Rich--house.ru

Строительный журнал Rich—house.ru
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Установки индукционного нагрева (установки ТВЧ)

Установки индукционного нагрева (установки ТВЧ)

Установки ТВЧ для закалки являются одним из основных направлений производства компании «ТЕСЛАЙН ИНДАКТИВ». Кроме установок наше предприятие выпускает автоматизированные комплексы для ТВЧ закалки деталей, индукторы различной конфигурации, в том числе с магнитопроводом и разъемные, выпускает станции водяного охлаждения и проводит пусконаладочные работы и сервисное обслуживание ТВЧ оборудования.

Услуги закалки ТВЧ

На нашей производственной площадке (РФ, г.Томск, ООО «ТЕСЛАЙН ИНДАКТИВ») мы осуществляем ТВЧ закалку опытных образцов и принимаем заказы на серийную закалку деталей.

Стоимость услуги закалки на ТВЧ (термообработки) оценивается исходя из сложности и количества деталей.

Цены на услуги закалки ТВЧ и установки по тел./факс +7(3822) 21-19-78 или e-mail: info@tesline.ru

На сегодняшний день поверхностное упрочнение токами высокой частоты (индукционная закалка ТВЧ) широко применяется во всем мире, основной сектор принадлежит автомобильной промышленности.

Закалка ТВЧ применяется там, где необходимо повысить твердость поверхности, чтобы существенно увеличить износостойкость ответственных деталей.

Главное преимущество индукционного нагрева ТВЧ для закалки перед нагревом в печи является то, что она занимает всего несколько секунд. В печи, тот же процесс может занять несколько часов или даже дней.

ТВЧ закалка или печь?

Ответ кроется в том, что индукция, создаваемая током высокой частоты при помощи установки ТВЧ, феноменально быстро генерирует тепло в поверхностном слое стали. Высокая скорость нагрева позволяет встроить ТВЧ закалку в производственную линию, не теряя производительности в отличие от закалки в печи, которая является более трудоемкой (большие потери тепла) и требует транспортировку деталей либо до собственной печи, либо до подрядчика. Так же при помощи поверхностной закалки ТВЧ можно упрочнить поверхность детали на определенную глубину (получить твердый слой), чего невозможно достичь при сквозном нагреве в печи.

Значительный выигрыш времени можно достичь, встроив процесс закалки токами высокой частоты в свою производственную линию. При этом Вы получаете полный контроль качества, сроков поставки и затрат на закалку, исключается необходимость дополнительных транспортных расходов и последнее, но не менее важно, вы уменьшаете администрирование к минимуму.

Установки ТВЧ для закалки

НАЛИЧИЕ НА СКЛАДЕ, ЦЕНА тел. +7(3822) 21-19-78, 22-52-78

Доступная мощность ТВЧ установок для закалки, кВт:20..30..40..50..60..80..100..120..140..160..200..250..300..380

Установка индукционного нагрева для ТВЧ закалки деталей и сквозного нагрева заготовок «ТЕСЛАЙН 100Z-EM2013»

Поверхностная закалка ТВЧ деталей (валы, шестерни, зубчатые колеса, . ).
Максимальный диаметр индуктора — 360мм.
Мощность — 100 кВт.
Частотный диапазон — 15. 66кГц.
Габаритные размеры (ДхШхВ) — 450х500х950мм. Вес — 85кг.

С 2013 года для всех ТВЧ установок «TESLINE» добавлены новые опции:

  • Герметичное исполнение только с водяным охлаждением.
  • Два режима работы блока согласования с индуктором ТВЧ:
  1. Закалка ТВЧ — работа с закалочными индукторами.
  2. Сквозной индукционный нагрев — работа с многовитковыми индукторами под ковку штамповку.
Станок для закалки ТВЧ дисковых пил «TESLINE 100Z-E384-A10»

Назначение — закалка ТВЧ (упрочнение) зубьев дисковых пил .

В состав закалочного станка входят:

Установка индукционного нагрева для ТВЧ закалки деталей «TESLINE 80Z-E»

Поверхностная термообработка ТВЧ деталей диаметром до 300мм (валов, шестерен, зубчатых колес, осей, пальцев, шкивов. ).
Мощность — 80 кВт.
Частотный диапазон — 18. 50кГц.
Наличие блока автоматизированной подачи закалочной жидкости на спрейер индуктора.
В комплекте один индуктор для закалки шестигранника.

Установка ТВЧ для термообработки деталей «TESLINE 60Z-E»

Сквозная и поверхностная ТВЧ закалка деталей (валы, шестерни, зубчатые колеса, . ).
Мощность — 60 кВт.
Частотный диапазон — 20. 80кГц.
Генератор ТВЧ выполнен на IGBT.
Педаль управления.
Цифровое управление установкой.
Доступный интерфейс на русском языке.

ТВЧ оборудование для закалки зубчатого колеса (шестерни) по зубу «TESLINE 70Z-AM»

Поверхностная закалка ТВЧ зубьев зубчатого колеса с ручным механизмом позиционирования индуктора и детали.
Индукционная пайка твердосплавных пластин на резцы.
Закалка ТВЧ крановых колес.
Мощность — 70 кВт.
Частотный диапазон — 20. 80кГц.
Зубчатое колесо — диаметр до 600мм, высота зуба — до 30мм, модуль — 8.
Индукционная пайка — твердосплавная пластина 20×20×5 мм ( 5 резцов в минуту ).

Установка индукционного нагрева для ТВЧ закалки деталей «TESLINE 100Z-E»

Заказчик: Локомотивное депо, г.Курган.

Сквозная и поверхностная ТВЧ термообработка деталей типа — крановое колесо, венец, труба, зуб шестерни, звездочка, вал, втулка, палец.
Мощность — 100 кВт.
Частотный диапазон — 20. 80кГц.
Широкий диапазон индукторов обеспечивает термообработку большого перечня деталей.
Автоподстройка частоты генерации тока индуктора исключает необходимость в перенастройке конденсатора.
Установка поставляется после полной проверки работоспособности и не требует пусконаладочных работ.

ТВЧ установка для закалки сегмента косилочного ножа «TESLINE 20Z-E»

Поверхностная закалка сегмента косилочного ножа комбайна; Индукционная пайка твердосплавных пластин на резцы.
Мощность — 20 кВт.
Частотный диапазон — 30. 80кГц.
Область закалки — 10×140мм, толщина сегмента — 2мм, сталь — 65Г, У9, У10.

Установка ТВЧ для поверхностной термообработки пальцев«TESLINE 40Z-E»

Поверхностная термообработка пальцев, осей.
Мощность — 40 кВт.
Частотный диапазон — 20. 40кГц.
Палец — диаметр 22мм, длина 422мм.
Глубина закалки — 2мм.
Время термообработки — не более 15 секунд.

Установка индукционного нагрева для поверхностной ТВЧ закалки пальцев гусеничных траков

Поверхностное упрочнение пальцев гусеничных траков.
Мощность — 80 кВт.
Частотный диапазон — 20. 40кГц.
Глубина закалки: от 1мм до 2.5мм.

↓ Видеоматериалы по закалочному комплексу ТВЧ
Установка индукционного нагрева для термообработки ножниц по металлу

Индукционная закалка токами высокой частоты плоских деталей.
Мощность — 120 кВт.
Частотный диапазон — 15. 66кГц.
Установка индукционного нагрева обеспечивает высокую эффективность закалки и локализацию нагрева.

Установка индукционного нагрева для ТВЧ закалки топоров

Сквозная закалка токами высокой частоты деталей в многовитковом индукторе с ручной загрузкой.
Мощность — 60 кВт.
Частотный диапазон — 15. 66кГц.
Установка «TESLINE» позволяет увеличить производительность и качество закалки необходимой области топора.

