Індукційні нагрівальні установки

Індукційні нагрівальні установки переважно застосовують у

машинобудівній та деяких інших галузях промисловості у різних технологічних процесах. Їх підрозділяють на два основних типи:

 

Рисунок 3.9 - Схема аргонно-дугового зварювання

Нерозплавним електродом

 

Основними перевагами цього способу є:

- висока якість шва внаслідок надійного захисту від

повітря металу шва, електрода і присадки;

- немає необхідності у застосування спеціальних електродів або флюсу і зв'язаної з ними подальшої очистки шва

від шлаку і флюсу;

- можливість зварювання виробів малої товщини.

Для зварювання на змінному струмі використовують

джерело ТССГ- 40. Воно складене із понижуючого силового т р а н с ф о р м а т о р а з н о р м а л ь н и м р о зс і ю ва н н я м; д р о с е л я насичення, який забезпечує круто падаючу зовнішню характеристику і регулювання струму; батареї конденсаторів для усунення постійної складової струму; осцилятора, що полегшує збудження дуги; стабілізатора режиму зварювання за умови коливаннях напруги мережі.

Плазмове-дугове зварювання

Для зварювання металів застосовують плазмотрони з дугою

прямої або побічної дії. У плазмотроні прямої дуги (рис. 3.10) дуга горить між внутрішнім електродом 1 і виробом 8. Розплавлений метал 6 для створення шва 7 вноситься в контраговану дугу 5. Сопло плазмотрона з'єднане з джерелом живлення через резистор 4. Для плазмового нагрівання використовують енергію стовпа дуги.

Для живлення плазмотронів використовують зварювальні

генератори постійного струму або зварювальні випрямлячі.

Дуже часто плазмовий струмінь застосовують для різання металів, які не піддаються звичайним способам різання, наприклад, нержавіючої сталі, алюмінію, міді, а також кераміки.

Плазмовий струмінь дає можливість зварювати метали і неметали, а також їх комбінації.

 

Автомати можуть бути підвісними, самохідними, а також у

вигляді зварювальних тракторів загального або спеціального призначення. Напругу на дузі у процесі зварювання під флюсом, як правило, вибирають залежно від значення зварювального струму, діаметра електрода, марки металів і інших параметрів. Так U = 32 ÷24 В за І = 180 ÷ 300 А і U = 40 ÷ 44 В за І = 1000- 1200 А (для електродів діаметром 2 і 5 мм під флюсом АН/348А). Швидкість подачі електродного дроту залежить від її

діаметра, струму дуги і складає 0,5 ‒ 4 ‒ 5 м/хв. Її збільшують з

ростом струму і зменшенням діаметру електродів.

Технологія і обладнання для автоматичного зварювання під шаром флюсу були розроблені ще на початку 40-х років Інститутом електрозварювання АН України під керівництвом академіка Є.О. Патона.

Аргонно-дугове зварювання нерозплавним

Електродом

За такого способу зварювання дуга горить між кінцем

вольфрамового електрода та виробом у захисному середовищі аргону (рис. 3.9). Використовують для зварювання нержавіючих сталей, міді і мідних сплавів, легких металів і різних сплавів алюмінію і магнію.

установки глибинного (наскрізного) і поверхневого нагрівання.

Індукційні установки глибинного нагрівання застосовують для нагрівання заготовок, для подальшої пластичної деформації: кування, штампування, пресування, прокатування і т.д.

У порівнянні з іншими видами нагрівання (полум'яних печах і печах опору), індукційне нагрівання має малий чад металу і менший брак через попадання окалини через оброблюваний виріб.

Залежно від геометричних параметрів деталей, які нагріватимуть та їх матеріалу, джерела живлення індукційних установок виконують на частоту 50‒10000 Гц. Для установок глибинного нагрівання вибір частоти здійснюють таким чином, щоб виділення теплоти відбувалося в шарі достатньої товщини, за відсутності великого градієнта температури між поверхнею і шаром відповідної товщини. При цьому буде менший перегрів поверхні заготовки і вищий ККД установки.

Нагрівання рахують глибинними, якщо виконана умова

 

r 0 2  3  5,

 Eãàð

,

де r0 - радіус заготовки, яку нагрівають; ∆Е.гар - глибинна

проникнення струму в метал гарячої заготовки. Необхідна

частота для наскрізного нагрівання циліндричних стальних

заготовок орієнтовно може бути визначена із співвідношення

 

f  3 10

4

 

 

де d0 - діаметр заготовки, см.

d 0 2

,

За режимом роботи установка глибинного нагрівання

підрозділяють на установки періодичної та неперервної дії. В установках періодичної дії нагрівають тільки одну заготовку, або її частина. В установках неперервної дії одночасно зна х о д ить с я д е к і л ь к а за г о то во к, як і р о змі щ ую ть у

1 - вольфрамовий електрод; 2 - пруток-присадка;

3 - електрична дуга; 4 - зварна ванна; 5 - струмінь газу;

6 - основний метал

 

 

повздовжньому, або поперечному магнітному полі (рис. 2.30). У процесі нагрівання їх переміщають по довжині індуктора, нагріваючись до заданої температури. В нагрівниках неперервної

 

дії більш повно використовують потужність джерела живлення.

Індукційні нагрівники неперервної дії мають більш високий ККД джерела живлення, і продуктивність їх вища, ніж установок періодичної дії. Живлення декількох нагрівників можна здійснювати від одного джерела, або одного нагрівника - від декількох генераторів.

Конструкція індуктора для глибинного нагрівання залежить від форми і розмірів деталей. Індуктори виконують круглого, овального, квадратного, або прямокутного поперечного перерізу.

Індукці йні установки поверхневого нагрі вання застосовують для нагрівання деталей для подальшої термохімічної обробки (загартування, цементація, азотування тощо.