Индукционный нагрев — принципы и технологии

ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВ — это промышленный нагрев металлических материалов (проводников), помещенных внутрь катушки индуктивности (индуктора) промышленной частотой от 50 Гц. Индукционный нагрев проводится следующим образом. Электропроводящая (металлическая, графитовая) деталь размещается в индукторе, который сделан из круглой или квадратной трубки (обычно медной). ZAVODRR — индукционные системы нагрева (ТВЧ) и индукционный нагрев металла от профессионалов!

Индукционный нагрев металла

Индукционный нагрев металла сочетает в себе частоту, температуру, скорость и контроль производственного процесса. В принципе индукционного нагрева лежит закон Фарадея. деталь из металла помещается в индуктор, внутри ее возникает вихревой ток, который стремится к наружным стенкам.

То есть тепло возникает прямо в предмете (металлической заготовке), оставляя все вокруг холодным, что является несомненным преимуществом данного способа нагрева. Глубина нагрева зависит от частоты индукционного нагревателя, при этом металлическая деталь может располагаться в изоляции от источника питания.

Тепло в металлической заготовке образуется не равномерно по всему сечению, но экспоненциально спадает по мере удаления от поверхности из-за ослабления воздействия магнитного поля. Этот процесс характеризует особая физическая величина — глубина проникновения магнитного поля (по сути, толщина поверхностного слоя предмета, в котором внешнее магнитное поле спадает до нуля). Эта величина зависит от частоты тока индуктора и от удельного сопротивления и относительной проницаемости материала заготовки при рабочей температуре.

Среднечастотные

Высокочастотные

Индукционные печи

Таблица №1

параметры	GCK1050	GCK10120	GCK10200	GCQ10300	GCQ10500
Макс. длина вала, мм	500	1200	2000	3000	5000
Макс. ход движка, мм	600	1300	2100	3200	5200
Макс. Диаметр заготовки, мм	300	400	400	500	600
Макс. вес обрабатываемой детали, кг	50	150	200	400	800
Скорость движения обрабатываемой детали, мм/с	1-30	1-30	1-30	1-30	1-30
Скорость спуска обрабатываемой детали, мм/с	120	120	120	120	120
Скорость вращения главного вала, обор./мин	1-200	1-200	1-200	1-200	1-200
Мощность эл. двигателя станка, кВт	1,5	2,5	2,5	4	4 + 1,5
Вес станка, кг	900	1600	2500	3240	4000
Габариты , мм	1100х900х2000	1720х840х3600	1720х840х5300	2700х1300х5800	3200х1900х7800

Индукторы для индукционного нагрева

Поскольку эффективность нагрева материала меняется в зависимости от соотношения внутреннего диаметра катушки индуктора и диаметра заготовки, не выгодно использовать один индуктор для большого диапазона диаметров.

Если вы хотите заказать индукторы для индукционного нагрева, нужно иметь в виду, что низкое значение соотношения диаметров используется, как правило, для поверхностной закалки, а когда требуется, чтобы материал был прогрет равномерно.

ZAVODRR изготовит индукторы для индукционного нагрева с оптимальными размерами заготовки (которая также влияет на величину напряженности электрического поля в нагреваемом объекте). Направляйте чертежи деталей, индуктор стоит от 15 000 рублей, срок изготовления 14 рабочих дней.

АМБИТ – НАУЧНО ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ

создана для разработки оборудования с использованием технологии индукционного нагрева.

Специалисты компании имеют обширный опыт в разработке силовой электроники, автоматизации промышленных предприятий, механизации технологических процессов.

Мы рады предложить высокотехнологичное, качественное оборудование по конкурентным ценам, мощностью от 12 до 600кВт. Готовы разработать оборудование по Вашему техническому заданию.

Мы выпускаем установки индукционного нагрева с различными способами охлаждения:

с водяным охлаждением (применяются для ТВЧ пайки, ТВЧ закалки, нагрева перед ковкой, штамповкой);
с воздушным охлаждением (применяются для нагрева перед съемом посадкой сопряженных деталей, термообработкой сварных швов трубопровода, подогрева емкостей, трубопроводов)

Индукционный нагреватель Установки индукционного нагрева комплектуются трансформаторно-согласовывающими устройствами позволяющими:

подключать многовитковые индукторы, для нагрева перед ковкой и штамповкой;
подключать одновитковые индукторы для пайки, поверхностной закалки, сканирующей закалки;
подключать индукторы воздушного охлаждения.

Установки индукционного нагрева комплектуются различными пультами управления, что позволяет подобрать необходимое количество функций для построения технологии нагрева и не переплачивать. Пульт управления может быть встроен в установку или удален от нее на необходимое расстояние. Реализована возможность подключения пульта внешнего управления, SCAD системы.