Дополнительные опции — пирометрический терморегулятор для стабилизации заданной температуры нагрева детали.

Установка индукционного нагрева для закалки ТВЧ шестерен различного диаметра

Данной установкой может комплектоваться вертикальный закалочный комплекс (ТВЧ станок).
Назначение — поверхностная ТВЧ закалка шестерен.
ТВЧ оборудование «TESLINE» позволяет максимально упростить процесс поверхностной закалки деталей и при необходимости автоматизировать загрузку в индуктор.

Установки индукционного нагрева (установки ТВЧ)

Установки индукционного нагрева ( установки ТВЧ )
IHS 20-60, IHS 40-60, IHS 80-60 на 20, 40, 80кВт соответственно. Идет работа над установкой на 160кВт .

Благодаря оригинальной электрической схеме и использованию современной элементной базы удалось изготовить малогабаритную индукционную установку с высокой степенью надёжности и максимальной эффективностью передачи энергии от трёхфазной сети к объекту обработки. Установки индукционного нагрева предназначены для всех видов термообработки металлов, среди которых: пайка, закалка, отжиг, а также плавка цветных и чёрных металлов и сплавов.

В состав установки индукционного нагрева СПЛИТСТОУН входят:

  • Генератор высокочастотных колебаний (инвертор);
  • Блок согласования генератора с нагрузкой;
  • Индуктор стандартный;
  • Комплект кабелей питания и управления;
  • Педаль управления;
  • Руководство по эксплуатации;
  • Паспорт

ДОСТОИНСТВА УСТАНОВОК ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА

на IGBT- модулях (SEMIKRON, Германия)

  • Высокая надёжность
  • Экономичность
  • Многообразие технологических процессов
  • Быстрая переналадка на новый техпроцесс
  • Высокая производительность
  • Быстрая окупаемость
  • Простота управления
  • Компактность
  • Экологичность

Установки индукционного нагрева IHS 20-60 и IHS 40-60 имеют 2 режима работы:
— автоматический;
— по «ПУСК» / «СТОП» от внешнего устройства (педаль).

В обоих режимах работы необходимо задание параметров мощности и времени.
Возможно задание до 3 этапов обработки (нагрев, стабилизация, охлаждение) с указанием уровней мощности и интервалов времени на каждом этапе.
Для установок с управлением от пирометра IHS 20-60 (PYR) и IHS 40-60 (PYR) для каждого из этапов задаётся уровень мощности, интервал времени и температура.
Как дополнительное оборудование в состав установки может быть включена система автономного водяного охлаждения.

Компания по заданию заказчика разрабатывает и изготавливает индукторы под конкретную деталь, разрабатывает технологический процесс обработки. Установки полностью готовы к работе.

Разработка и выпуск установок индукционного нагрева (УИН) или установок ТВЧ (токов высокой частоты) — динамично развивающееся направление деятельности компании СПЛИТСТОУН.

Научно-технический потенциал наших сотрудников позволил создать универсальные установки индукционного нагрева, которые применимы в различных технологиях, связанных с нагревом металлов.

Наши установки IHS 20-60, IHS 20-60 (PYR), IHS 40-60, IHS 40-60 (PYR) эксплуатируются на десятках предприятий России, Беларуси, Украины.

С их помощью успешно решаются такие задачи термообработки, как:

  • Закалка локальная и объёмная (валы, валы-шестерни, шестерни, зубчатые колёса, гусеничные пальцы, втулки, шкивы, посадочные места подшипников, шпоночные пазы);
  • Нагрев под штамповку, формовку (корпуса резцов, болты, гайки, кронштейны, ножи, культиваторы);
  • Пайка стандартного и специального инструмента с твердосплавными пластинами для металлообработки и других применений (резцы, ножи, фрезы, борфрезы, свёрла, линейки, буровые коронки, забурники, кровельные фрезы);
  • Пайка алмазного инструмента (диски, свёрла, франкфурты, фикерты, шлифовальные чашки);
  • Пайка ультразвуковых вибраторов;
  • Монтажная пайка титановых и нержавеющих трубопроводов в авиационной промышленности;
  • Упрочнение рабочих поверхностей деталей методом наплавки специальных порошкообразных смесей;
  • Пайка меди и латуни;
  • Отжиг меди.

Установки индукционного нагрева компании СПЛИТСТОУН также используются в качестве оборудования для следующих научно-исследовательских работ:

  • Исследование тепловых полей лопаток газотурбинных двигателей;
  • Лабораторная плавильная установка для получения спецсплавов;
  • Получение высокотемпературных газовых потоков.

Универсальные установки индукционного нагрева IHS 20-60, IHS 20-60 (PYR), IHS 40-60, IHS 40-60 (PYR) – серийные изделия, имеются в наличии.

Адаптация под задачи клиента – разработка и изготовление специализированных индукторов – в течение 5 дней.
Срок поставки установок с управление от пирометра IHS 20-60 (PYR), IHS 40-60 (PYR) — от 50 дней.

Проведение испытаний по индукционному нагреву образцов заказчика, демонстрация применимости установки для конкретных задач заказчика – без дополнительной оплаты.

Одно из важнейших достоинств установок индукционного нагрева (ТВЧ установок) производства компании СПЛИТСТОУН – энергосбережение. КПД генератора (инвертора) > 95%. Установки работают в резонансном режиме, что позволяет максимально эффективно передавать энергию от питающей сети к нагреваемой детали.

Максимальное потребление от питающей сети в режиме генерации для 20кВт УИН IHS 20-60 — 25кВт; для 40кВт УИН IHS 40-60 — 48кВт. В режиме готовности — потребление энергии не более 40Вт.

Высокая эффективность передачи электрической энергии для большинства задач по термообработке металлов позволяет заменить установки с ламповыми генераторами мощностью 60кВт на транзисторные установки компании СПЛИТСТОУН мощностью 20кВт.

Наши установки отличаются также компактностью, малым весом, безопасностью в работе: гальваническая развязка индуктора от высокого напряжения блока генератора (инвертора) — Uвых на индукторе 20/40В для 20кВт УИН и 32/64В для 40кВт УИН. (См. таблицы в разделе «Описание товара»).

Среди наших клиентов:

ОАО «Серпуховский инструментальный завод «ТВИНТОС» г.Серпухов, Московской области, ОАО «Ступинское машиностроительное производственное предприятие» г.Ступино, Московской области, ООО «Фирма АЛГ» Москва, ГК «АДЕЛЬ» Москва, ООО «Антарес АСТ» Москва, ООО «ДЕМЬЯН» Москва, ООО «Ультразвуковая техника «ИНЛАБ» г.Санкт-Петербург, ЗАО «Завод «КОМПОЗИТ» г.Санкт-Петербург, ОАО «КнААПО им. Ю.А. Гагарина» («Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение имени Ю.А.Гагарина», г.Комсомольск-на-Амуре) в составе ОАО «Компания «Сухой», ОАО «Курганский электромеханический завод» г.Курган, ЗАО «Челябинский завод сверхтвердых материалов» г.Челябинск, ООО «Чебоксарский трубный завод» г.Чебоксары, ООО «Производственная компания «Новочеркасский электровозостроительный завод» г.Новочеркасск в составе ЗАО «Трансмашхолдинг», Пермский государственный технический университет г.Пермь, Челябинский институт путей сообщения г.Челябинск, СЗАО «Кохановский трубный завод «БЕЛТРУБПЛАСТ» респ.Беларусь, ЗАО «Калиновский машзавод» Калиновка Винницкая обл. Украина.

