície retém a ductilidade original do núcleo enquanto endurece uma área de alto desgaste da peça. A área endurecida é controlada com precisão em relação à profundidade, largura, localização e dureza da caixa.
  • Consistência otimizada Elimine as inconsistências e problemas de qualidade associados à chama aberta, aquecimento da tocha e outros métodos. Uma vez que o sistema esteja devidamente calibrado e configurado, não há trabalho de suposição ou variação; o padrão de aquecimento é repetível e consistente. Com os modernos sistemas de estado sólido, o controle preciso da temperatura fornece resultados uniformes.

  • Produtividade maximizada As taxas de produção podem ser maximizadas porque o calor é desenvolvido direta e instantaneamente (> 2000º F. em <1 segundo) dentro da peça. A inicialização é virtualmente instantânea; nenhum ciclo de aquecimento ou resfriamento é necessário.
  • Qualidade aprimorada do produto As peças nunca entram em contato direto com uma chama ou outro elemento de aquecimento; o calor é induzido dentro da própria peça por corrente elétrica alternada. Como resultado, as taxas de empenamento, distorção e rejeição do produto são minimizadas.
  • Consumo Reduzido de Energia Cansado de aumentar as contas de serviços públicos? Este processo com eficiência energética única converte até 90% da energia gasta em calor útil; fornos de lote são geralmente apenas 45% eficientes em termos de energia. Não são necessários ciclos de aquecimento ou resfriamento, portanto, as perdas de calor em stand-by são reduzidas ao mínimo.
  • Ambientalmente saudável A queima de combustíveis fósseis tradicionais é desnecessária, resultando em um processo limpo e não poluente que ajudará a proteger o meio ambiente.

O que é aquecimento por indução?

Aquecimento por indução é um Método de Aquecimento Sem Contato de corpos, que absorve energia de um Campo Magnético Alternado, gerado por Bobina de Indução (Indutor).

Existem dois mecanismos de absorção de energia:

  • geração de correntes de circuito fechado (parasitas) dentro do corpo que causam aquecimento devido à resistência elétrica do material do corpo
  • aquecimento de histerese (SOMENTE para materiais magnéticos!) devido a um atrito de microvolumes magnéticos (domínios), que giram seguindo a orientação do campo magnético externo

Princípio de aquecimento por indução

Cadeia de fenômenos:

  • Fonte de alimentação de aquecimento por indução fornece corrente (I1) para a bobina de indução
  • As correntes da bobina (voltas em ampères) geram um campo magnético. As linhas de campo estão sempre fechadas (lei da natureza!) E cada linha gira em torno da fonte atual - voltas da bobina e peça de trabalho
  • O campo magnético alternado que flui através da seção transversal da peça (acoplado à peça) induz tensão na peça

  • A tensão induzida cria correntes parasitas (I2) na parte que flui na direção oposta à corrente da bobina, onde possível
  • As correntes parasitas geram calor na peça

Fluxo de energia em instalações de aquecimento por indução

A corrente alternada muda de direção duas vezes durante cada ciclo de frequência. Se a frequência for 1kHz, a corrente muda de direção 2000 vezes por segundo.

Um produto da corrente e da tensão dá o valor da potência instantânea (p = ixu), que oscila entre a fonte de alimentação e a bobina. Podemos dizer que a potência está sendo parcialmente absorvida (Potência Ativa) e parcialmente refletida (Potência Reativa) pela bobina. A bateria do capacitor é usada para descarregar o gerador da potência reativa. Os capacitores recebem energia reativa da bobina e a enviam de volta para a bobina, suportando as oscilações.

Um circuito “capacitores de transformador de bobina” é denominado circuito ressonante ou circuito tanque.

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