На базе установок индукционного нагрева серии IHM (ТВЧ установок) нами производятся специализированные комплексные решения:

Рабочее место для пайки резцов, состоит из ТВЧ установки мощностью 15-30кВт, специализированного индуктора и станции водоохлаждения.
Устройство нагрева заклепок УНЗ 15/О, УНЗ 30/О, состоит из ТВЧ установки мощностью 15-30кВт, специализированного индуктора и станции водоохлаждения.
Кузнечный индукционный нагреватель, состоит из установки индукционного нагрева мощностью от 50 до 300кВт, и механизма подачи заготовок в индуктор. Предназначен для нагрева мерных заготовок перед пластической деформацией, ковкой штамповкой.
Станки закалочные, состоящие из установки индукционного нагрева мощностью от 50 до 300кВт, механизма подачи, системы спрейерирования. Предназначены для закалки тел вращения длинной до 3-х метров, шестерен.
Рабочее место для проведения операций сборки разъединения сопряженных деталей, с возможностью подключения до 8-ми индукторов. Состоит из ТВЧ установки мощностью 25кВт, комплекта индукторов.
Комплексы для термообработки сварных швов трубопроводов, подогрева перед сваркой.
Комплексы для подогрева нефтепродуктов в технологических линий.

Наше оборудование можно встретить на предприятиях России, стран СНГ, Латинской Америке, а также в США и странах ЕС. ТВЧ УСТАНОВКИ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА | ТВЧ СТАНКИ | ИНДУКЦИОННАЯ ПЕЧЬ | ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ | УСТАНОВКА ПО ПЕРЕРАБОТКЕ НЕФТЕШЛАМА

Частота индукционного нагрева

Нагрев заготовок производится токами высокой частоты и начинается с частоты 50 Гц. Для подбора индукционного нагревателя, необходимо знать частоты индукционного нагрева. От выбора средней, сверхвысокочастотной или промышленной частоты будет зависеть, на какую глубину будет проникать индукционный ток. Энергетическую эффективность индукционного нагрева можно улучшить с использованием тока трех частот.

Частота индукционного нагрева индукционного нагревателя бывает:

установки 50 Гц (промышленной частоты), которые питаются непосредственно от сети или через понижающие трансформаторы;
сверхвысокочастотные частоты (500-10000 Гц), которые получают питание от преобразователей частоты;
высокочастотные частоты (66 000 — 440 000 Гц и выше), питающиеся от ламповых электронных генераторов.

Плавильные печи

АМБИТ – НАУЧНО ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ

создана для разработки оборудования с использованием технологии индукционного нагрева.

Мы выпускаем установки индукционного нагрева с различными способами охлаждения:

с водяным охлаждением (применяются для ТВЧ пайки, ТВЧ закалки, нагрева перед ковкой, штамповкой);
с воздушным охлаждением (применяются для нагрева перед съемом посадкой сопряженных деталей, термообработкой сварных швов трубопровода, подогрева емкостей, трубопроводов)

подключать многовитковые индукторы, для нагрева перед ковкой и штамповкой;
подключать одновитковые индукторы для пайки, поверхностной закалки, сканирующей закалки;
подключать индукторы воздушного охлаждения.

Рабочее место для пайки резцов, состоит из ТВЧ установки мощностью 15-30кВт, специализированного индуктора и станции водоохлаждения.
Устройство нагрева заклепок УНЗ 15/О, УНЗ 30/О, состоит из ТВЧ установки мощностью 15-30кВт, специализированного индуктора и станции водоохлаждения.
Кузнечный индукционный нагреватель, состоит из установки индукционного нагрева мощностью от 50 до 300кВт, и механизма подачи заготовок в индуктор. Предназначен для нагрева мерных заготовок перед пластической деформацией, ковкой штамповкой.
Станки закалочные, состоящие из установки индукционного нагрева мощностью от 50 до 300кВт, механизма подачи, системы спрейерирования. Предназначены для закалки тел вращения длинной до 3-х метров, шестерен.
Рабочее место для проведения операций сборки разъединения сопряженных деталей, с возможностью подключения до 8-ми индукторов. Состоит из ТВЧ установки мощностью 25кВт, комплекта индукторов.
Комплексы для термообработки сварных швов трубопроводов, подогрева перед сваркой.
Комплексы для подогрева нефтепродуктов в технологических линий.

Индукционные системы нагрева

Таким образом, система индукционного нагрева состоит, как минимум, из генератора, преобразующего сетевое питание в ток, необходимый для работы установки, и индуктора, передающего энергию для нагрева. Как правило, при этом еще необходим резонансный контур для согласования характеристик индуктора и генератора. Для выполнения более сложных задач необходима более сложная система, включающая закалочную машину, систему охлаждения и т.п.