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Схема самодельного индукционного нагревателя

Вот проект индукционного нагревателя металлов простейшей конструкции, он собран по схеме мультивибратора и часто выступает как первый нагреватель, который делают радиолюбители.

Принцип действия ТВЧ установки

Катушка создает высокочастотное магнитное поле, и в металлическом предмете в середине катушки возникают вихревые токи, которые будут его разогревать. Даже маленькие катушки раскачивают ток около 100 A, поэтому параллельно с катушкой, подключена резонансная емкость, которая компенсирует ее индукционный характер. Схема катушка-конденсатор должна работать на их резонансной частоте.

ТВЧ катушка самодельная

Схема принципиальная электрическая

Вот оригинальная схема генератора индукционного нагревателя, а ниже неё чуть изменённый вариант, по которому и была собрана конструкция мини ТВЧ установки. Ничего дефицитного тут нет — купить придётся только полевые транзисторы, использовать можно BUZ11, IRFP240, IRFP250 или IRFP460. Конденсаторы специальные высоковольтные, а питание будет от автомобильного аккумулятора 70 А/ч — он будет очень хорошо держать ток.

Проект на удивление оказался успешным — всё заработало, хоть и собрано было «на коленке» за час. Особенно порадовало что не требует сеть 220 В — авто аккумуляторы позволяют питать её хоть в полевых условиях (кстати, может из неё походную микроволновку сделать?). Можно поэкспериментировать в направлении чтобы снизить напряжение питания до 4-8 В как от литиевых АКБ (для миниатюризации) с сохранением хорошей эффективности нагрева. Массивные металлические предметы конечно плавить не получится, но для мелких работ пойдёт.

Ток потребления от источника питания 11 А, но после прогрева падает до примерно 7 A, потому что сопротивление металла при нагреве заметно увеличивается. И не забудьте сюда использовать толстые провода, способные выдержать более 10 А тока, иначе провода при работе станут горячие.

Нагрев отвертки до синего цвета ТВЧ Нагрев ножа ТВЧ

Второй вариант схемы — с питанием от сети

Чтоб удобнее настраивать резонанс можно собрать более совершенную схему с драйвером IR2153. Рабочая частота настраивается регулятором 100к в резонанс. Частотами можно управлять в диапазоне примерно 20 — 200 кГц. Схема управления нуждается в вспомогательном напряжении 12-15 В от сетевого адаптера, а силовая часть через диодный мост может быть подключена напрямую к сети 220 В. Дроссель имеет около 20 витков 1,5 мм на ферритовом сердечнике 8×10 мм.

Схема индукционного нагревателя от сети 220В

Рабочая катушка ТВЧ должна быть из толстой проволоки или лучше медной трубки, и имеет около 10-30 витков на оправке 3-10 см. Конденсаторы 6 х 330n 250V. И то, и другое через некоторое время сильно нагревается. Резонансная частота около 30 кГц. Эта самодельная установка индукционного нагрева собрана в пластиковом корпусе и работает уже более года.

Индукционный нагреватель металла: простая схема для изготовления своими руками

Главная страница » Индукционный нагреватель металла: простая схема для изготовления своими руками

Технология индукционного нагрева быстро наращивает популярность, благодаря многим преимуществам практического использования. Причём этот метод работы с металлами привлекает не столько промышленную индустрию, сколько частный бытовой сектор. Однако условия создания аппаратных установок в обоих случаях существенно отличаются. В отличие от промышленного сектора, частникам, работающим в быту, требуется аппаратура относительно небольшой мощности, простая по исполнению, доступная по цене. Здесь описывается схема на индукционный нагреватель мощностью 1600 Вт, которая вполне реализуется в домашних условиях. Это своего рода пример, демонстрирующий, как создать аппарат под индукционный нагрев для применения в быту.

Принцип технологии индукционный нагрев

Принцип технологии индукционного нагрева достаточно прост с физической точки зрения. Образованная из проводника тока катушка генерирует высокочастотное магнитное поле.

В свою очередь, металлический объект, помещённый во внутреннюю область катушки, индуцирует вихревые токи. В результате объект сильно нагревается.

Параллельно с катушкой индуктивности, как правило, включается резонансная ёмкость. Предпринимается такой шаг для компенсации индуктивного характера катушки.

Резонансная цепь, созданная элементами катушка-конденсатор, возбуждается на собственной резонансной частоте. Значение тока возбуждения существенно меньше, чем значение тока, протекающего через катушку индуктивности.

Схема индукционного простого нагревателя мощностью 1600 Вт

Представленную схему следует рассматривать, скорее, как экспериментальный вариант. Тем не менее, этот вариант является вполне работоспособным. Главные преимущества схемы:

  • относительная простота,
  • доступность деталей,
  • лёгкость сборки.

Схема индукционного нагревателя (картинка ниже) работает по принципу «двойного полумоста», дополненного четырьмя силовыми транзисторами с изолированным затвором из серии IGBT (STGW30NC60W). Транзисторы управляются посредством микросхемы IR2153 (самостоятельно тактируемый полумостовой драйвер).

Схематически представленный упрощённый индукционный нагреватель малой мощности, конструкция которого допускает применение в условиях частных хозяйств

Двойной полумост способен обеспечить ту же мощность, что и полный мост, но тактируемый полумостовой драйвер затвора проще в исполнении и, соответственно, в применении. Мощный двойной диод типа STTH200L06TV1 (2x 120A) работает как схема антипараллельных диодов.

Гораздо меньших по мощности диодов (30А) будет вполне достаточно. Если предполагается использовать транзисторы серии IGBT со встроенными диодами (например, STGW30NC60WD), от этого варианта вполне можно отказаться.

Рабочая частота резонанса настраивается с помощью потенциометра. Наличие резонанса определяется по наиболее высокой яркости светодиодов.

Электронные компоненты простого индукционного нагревателя, создаваемого своими руками: 1 — Мощный двойной диод типа STTH200L06TV1; 2 – транзистор со встроенными диодами тип STGW30NC60WD

Конечно, всегда остаётся возможность построения более сложного драйвера. Вообще, оптимальным видится решение использовать автоматическую настройку.

Таковая, как правило, используется в схемах профессиональных индукционных нагревателей, но текущая схема, в случае такой модернизации, явно утрачивает фактор простоты.

Регулировка частоты, катушка индуктивности, мощность

Схемой индукционного нагревателя предусматривается регулировка частоты в диапазоне, примерно, 110 — 210 кГц. Однако схема управления требует вспомогательного напряжения 14-15В, получаемого от небольшого адаптера (коммутатор допускает коммутируемое исполнение или обычное).

Выход схемы индукционного нагревателя подключается к рабочей цепи катушки через согласующий дроссель L1 и трансформатор изолирующего действия. Дроссель имеет 4 витка провода на сердечнике диаметром 23 см, изолирующий трансформатор состоит из 12 витков двухжильного кабеля, намотанного на сердечнике диаметром 14 см.

Выходная мощность индукционного нагревателя с указанными параметрами составляет около 1600 Вт. Между тем не исключаются возможности наращивания мощности до более высоких значений.

Экспериментальная конструкция индукционного нагревателя, изготовленная своими руками в домашних условиях. Эффективность устройства достаточно высокая, несмотря на малую мощность

Рабочая катушка индукционного нагревателя изготовлена из проволоки диаметром 3,3 мм. Лучшим материалом исполнения катушки видится медная труба, для которой допускается применить простую систему водяного охлаждения. Катушка индуктивности имеет:

  • 6 витков намотки,
  • диаметр 24 мм,
  • высоту 23 мм.

Для этого элемента схемы характерным явлением видится существенный нагрев по мере работы установки в активном режиме. Этот момент следует учитывать, выбирая материал для изготовления.

