ЗАДАНИЕ
1. Сохраните документ
2. Законспектируйте материал
3. Посмотрев видеоролик, опишите процесс, который вы увидели.
· Зачем выполняется закалка?
· Какое явление позволяет её выполнить?
· Для чего нужна вода?
4. Запишите преобразования, которые происходят с материалом в каждом типе печи, и их причину. Образец:
К индуктору подводится переменный ток ® создается переменное магнитное поле ® м.п. пронизывает внутреннее пространство индуктора ® в материале, помещенном в это пространство, благодаря явлению электромагнитной индукции создаются вихревые токи ® материал нагревается ® плавится.
Индукционные печи. Виды и работа. Применение и особенности
Индукционные печи способны решать следующие задачи:
Сверхчистая бесконтактная плавка, пайка и сварка металла, получение опытных образцов сплавов, гибка и термообработка деталей машин, ювелирное дело, обработка мелких деталей, поверхностная закалка,
и термообработка деталей сложной формы, обеззараживание медицинского инструмента,
производство вакуумных электронных приборов.
Принцип действия
Работа индукционной печи заключается в нагревании материалов путем использования свойств вихревых токов. Для этого применяется индуктор, состоящий из катушки индуктивности с несколькими витками провода большого поперечного сечения.
К индуктору подводится сеть питания переменного тока. В индукторе переменный ток создает магнитное поле, которое меняется с частотой сети, и пронизывает внутреннее пространство индуктора. При помещении какого-либо материала в это пространство, в нем возникают вихревые токи, осуществляющие его нагревание.
Типы индукционных печей: с магнитопроводом и без магнитопровода.
В печах с магнитопроводом повышается плотность магнитного поля и нагревание осуществляется качественно и быстро. В печах без магнитопровода индуктор находится снаружи.
Вакуумные индукционные печи
Предназначена для плавки и литья сплавов индукционным методом. Она состоит из герметичной камеры, в которой расположена тигельная индукционная печь с литейной формой.
В вакууме можно обеспечить совершенные металлургические процессы, получать качественные отливки, уменьшить издержки.
Принцип действия вакуумной печи состоит в том, что в тигле, находящемся в вакууме с помощью индуктора высокой частоты плавят твердую шихту и очищают жидкий металл. Вакуум создается путем откачки воздуха насосами. При вакуумной плавке достигается большое снижение водорода и азота.
Канальные индукционные печи - Печи с электромагнитным сердечником применяются в литейном производстве для цветных и черных металлов в качестве раздаточных печей, миксеров.
| 1 — Ванна 2 — Канал 3 — Магнитопровод 4 — Первичная катушка | Переменный магнитный поток проходит по магнитопроводу - контуру канала - в виде кольца из жидкого металла. В кольце возбуждается электрический ток, который разогревает жидкий металл. Магнитный поток образуется первичной обмоткой, работающей от переменного тока. |
Чтобы усилить магнитный поток, используется замкнутый магнитопровод из трансформаторной стали. Пространство печи соединяется с каналом, поэтому при наполнении печи жидким металлом создается замкнутый контур. Вследствие перегрева металла и действия магнитного поля жидкий металл в канале постоянно движется.
Электрооборудование печи: трансформатор, имеющий на вторичной обмотке 10 ступеней напряжения для регулировки мощности печи, батарея конденсаторов для компенсации потерь электрической энергии, дроссель для подсоединения 1-фазного индуктора к 3-фазной сети, щиты управления, кабели питания.
Тигельные индукционные печи
Основными компонентами тигельной печи являются индуктор и генератор. Для изготовления индуктора используется медная трубка, намотанная в 8-10 витков. Формы индукторов различны.
В конструкции нет сердечника. Это цилиндр из огнестойкого материала. Тигель находится в полости индуктора. К нему подводится питание переменного тока.
Индукционные печи применяют для отопления помещения и приготовления пищи.
Поверхностная закалка индукционным способом
При протекании через индуктор переменного тока достаточно большой частоты в стальном цилиндре будет возбужден ток, быстро разогревающий его поверхностные слои. Наибольшая плотность тока будет иметь место на поверхности проводника, глубже плотность тока убывает, в сердцевине детали практически тока нет. Для стандартных частот тока, например 2,5 кГц, она принята равной 10 мм, для частоты 10 кГц - 5 мм, 70 кГц - 2 мм. При достижении достаточной силы тока внутри проводника создастся магнитное поле, которое начнет выделять джоулево тепло. Нагрев происходит в течение короткого промежутка времени. Так осуществляется закалка ТВЧ – Токами Высокой Частоты.