Индукционный нагрев ТВЧ труб и валов

Индукционный нагрев ТВЧ труб на первый взгляд кажется дорогостоящим из-за цены на оборудование, но на самом деле позволяет при минимальных затратах на электроэнергию и высокой скорости нагрева (что уже есть экономия) получить отличные результаты при проведении множества работ: снятие и нанесение покрытия, термообработка сварных швов, сгибание при изготовлении трубопровода и многое другое.

Индукционный нагрев ТВЧ валов позволяет производить операции по ТВЧ закалки. ТВЧ нагрев валов может производиться на глубину до 1-2 мм (поверхностный ТВЧ нагрев) либо на глубину до 5 мм (глубокая закалка ТВЧ). Глубина зависит от выбора индукционного нагревателя и правильного подбора его мощности.

Что подверглось обработке током высокой частоты, можно эксплуатировать гораздо дольше и при более неблагоприятных внешних воздействиях, индукционный нагрев ТВЧ труб и валов отличается:

возможность бесперебойной круглосуточной эксплуатации;
быстрая настройка и подключение;
качественный равномерный нагрев;
малые габаритные размеры.

Установки ТВЧ для закалки

НАЛИЧИЕ НА СКЛАДЕ, ЦЕНА тел., 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:

Закалка ТВЧ — работа с закалочными индукторами.
Сквозной индукционный нагрев — работа с многовитковыми индукторами под ковку штамповку.

Станок для поверхностной закалки пальцев «TESLINE 50Z-E-A05»

Назначение — поверхностная закалка ТВЧ пальцев.

Диаметр детали — не более 50мм.
Длина детали — не более 550мм.

В состав закалочного станка входят:

Установка индукционного нагрева «TESLINE 50Z-E» на базе IGBT, 50кВт.
Пульт управления.
Индуктор-спрейер (для закалки необходимых пальцев).
Механизм вращения детали.
Механизм перемещения индуктора.
Насосная станция для подачи закалочной жидкости в спрейер индуктора.
Насос для откачки отработанной закалочной жидкости из накопительной ванны.
Завод-изготовитель — ООО «ТЕСЛАЙН».

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 «TESLINE 100Z-E384» на базе IGBT.
Пульт управления.
Индуктор-спрейер (для закалки необходимых дисковых пил).
Механизм вращения пилы и позиционирования индуктора.
Насосная станция для подачи закалочной жидкости в спрейер индуктора.
Насос для откачки отработанной закалочной жидкости из накопительной ванны.
Завод-изготовитель — ООО «ТЕСЛАЙН».

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.

Принцип индукционного нагрева

В чем же принцип индукционного нагрева? И так, суть индукционного нагрева заключается в том, что в переменное магнитное поле индуктора, питающегося от генератора высокой частоты, помещается нагреваемый объект (проводник). Раз проводник в переменном поле, то в нем обязательно возникнет электродвижущая сила, пропорциональная скорости изменения магнитного потока, которая вызовет вихревые токи Фуко, которые, в свою очередь (по закону Джоуля-Ленца), вызовут нагрев заготовки, потому что у нее есть электрическое сопротивление. Элементарный контур будет работать продуктивно и долго, если правильно настроить частоту.

Таблица №2

параметры	GCK10400	GCK10500	GCK10600	GCQ10800	GCQ101000
Макс. длина вала, мм	4000	5000	6000	8000	10000
Макс. ход движка, мм	4100	5100	6100	8100	11000
Макс. Диаметр заготовки, мм	500-800	500-800	500-800	500-800	1500
Макс. вес обрабатываемой детали, кг	4000	6000	8000	10000	13000
Скорость движения обрабатываемой детали, мм/с	1-30	1-30	1-30	1-30	1-30
Скорость спуска обрабатываемой детали, мм/с	60-80	60-80	60-80	60-80	60-80
Скорость вращения главного вала, обор./мин	1-500	1-500	1-500	1-500	1-500
Мощность эл. двигателя станка, кВт	8	8	10	15	20
Вес станка, кг	5000	7000	15000	20000	25000
Габариты , мм	4200х1400х6500	4200х1400х7500	4200х1400х8500	5000х1400х10500	5000х1400х12500

Применение индукционного нагрева

Разнообразное применение индукционного нагрева, обусловлено его свойствами и функциями, облегчающими технологический процесс, позволяющий его максимально автоматизировать и повысить качество результатов работы. Практическое применение нагрева:

формовка, плавление железных и не железных металлов;
закалка;
пайка;
горячее прессование;
сварка;
вакуумная плавка;
поддержание температуры расплавленного стекла;
обработка очень мелких деталей, в том числе ювелирных;
сгибание труб и других деталей;
стерилизация лабораторных инструментов.