Модуль резонансного конденсатора

Резонансный конденсатор сделан в виде батареи небольших конденсаторов (модуль собран из 23 малых конденсаторов). Общая ёмкость батареи равна 2,3 мкФ. В конструкции допускается использование конденсаторов ёмкостью 100 нФ (

275В, полипропилен МКП, класс X2).

Этот тип конденсаторов не предназначен для таких целей, как применение в схеме индукционного нагревателя. Однако, как показала практика, отмеченный тип элементов ёмкости вполне удовлетворяет работой на резонансной частоте 160 кГц. Рекомендуется использовать ЭМИ фильтр.

Фильтр электромагнитного излучения. Примерно такой рекомендуется использовать в конструкции индукционного нагревателя с целью минимизации помех

Регулируемый трансформатор допускается заменить схемой «мягкого» старта. Например, можно рекомендовать прибегнуть к использованию схемы простого ограничителя тока:

  • нагреватели,
  • галогенные лампы,
  • другие приборы,

мощностью около 1 кВт, подключаемые последовательно с индукционным нагревателем при первом включении.

Предупреждение о мерах безопасности

Изготавливая индукционный нагреватель по представленной схеме, следует помнить: контур схемы индукционного нагрева подключается к электрической сети и находится под высоким напряжением. Настоятельно рекомендуется использовать в конструкции потенциометр с изолированным стержнем.

Высокочастотное электромагнитное поле несёт вредный потенциал, способный повредить электронные устройства и носители информации. Представленная схема, учитывая простоту реализации, несёт значительные электромагнитные помехи. Этот фактор может привести к различным аварийным последствиям:

  • поражению электрическим током,
  • ожогам,
  • возгораниям.

Поэтому, прежде чем принять решение по созданию и проведению экспериментов с индукционным нагревателем, следует обеспечить полную безопасность для конечного пользователя и окружающих.

Видео: индукционный нагреватель сварочным инвертором


Представленный выше видеоролик – демонстрация работоспособности устройства по нагреву металла. Это устройство изготовлено посредством переделки сварочного инвертора, и как отмечает автор, действует вполне эффективно:

Заключительный штрих

Таким образом, сооружение индукционного нагревателя своими руками для расплавления металла в домашних условиях – это не фантастическая идея, но вполне реализуемое дело. При желании, наличии соответствующей информации, комплектующих деталей, собрать работоспособный нагреватель вполне допустимо.

Установки индукционного нагрева, индукционные нагреватели

Установки индукционного нагрева, индукционные нагреватели для обработки сварных швов трубопроводов, штанг УИН-63-10 Индукционный нагреватель

Предназначена для индукционного подогрева и отпуска токами средней частоты кольцевых сварных швов стыков труб магистральных газопроводов.

Установки индукционного нагрева, индукционные нагреватели для закалки серии УИНЗ (ТВЧ обработка) Индукционный нагреватель

Универсальные закалочные установки предназначены для закалки наружных и внутренних гладких, зубчатых, шлицевых, ступенчатых поверхностей машиностроительных деталей типа вал, вал-шестерня, шестерня, зубчатое колесо и т.п.

Установки индукционного нагрева, индукционные нагревательные установки для закалки буровых штанг и других длинномерных цилиндрических изделий

Установка типа УЗБШ предназначена для закалки буровых штанг и других цилиндрических изделий максимальной длиной до 4300 мм.

Установки индукционные нагревательные для пайки буровых коронок и твёрдосплавных накладок

Качество и надежность бурового инструмента зависит от качества впаивания твердосплавных элементов.

Установки индукционного нагрева для пайки инструмента серии УИНП (ТВЧ пайка)

Установки индукционного нагрева, индукционные нагревательные установки для пайки серии УИНП предназначены для напайки твердосплавных пластин к режущим кромкам дисковых фрез и пил, сверл, резцов. Оборудование позволяет без нарушения структуры материала полотна фрезы и без его деформации производить напайку пластин при локальном нагреве токами высокой частоты (ТВЧ).

Установки индукционного нагрева для гибки труб серии УИНГТ

Установки индукционного нагрева серии УИН-Х-Х-ГТ предназначены для индукционного нагрева токами средней частоты труб перед их изгибом в одной или нескольких плоскостях.

Роботизированные индукционные нагревательные установки

Роботизированный индукционный комплекс для нагрева композиционных заготовок различного диаметра оснащен роботом-манипулятором для постановки заготовки в индуктор и транспортные полеты, устройством продвижения заготовки в индукторе, выгрузки заготовки и перемещения под пресс, а также полупроводниковым преобразователем частоты и компьютерной системой управления комплексом.

Установки индукционные нагревательные для термообработки серии УИНТ

Предназначены для термообработки сварных швов трубопроводов, предварительного подогрева перед сваркой, термообработки прямолинейных сварных швов, индукционного нагрева металлов различного технологического назначен.

Индукционная нагревательная установка УИН-250-10 / 120-20

Установка предназначена для теплового волочения бунтовой проволоки и тонких лент из малопластичных труднодеформируемых сталей, меди, алюминия и цветных металлов.

УИНД 1750-0,6/1,2:

Предприятиями «РЭЛТЕК» и «Роботерм» (Чехия) разработана новая серия установок индукционного нагрева кузнечных заготовок, в которых реализуется метод непрерывного трехзонного двухчастотного нагрева ферромагнитных цилиндрических заготовок. Конструктивно установка УИНД (для нагрева с последующей механической деформацией) выполнена с двухуровневой компоновкой. На верхнем уровне размещены три одинаковых по геометрическим параметрам и числу витков индуктора, а также механизмы подачи и съема заготовок. На нижнем уровне размещены блоки компенсации реактивной мощности индукторов, тиристорный преобразователь частоты, построенный по схеме двухэнерго-канального параллельного инвертора тока, насосная станция для охлаждения оборудования и микропроцессорная система управления. На рис. 1 представлена конструктивная схема размещения трех индукторов для нагрева заготовок диаметрами 90-150 мм.

Индукторы

Индукторы предназначены непосредственно для формирования зоны нагрева заготовок. РЭЛТЕК разрабатывает и производит широкую номенклатуру технологических индукторов. По техническому заданию Заказчика рассчитываются и проектируются индукторы для пайки, закалки, сварки и термообработки деталей.

ОБЗОР ИНДУКЦИОННЫХ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Установки индукционного нагрева предназначены для реализации различных технологических процессов электротермической обработки изделий. Установки выполняются по индивидуальным заказам с учетом конфигурации обрабатываемого изделия, требования к производительности и специфических требований технологического процесса.

ОПРОСНЫЙ ЛИСТ на индукционные нагревательные установки

Для оформления заказа на индукционное (ТВЧ) оборудование для закалки, нагрева, пайки, отпуска просим Вас заполнить данную таблицу, на основании которой будет составлено техническое задание.

Установки индукционного нагрева

Предлагаем установки индукционного нагрева для термообработки труб, шпилек турбин и металлов различного назначения.

ФотоНаименование товараЦенаКупить
Магнитный компенсатор НТМС-1По запросуКупить
Установка индукционного нагрева УИНТ-30-8ШПо запросуКупить
Установка индукционного нагрева УИНТ-16-8По запросуКупить
Установка индукционного нагрева УИНТ-30-4,0-ОПо запросуКупить
Установка индукционного нагрева УИНТ-100-2,4По запросуКупить
Установка индукционного нагрева УИНТ-50-2,4По запросуКупить

Мы более пяти лет занимаемся поставками высокотехнологичного оборудования и помогаем комплексно подбирать инструменты для многих видов ремонтной деятельности. В данном разделе сайта представлены установки индукционного нагрева для термообработки металлических изделий перед и во время сварки, а также перед нанесением изоляции швеллеров, тавров, двутавров и листов.

Чтобы узнать стоимость или заказать оборудование, пришлите нам заявку

  • По телефону 8-800-555-95-28 (звонок бесплатный по России);
  • Отправив заявку на электронную почту zakaz@remontenergo.ru;
  • Заполнив заявку внизу страницы.

Преимущества индукционного нагрева

  • Индукционная установка прогревает внутрь материала за счет возбуждения в нем электрических токов при помощи переменных электромагнитных полей.
  • Тепло возникает в середине металлической детали, все прилегающие поверхности остаются холодными.
  • Индукционный нагрев обеспечивает равномерное распределение тепла по все глубине.
  • Материал обязательно должен быть токопроводящим.
  • Температура нагрева зависит от мощности индуктора.
  • Мы поставляем установки индукционного нагрева российской фирмы Элтемс-С. Благодаря длительному сотрудничеству мы покупаем оборудование со скидкой и можем предложить товар по цене производителя.

Сфера применения установок индукционного нагрева

  • Термообработки сварных швов трубопроводов;
  • Предварительного подогрева металла перед сваркой.;
  • Термообработки прямолинейных сварных швов;
  • Нагрева шпилек турбин для ослабления резьбы во время проведения ремонтных работ;
  • Индукционного нагрева металлов различного технологического назначения.

Сертификация индукционного оборудования

Все установки имеют сертификат соответствия и разрешение Ростехнадзора. Также они внесены в реестр рекомендуемого к применению оборудования ОАО «Газпром». Каждая индукционная установка проходит проверку на испытательном участке. По заказу мы проведем обучение работе на нашем оборудовании.

Здравствуйте! Меня зовут Юлия. Я готова ответить на все ваши вопросы по товару.

Напишите или позвоните мне, если вам нужна консультация или вы хотите оформить заказ.

Индукционный нагрев, основные принципы и технологии.

Индукционный нагрев (Induction Heating) — метод бесконтактного нагрева токами высокой частоты (англ. RFH — radio-frequency heating, нагрев волнами радиочастотного диапазона) электропроводящих материалов.

Индукционный нагрев — это нагревание материалов электрическими токами, которые индуцируются переменным магнитным полем. Следовательно — это нагрев изделий из проводящих материалов (проводников) магнитным полем индукторов (источников переменного магнитного поля). Индукционный нагрев проводится следующим образом. Электропроводящая (металлическая, графитовая) заготовка помещается в так называемый индуктор, представляющий собой один или несколько витков провода (чаще всего медного). В индукторе с помощью специального генератора наводятся мощные токи различной частоты (от десятка Гц до нескольких МГц), в результате чего вокруг индуктора возникает электромагнитное поле. Электромагнитное поле наводит в заготовке вихревые токи. Вихревые токи разогревают заготовку под действием джоулева тепла (см. закон Джоуля-Ленца).

Система «индуктор-заготовка» представляет собой бессердечниковый трансформатор, в котором индуктор является первичной обмоткой. Заготовка является вторичной обмоткой, замкнутой накоротко. Магнитный поток между обмотками замыкается по воздуху.

На высокой частоте вихревые токи вытесняются образованным ими же магнитным полем в тонкие поверхностные слои заготовки Δ (Поверхностный-эффект), в результате чего их плотность резко возрастает, и заготовка разогревается. Нижерасположенные слои металла прогреваются за счёт теплопроводности. Важен не ток, а большая плотность тока. В скин-слое Δ плотность тока уменьшается в e раз относительно плотности тока на поверхности заготовки, при этом в скин-слое выделяется 86,4 % тепла (от общего тепловыделения. Глубина скин-слоя зависит от частоты излучения: чем выше частота, тем тоньше скин-слой. Также она зависит от относительной магнитной проницаемости μ материала заготовки.

Для железа, кобальта, никеля и магнитных сплавов при температуре ниже точки Кюри μ имеет величину от нескольких сотен до десятков тысяч. Для остальных материалов (расплавы, цветные металлы, жидкие легкоплавкие эвтектики, графит, электролиты, электропроводящая керамика и т. д.) μ примерно равна единице.

Например, при частоте 2 МГц глубина скин-слоя для меди около 0,25 мм, для железа ≈ 0,001 мм.

Индуктор сильно нагревается во время работы, так как сам поглощает собственное излучение. К тому же он поглощает тепловое излучение от раскалённой заготовки. Делают индукторы из медных трубок, охлаждаемых водой. Вода подаётся отсасыванием — этим обеспечивается безопасность в случае прожога или иной разгерметизации индуктора.

Применение:
Сверхчистая бесконтактная плавка, пайка и сварка металла.
Получение опытных образцов сплавов.
Гибка и термообработка деталей машин.
Ювелирное дело.
Обработка мелких деталей, которые могут повредиться при газопламенном или дуговом нагреве.
Поверхностная закалка.
Закалка и термообработка деталей сложной формы.
Обеззараживание медицинского инструмента.

Высокоскоростной разогрев или плавление любого электропроводящего материала.

Возможен нагрев в атмосфере защитного газа, в окислительной (или восстановительной) среде, в непроводящей жидкости, в вакууме.

Нагрев через стенки защитной камеры, изготовленной из стекла, цемента, пластмасс, дерева — эти материалы очень слабо поглощают электромагнитное излучение и остаются холодными при работе установки. Нагревается только электропроводящий материал — металл (в том числе расплавленный), углерод, проводящая керамика, электролиты, жидкие металлы и т. п.

За счёт возникающих МГД усилий происходит интенсивное перемешивание жидкого металла, вплоть до удержания его в подвешенном состоянии в воздухе или защитном газе — так получают сверхчистые сплавы в небольших количествах (левитационная плавка, плавка в электромагнитном тигле).

Поскольку разогрев ведётся посредством электромагнитного излучения, отсутствует загрязнение заготовки продуктами горения факела в случае газопламенного нагрева, или материалом электрода в случае дугового нагрева. Помещение образцов в атмосферу инертного газа и высокая скорость нагрева позволят ликвидировать окалинообразование.

Удобство эксплуатации за счёт небольшого размера индуктора.

Индуктор можно изготовить особой формы — это позволит равномерно прогревать по всей поверхности детали сложной конфигурации, не приводя к их короблению или локальному непрогреву.

Легко провести местный и избирательный нагрев.

Так как наиболее интенсивно разогрев идет в тонких верхних слоях заготовки, а нижележащие слои прогреваются более мягко за счёт теплопроводности, метод является идеальным для проведения поверхностной закалки деталей (сердцевина при этом остаётся вязкой).

Лёгкая автоматизация оборудования — циклов нагрева и охлаждения, регулировка и удерживание температуры, подача и съём заготовок.

Установки индукционного нагрева:

На установках с рабочей частотой до 300 кГц используют инверторы на IGBT-сборках или MOSFET-транзисторах. Такие установки предназначены для разогрева крупных деталей. Для разогрева мелких деталей используются высокие частоты (до 5 МГц, диапазон средних и коротких волн), установки высокой частоты строятся на электронных лампах.

Также для разогрева мелких деталей строятся установки повышенной частоты на MOSFET-транзисторах на рабочие частоты до 1,7 МГц. Управление транзисторами и их защита на повышенных частотах представляет определённые трудности, поэтому установки повышенной частоты пока ещё достаточно дороги.

Индуктор для нагрева мелких деталей имеет небольшие размеры и небольшую индуктивность, что приводит к уменьшению добротности рабочего колебательного контура на низких частотах и снижению КПД, а также представляет опасность для задающего генератора (добротность колебательного контура пропорциональна L/C, колебательный контур с низкой добротностью слишком хорошо «накачивается» энергией, образует короткое замыкание по индуктору и выводит из строя задающий генератор). Для повышения добротности колебательного контура используют два пути:
— повышение рабочей частоты, что приводит к усложнению и удорожанию установки;
— применение ферромагнитных вставок в индукторе; обклеивание индуктора панельками из ферромагнитного материала.

Так как наиболее эффективно индуктор работает на высоких частотах, промышленное применение индукционный нагрев получил после разработки и начала производства мощных генераторных ламп. До первой мировой войны индукционный нагрев имел ограниченное применение. В качестве генераторов тогда использовали машинные генераторы повышенной частоты (работы В. П. Вологдина) или искровые разрядные установки.

Схема генератора может быть в принципе любой (мультивибратор, RC-генератор, генератор с независимым возбуждением, различные релаксационные генераторы), работающей на нагрузку в виде катушки-индуктора и обладающей достаточной мощностью. Необходимо также, чтобы частота колебаний была достаточно высока.

Например, чтобы «перерезать» за несколько секунд стальную проволоку диаметром 4 мм, необходима колебательная мощность не менее 2 кВт при частоте не менее 300 кГц.

Выбирают схему по следующим критериям: надёжность; стабильность колебаний; стабильность выделяемой в заготовке мощности; простота изготовления; удобство настройки; минимальное количество деталей для уменьшения стоимости; применение деталей, в сумме дающих уменьшение массы и габаритов, и др.

На протяжении многих десятилетий в качестве генератора высокочастотных колебаний применялась индуктивная трёхточка (генератор Хартли, генератор с автотрансформаторной обратной связью, схема на индуктивном делителе контурного напряжения). Это самовозбуждающаяся схема параллельного питания анода и частотно-избирательной цепью, выполненной на колебательном контуре. Она успешно использовалась и продолжает использоваться в лабораториях, ювелирных мастерских, на промышленных предприятиях, а также в любительской практике. К примеру, во время второй мировой войны на таких установках проводили поверхностную закалку катков танка Т-34.

Недостатки трёх точки:

Низкий кпд (менее 40 % при применении лампы).

Сильное отклонение частоты в момент нагрева заготовок из магнитных материалов выше точки Кюри (≈700С) (изменяется μ), что изменяет глубину скин-слоя и непредсказуемо изменяет режим термообработки. При термообработке ответственных деталей это может быть недопустимо. Также мощные твч-установки должны работать в узком диапазоне разрешённых Россвязьохранкультурой частот, поскольку при плохом экранировании являются фактически радиопередатчиками и могут оказывать помехи телерадиовещанию, береговым и спасательным службам.

При смене заготовок (например, более мелкой на более крупную) изменяется индуктивность системы индуктор-заготовка, что также приводит к изменению частоты и глубины скин-слоя.

При смене одновитковых индукторов на многовитковые, на более крупные или более малогабаритные частота также изменяется.

Под руководством Бабата, Лозинского и других учёных были разработаны двух- и трёхконтурные схемы генераторов, имеющих более высокий кпд (до 70 %), а также лучше удерживающие рабочую частоту. Принцип их действия состоит в следующем. За счёт применения связанных контуров и ослабления связи между ними, изменение индуктивности рабочего контура не влечёт сильного изменения частоты частотозадающего контура. По такому же принципу конструируются радиопередатчики.

Недостаток многоконтурных систем — повышенная сложность и возникновение паразитных колебаний УКВ-диапазона, которые бесполезно рассеивают мощность и выводят из строя элементы установки. Также такие установки склонны к затягиванию колебаний — самопроизвольному переходу генератора с одной из резонансных частот на другую.

Современные твч-генераторы — это инверторы на IGBT-сборках или мощных MOSFET-транзисторах, обычно выполненные по схеме мост или полумост. Работают на частотах до 500 кГц. Затворы транзисторов открываются с помощью микроконтроллерной системы управления. Система управления в зависимости от поставленной задачи позволяет автоматически удерживать

а) постоянную частоту
б) постоянную мощность, выделяемую в заготовке
в) максимально высокий КПД.

Например, при нагреве магнитного материала выше точки Кюри толщина скин-слоя резко увеличивается, плотность тока падает, и заготовка начинает греться хуже. Также пропадают магнитные свойства материала и прекращается процесс перемагничивания — заготовка начинает греться хуже, сопротивление нагрузки скачкообразно уменьшается — это может привести к «разносу» генератора и выходу его из строя. Система управления отслеживает переход через точку Кюри и автоматически повышает частоту при скачкообразном уменьшении нагрузки (либо уменьшает мощность).

Индуктор по возможности необходимо располагать как можно ближе к заготовке. Это не только увеличивает плотность электромагнитного поля вблизи заготовки (пропорционально квадрату расстояния), но и увеличивает коэффициент мощности Cos(φ).

Увеличение частоты резко уменьшает коэффициент мощности (пропорционально кубу частоты).

При нагреве магнитных материалов дополнительное тепло также выделяется за счет перемагничивания, их нагрев до точки Кюри идет намного эффективнее.

При расчёте индуктора необходимо учитывать индуктивность подводящих к индуктору шин, которая может быть намного больше индуктивности самого индуктора (если индуктор выполнен в виде одного витка небольшого диаметра или даже части витка — дуги).

Имеются два случая резонанса в колебательных контурах: резонанс напряжений и резонанс токов.
Параллельный колебательный контур – резонанс токов.
В этом случае на катушке и на конденсаторе напряжение такое же, как у генератора. При резонансе, сопротивление контура между точками разветвления становится максимальным, а ток (I общ) через сопротивление нагрузки Rн будет минимальным (ток внутри контура I-1л и I-2с больше чем ток генератора).

В идеальном случае полное сопротивление контура равно бесконечности — схема не потребляет тока от источника. При изменение частоты генератора в любую сторону от резонансной частоты полное сопротивление контура уменьшается и линейный ток (I общ) возрастает.

Последовательный колебательный контур – резонанс напряжений.

Главной чертой последовательного резонансного контура является то, что его полное сопротивление минимально при резонансе. (ZL + ZC – минимум). При настройке частоты на величину, превышающую или лежащую ниже резонансной частоты, полное сопротивление возрастает.
Вывод:
В параллельном контуре при резонансе ток через выводы контура равен 0, а напряжение максимально.
В последовательном контуре наоборот — напряжение стремится к нулю, а ток максимален.

Индукционный нагрев: использование индукторов при сварке

При выполнении ремонтных, монтажных и производственных работ, когда необходимо обеспечить максимальную точность и чистоту сварки, используются индукторы. Эти устройства необходимы для индукционного нагрева металлических заготовок. Применение такого оборудования позволяет буквально за несколько секунд нагреть детали до нужной температуры, при которой металл становится мягким и легко поддается сварке. Чтобы приобрести индукторы по доступной цене, обратитесь в ООО «ТСК». В продаже имеется большой выбор оборудования для индукционного нагрева металлических заготовок. Модели отличаются по мощности, рабочему напряжению и частоте тока, стоимости, конструктивным особенностям и другим критериям. Вы легко подберете устройство для индукционного нагрева, которое отвечает конкретным требованиям и устраивает по цене.

Устройство индуктора

Техника для индукционного нагрева металлов имеет сборную конструкцию. Она состоит из двух основных узлов – самого индуктора, а также генерирующей установки, которая вырабатывает высокочастотные импульсы тока.

Индуктор представляет собой обыкновенную катушку индуктивности, состоящую из нескольких витков медного проводника. Для производства этих компонентов используется только бескислородная медь, в которой содержание посторонних примесей не должно превышать 0,1 %. Данное устройство может иметь различный диаметр (от 16 до 250 мм в зависимости от модели). Количество витков варьируется в пределах от 1 до 4.

Генератор, вырабатывающий импульсные токи для катушки индукционного нагрева, имеет достаточно внушительные габариты и массу. Он может быть выполнен по любой схеме генерации высокочастотных импульсов. К примеру, в современной промышленности часто используются генерирующие агрегаты, построенные на базе мультивибраторов, RC-генераторов, релаксационных контуров и т. д.

Если оборудование используется преимущественно для нагрева мелких деталей, частота вырабатываемых импульсов должна составлять не менее 5 МГц. Эти агрегаты разрабатываются на основе электронных ламп. Если же техника применяется для нагрева крупных металлических заготовок, целесообразно использовать индукционные установки с рабочей частотой до 300 кГц, построенные на базе инверторов на IGBT-схемах или MOSFET-транзисторах.

Принцип работы индукторов

Устройства для индукционного нагрева металлов работают по простому принципу, базирующемуся на явлении электромагнитной индукции. Когда через катушку проходит переменный ток высокой частоты, вокруг и внутри нее образуется мощное магнитное поле. Оно вызывает появление вихревых токов внутри обрабатываемой металлической заготовки.

Поскольку деталь, как правило, имеет крайне малое электрическое сопротивление, она быстро нагревается под воздействием вихревых токов. В итоге ее температура увеличивается до такой степени, что металл становится более мягким и начинает плавиться. Именно в этот момент выполняется сваривание концов обрабатываемых заготовок.

Основные разновидности индукторов

В современной промышленности получили широкое распространение три типа агрегатов для индукционного нагрева металлических деталей:

  • трубчатые. Внешне такие устройства напоминают бытовые кипятильники. Индукторы состоят из 2, 3 или 4 витков медного проводника, поверхность которого обработана специальным защитным покрытием. Эти агрегаты применяются для индукционного нагрева небольших деталей. Внутренние диаметры рабочих элементов, как правило, варьируются в диапазоне от 16 до 90 мм;
  • ленточные. Отличительной особенностью оборудования этого типа является увеличенный внутренний диаметр. Данный параметр может варьироваться в пределах от 28 до 250 мм. Большинство моделей ленточных индукторов состоит из 1 или 2 витков. Витки помещены в защитную ленточную оболочку;
  • сборные. Оборудование данного вида применяется для индукционного нагрева больших металлических заготовок. Внутренний диаметр рабочих элементов составляет от 70 до 610 мм. Мощность нагрева для некоторых моделей этих устройств может достигать 400 кВт;

Преимущества индукционного нагрева

Технология индукционного нагрева обладает рядом преимуществ.

  • Индукционное оборудование позволяет быстро разогревать и плавить любые металлические детали. Термическая обработка заготовок при этом может проводиться в десятки раз быстрее, чем при применении газовых горелок. Индукционный агрегат позволяет получить нужную температуру детали буквально за несколько секунд.
  • Нагрев можно проводить в различной среде. К примеру, индукционный агрегат вместе с заготовкой могут помещаться в атмосферу защитного газа, окислительную или восстановительную среду, жидкость и даже вакуум. Стандартные устройства газового разогрева не могут использоваться в подобных условиях.
  • Процесс индукционного нагрева происходит исключительно за счет тепловой энергии, которая выделяется при прохождении вихревых токов через заготовку. Поэтому поверхность детали не загрязняется продуктами горения факела (как при газопламенном нагреве) или веществом электрода (как при дуговой сварке).
  • Агрегаты индукционного нагрева можно использовать в любых условиях, даже в плохо проветриваемых и закрытых помещениях. Это обусловлено тем, что в процессе работы такое оборудование не загрязняет окружающий воздух продуктами сгорания.
  • Индукторы можно использовать для местного и избирательного нагрева заготовок, при котором нужно повысить температуру не всей детали, а отдельных ее частей.

Недостатки технологии

Метод индукционного нагрева металлических заготовок имеет и некоторые недостатки, которые обязательно нужно учесть, прежде чем приступить к работе с оборудованием.

  • Индукторы имеют достаточно сложную конструкцию. Для работы с ними, их ремонта и обслуживания нужно привлекать квалифицированных специалистов, прошедших соответствующую подготовку.
  • Для полноценной эксплуатации устройств индукционного нагрева требуется мощный источник электрической энергии. Также необходимо иметь специальный бак и насос, чтобы обеспечить качественное охлаждение агрегата.
  • Несмотря на довольно компактные размеры самого индуктора, вся установка в комплекте с генератором занимает много места и имеет большой вес. Поэтому такая техника непригодна для работы в полевых условиях. Ее целесообразно использовать для стационарной установки в помещениях. Для выездных работ лучше применять другие виды техники для нагрева металлических деталей.

Как индукционный нагрев применяется в сварке

Процесс сваривания металлических деталей при помощи устройств индукционного нагрева происходит следующим образом. Свариваемые заготовки помещаются внутрь витков индуктора, на него подается ток высокого напряжения и частоты. В этот момент возникают вихревые токи, в результате чего детали быстро нагреваются. Противоположные края свариваемых заготовок сближают по направлению друг к другу, располагая их под некоторым углом.

В момент, когда детали соприкасаются, между их кромками образуется V-образная щель. Вихревые токи, сгенерированные в заготовках, встречают на своем пути эту щель и отклоняются ближе к вершине угла схождения. В силу поверхностного эффекта электрический заряд сосредоточивается на краях свариваемых деталей, и именно в этих точках нагрев происходит более интенсивно. В конечном итоге кромки заготовок плавятся и соединяются между собой. По мере их сваривания положение деталей выравнивается до горизонтального, V-образная щель исчезает, и металлические элементы прочно привариваются друг к другу.

Вы можете приобрести оборудование для индукционной сварки в нашей компании. Чтобы сделать заказ, обсудить условия доставки и оплаты товара, позвоните по телефону, который указан на сайте.

Поверхностная закалка ТВЧ

Закалка сталей токами высокой частоты (ТВЧ) — это один из распространенных методов поверхностной термической обработки, который позволяет повысить твердость поверхности заготовок. Применяется для деталей из углеродистых и конструкционных сталей или чугуна. Индукционная закалка ТВЧ являет собой один из самых экономичных и технологичных способов упрочнения. Она дает возможность закалить всю поверхность детали или отдельные ее элементы или зоны, которые испытывают основную нагрузку.

При этом под закаленной твердой наружной поверхностью заготовки остаются незакаленные вязкие слои металла. Такая структура уменьшает хрупкость, повышает стойкость и надежность всего изделия, а также снижает энергозатраты на нагрев всей детали.

Технология высокочастотной закалки

Поверхностная закалка ТВЧ — это процесс термообработки для повышения прочностных характеристик и твердости заготовки.

Основные этапы поверхностной закалки ТВЧ — индукционный нагрев до высокой температуры, выдержка при ней, затем быстрое охлаждение. Нагревание при закалке ТВЧ производят с помощью специальной индукционной установки. Охлаждение осуществляют в ванне с охлаждающей жидкостью (водой, маслом или эмульсией) либо разбрызгиванием ее на деталь из специальных душирующих установок.

Выбор температуры

Для правильного прохождения процесса закалки очень важен правильный подбор температуры, которая зависит от используемого материала.

Стали по содержанию углерода подразделяются на доэвтектоидные — меньше 0,8% и заэвтектоидные — больше 0,8%. Сталь с углеродом меньше 0,4% не закаливают из-за получаемой низкой твердости. Доэвтектоидные стали нагревают немного выше температуры фазового превращения перлита и феррита в аустенит. Это происходит в интервале 800—850°С. Затем заготовку быстро охлаждают. При резком остывании аустенит превращается в мартенсит, который обладает высокой твердостью и прочностью. Малое время выдержки позволяет получить мелкозернистый аустенит и мелкоигольчатый мартенсит, зерна не успевают вырасти и остаются маленькими. Такая структура стали обладает высокой твердостью и одновременно низкой хрупкостью.

Заэвтектоидные стали нагревают чуть ниже, чем доэвтектоидные, до температуры 750—800°С, то есть производят неполную закалку. Это связано с тем, что при нагреве до этой температуры кроме образования аустенита в расплаве металла остается нерастворенным небольшое количество цементита, обладающего твердостью высшей, чем у мартенсита. После резкого охлаждения аустенит превращается в мартенсит, а цементит остается в виде мелких включений. Также в этой зоне не успевший полностью раствориться углерод образует твердые карбиды.

В переходной зоне при закалке ТВЧ температура близка к переходной, образуется аустенит с остатками феррита. Но, так как переходная зона не остывает так быстро, как поверхность, а остывает медленно, как при нормализации. При этом в этой зоне происходит улучшение структуры, она становится мелкозернистой и равномерной.

Перегревание поверхности заготовки способствует росту кристаллов аустенита, что губительно сказывается на хрупкости. Недогрев не дает полностью феррито-перритной структуре перейти в аустенит, и могут образоваться незакаленные пятна.

После охлаждения на поверхности металла остаются высокие сжимающие напряжения, которые повышают эксплуатационные свойства детали. Внутренние напряжения между поверхностным слоем и серединой необходимо устранить. Это делается с помощью низкотемпературного отпуска — выдержкой при температуре около 200°С в печи. Чтобы избежать появления на поверхности микротрещин, нужно свести к минимуму время между закалкой и отпуском.

Также можно проводить так называемый самоотпуск — охлаждать деталь не полностью, а до температуры 200°С, при этом в ее сердцевине будет оставаться тепло. Дальше деталь должна остывать медленно. Так произойдет выравнивание внутренних напряжений.

Индукционная установка

Индукционная установка для термообработки ТВЧ представляет собой высокочастотный генератор и индуктор для закалки ТВЧ. Закаливаемая деталь может располагаться в индукторе или возле него. Индуктор изготовлен в виде катушки, на ней навита медная трубка. Он может иметь любую форму в зависимости от формы и размеров детали. При прохождении переменного тока через индуктор в нем появляется переменное электромагнитное поле, проходящее через деталь. Это электромагнитное поле вызывает возникновение в заготовке вихревых токов, известных как токи Фуко. Такие вихревые токи, проходя в слоях металла, нагревают его до высокой температуры.

Индукционный нагреватель ТВЧ

Отличительной чертой индукционного нагрева с помощью ТВЧ является прохождение вихревых токов на поверхности нагреваемой детали. Так нагревается только наружный слой металла, причем, чем выше частота тока, тем меньше глубина прогрева, и, соответственно, глубина закалки ТВЧ. Это дает возможность закалить только поверхность заготовки, оставив внутренний слой мягким и вязким во избежание излишней хрупкости. Причем можно регулировать глубину закаленного слоя, изменяя параметры тока.

Повышенная частота тока позволяет сконцентрировать большое количество тепла в малой зоне, что повышает скорость нагревания до нескольких сотен градусов в секунду. Такая высокая скорость нагрева передвигает фазовый переход в зону более высокой температуры. При этом твердость возрастает на 2—4 единицы, до 58—62 HRC, чего невозможно добиться при объемной закалке.

Для правильного протекания процесса закалки ТВЧ необходимо следить за тем, чтобы сохранялся одинаковый просвет между индуктором и заготовкой на всей поверхности закаливания, необходимо исключить взаимные прикосновения. Это обеспечивается при возможности вращением заготовки в центрах, что позволяет обеспечить равномерное нагревание, и, как следствие, одинаковую структуру и твердость поверхности закаленной заготовки.

Индуктор для закалки ТВЧ имеет несколько вариантов исполнения:

  • одно- или многовитковой кольцевой — для нагрева наружной или внутренней поверхности деталей в форме тел вращения — валов, колес или отверстий в них;
  • петлевой — для нагрева рабочей плоскости изделия, например, поверхности станины или рабочей кромки инструмента;
  • фасонный — для нагрева деталей сложной или неправильной формы, например, зубьев зубчатых колес.

В зависимости от формы, размеров и глубины слоя закаливания используют такие режимы закалки ТВЧ:

  • одновременная — нагревается сразу вся поверхность заготовки или определенная зона, затем также одновременно охлаждается;
  • непрерывно-последовательная — нагревается одна зона детали, затем при смещении индуктора или детали нагревается другая зона, в то время как предыдущая охлаждается.

Одновременный нагрев ТВЧ всей поверхности требует больших затрат мощности, поэтому его выгоднее использовать для закалки мелких деталей — валки, втулки, пальцы, а также элементов детали — отверстий, шеек и т.д. После нагревания деталь полностью опускают в бак с охлаждающей жидкостью или поливают струей воды.

Непрерывно-последовательная закалка ТВЧ позволяет закалять крупногабаритные детали, например, венцы зубчатых колес, так как при этом процессе происходит нагрев малой зоны детали, для чего нужна меньшая мощность генератора ТВЧ.

Охлаждение детали

Охлаждение — второй важный этап процесса закалки, от его скорости и равномерности зависит качество и твердость всей поверхности. Охлаждение происходит в баках с охлаждающей жидкостью или разбрызгиванием. Для качественной закалки необходимо поддерживать стабильную температуру охлаждающей жидкости, не допускать ее перегрева. Отверстия в спрейере должны быть одинакового диаметра и расположены равномерно, так достигается одинаковая структура металла на поверхности.

Чтобы индуктор не перегревался в процессе работы, по медной трубке постоянно циркулирует вода. Некоторые индукторы выполняются совмещенными с системой охлаждения заготовки. В трубке индуктора прорезаны отверстия, через которые холодная вода попадает на горячую деталь и остужает ее.

Закалка токами высокой частоты

Достоинства и недостатки

Закалка деталей с помощью ТВЧ обладает как достоинствами, так и недостатками. К достоинствам можно отнести следующее:

  • После закалки ТВЧ у детали сохраняется мягкой середина, что существенно повышает ее сопротивление пластической деформации.
  • Экономичность процесса закалки деталей ТВЧ связана с тем, что нагревается только поверхность или зона, которую необходимо закалить, а не вся деталь.
  • При серийном производстве деталей необходимо настроить процесс и далее он будет автоматически повторяться, обеспечивая необходимое качество закалки.
  • Возможность точно рассчитать и регулировать глубину закаленного слоя.
  • Непрерывно-последовательный метод закалки позволяет использовать оборудование малой мощности.
  • Малое время нагрева и выдержки при высокой температуре способствует отсутствию окисления обезуглероживания верхнего слоя и образования окалины на поверхности детали.
  • Быстрый нагрев и охлаждение не дают большого коробления и поводок, что позволяет уменьшить припуск на чистовую обработку.

Но индукционные установки экономически целесообразно применять только при серийном производстве, а для единичного производства покупка или изготовление индуктора невыгодно. Для некоторых деталей сложной формы производство индукционной установки очень сложно или невозможно получить равномерность закаленного слоя. В таких случаях применяют другие виды поверхностных закалок, например, газопламенную или объемную закалку.

Читать еще:  Технические характеристики электродов сварочных АНО-4
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector