הזרם בתדר גבוה נוצר בהתקנה עקב המשרן ומאפשר חימום המוצר המוצב בסמיכות למשרן. מכונת האינדוקציה אידיאלית להקשחת מוצרי מתכת. בהתקנת HDTV אתה יכול לתכנת בבירור: עומק חדירת החום הרצוי, זמן ההתקשות, טמפרטורת החימום ותהליך הקירור.
לראשונה נעשה שימוש בציוד אינדוקציה להתקשות לאחר הצעה של V.P. וולודין ב-1923. לאחר ניסויים ארוכים ובדיקות של חימום בתדר גבוה, הוא שימש להתקשות פלדה מאז 1935. יחידות התקשות HDTV הן ללא ספק השיטה היעילה ביותר לטיפול בחום במוצרי מתכת.
מדוע אינדוקציה עדיפה להתקשות
התקשות בתדירות גבוהה של חלקי מתכת מתבצעת כדי להגביר את ההתנגדות של השכבה העליונה של המוצר לנזק מכני, בעוד שלמרכז חומר העבודה יש צמיגות מוגברת. חשוב לציין כי הליבה של המוצר במהלך התקשות בתדר גבוה נשארת ללא שינוי לחלוטין.
להתקנת האינדוקציה יש יתרונות רבים וחשובים מאוד בהשוואה לסוגי חימום חלופיים: אם התקנות HDTV קודם לכן היו מסורבלות ולא נוחות יותר, כעת החיסרון הזה תוקן, והציוד הפך לאוניברסלי לטיפול בחום של מוצרי מתכת.
יתרונות של ציוד אינדוקציה
אחד החסרונות של מכונת הקשחת אינדוקציה הוא חוסר היכולת לעבד כמה מוצרים בעלי צורה מורכבת.
זנים של התקשות מתכת
ישנם מספר סוגים של התקשות מתכת. עבור מוצרים מסוימים, זה מספיק כדי לחמם את המתכת מיד לקרר אותה, בעוד עבור אחרים יש צורך להחזיק אותו בטמפרטורה מסוימת.
ישנם סוגי התקשות הבאים:
- התקשות נייח: משמש, ככלל, עבור חלקים בעלי משטח שטוח קטן. המיקום של חומר העבודה והמשרן בעת שימוש בשיטה זו של התקשות נשאר ללא שינוי.
- התקשות רציפה: משמש להקשחה של מוצרים גליליים או שטוחים. עם התקשות רציפה, החלק יכול לנוע מתחת למשרן, או שהוא שומר על מיקומו ללא שינוי.
- התקשות טנגנציאלית של חלקי עבודה: מעולה לעיבוד חלקים קטנים בעלי צורה גלילית. התקשות טנגנציאלית רציפה-רציפה מגלילה את המוצר פעם אחת במהלך כל תהליך הטיפול בחום.
- יחידת הקשחת HDTV היא ציוד המסוגל להקשיח באיכות גבוהה של מוצר ובמקביל חוסך במשאבי ייצור.
במערכות הידרו-מכניות, מכשירים ומכלולים, לרוב משתמשים בחלקים שעובדים על חיכוך, דחיסה, פיתול. לכן הדרישה העיקרית עבורם היא קשיות מספקת של פני השטח שלהם. כדי להשיג את המאפיינים הנדרשים של החלק, פני השטח מוקשים על ידי זרם בתדר גבוה (HF).
בתהליך היישום, התקשות HDTV הוכחה כשיטה חסכונית ויעילה ביותר לטיפול בחום של פני השטח של חלקי מתכת, המעניקה עמידות נוספת לבלאי ואיכות גבוהה לאלמנטים המטופלים.
חימום באמצעות זרמים בתדר גבוה מבוסס על התופעה שבה, עקב מעבר זרם מתחלף בתדר גבוה דרך משרן (אלמנט ספירלי עשוי צינורות נחושת), נוצר סביבו שדה מגנטי היוצר זרמי מערבולת ב חלק מתכתי, הגורמים לחימום המוצר המוקשה. בהיותם בלעדי על פני החלק, הם מאפשרים לך לחמם אותו לעומק מתכוונן מסוים.
התקשות HDTV של משטחי מתכת שונה מהקשחה מלאה סטנדרטית, המורכבת בטמפרטורת חימום מוגברת. זה נובע משני גורמים. הראשון שבהם הוא שבקצב חימום גבוה (כאשר פרלייט הופך לאוסטניט), רמת הטמפרטורה של נקודות קריטיות עולה. והשני - ככל שמעבר הטמפרטורה עובר מהר יותר, כך מתרחשת הטרנספורמציה של פני המתכת מהר יותר, מכיוון שהיא חייבת להתרחש בזמן המינימלי.
ראוי לומר שלמרות העובדה שכאשר משתמשים בהתקשות בתדר גבוה, חימום נגרם יותר מהרגיל, התחממות יתר של המתכת לא מתרחשת. תופעה זו מוסברת על ידי העובדה שלגרגר בחלק הפלדה אין זמן לגדול, בגלל הזמן המינימלי של חימום בתדר גבוה. בנוסף, בשל העובדה שרמת החימום גבוהה יותר והקירור אינטנסיבי יותר, קשיות חומר העבודה לאחר התקשות ע"י HDTV עולה בכ-2-3 HRC. וזה מבטיח את החוזק והאמינות הגבוהים ביותר של פני השטח של החלק.
יחד עם זאת, ישנו גורם חשוב נוסף המספק עלייה בעמידות הבלאי של חלקים במהלך הפעולה. עקב יצירת מבנה מרטנסיטי נוצרים מתחי לחיצה בחלק העליון של החלק. פעולתם של מתחים כאלה באה לידי ביטוי במידה הגבוהה ביותר בעומק קטן של השכבה המוקשה.
התקנות, חומרים ואמצעי עזר המשמשים להתקשות HDTV
מתחם התקשות בתדר גבוה אוטומטי לחלוטין כולל מכונת הקשחה וציוד בתדר גבוה (מערכות הידוק מסוג מכני, רכיבים להפיכת חלק סביב צירו, תנועת המשרן לכיוון חומר העבודה, משאבות המספקות ושואבות. נוזל או גז לקירור, שסתומים אלקטרומגנטיים להחלפת נוזלי עבודה או גזים (מים/תחליב/גז)).
מכונת ה-HDTV מאפשרת להזיז את המשרן לאורך כל גובה חומר העבודה, כמו גם לסובב את חומר העבודה ברמות מהירות שונות, להתאים את זרם המוצא על המשרן, וזה מאפשר לבחור את המצב הנכון של תהליך ההתקשות ולהשיג משטח קשיח אחיד של חומר העבודה.
ניתנה תרשים סכמטי של התקנת אינדוקציה HDTV להרכבה עצמית.
ניתן לאפיין התקשות אינדוקציה בתדר גבוה בשני פרמטרים עיקריים: מידת הקשיות ועומק ההתקשות של המשטח. הפרמטרים הטכניים של מתקני אינדוקציה המיוצרים בייצור נקבעים על פי הספק ותדירות הפעולה. כדי ליצור שכבה מוקשה, נעשה שימוש במכשירי חימום אינדוקציה בהספק של 40-300 קילו-הרץ בתדרים של 20-40 קילו-הרץ או 40-70 קילו-הרץ. אם יש צורך להקשיח שכבות עמוקות יותר, כדאי להשתמש במחווני תדר מ-6 עד 20 קילו-הרץ.
טווח התדרים נבחר על סמך מגוון דרגות הפלדה, כמו גם רמת העומק של המשטח המוקשה של המוצר. יש מגוון עצום של סטים שלמים של התקנות אינדוקציה, המסייעות לבחור אפשרות רציונלית לתהליך טכנולוגי מסוים.
הפרמטרים הטכניים של מכונות התקשות אוטומטיות נקבעים על פי הממדים הכוללים של החלקים המשמשים להתקשות בגובה (מ-50 עד 250 ס"מ), בקוטר (מ-1 עד 50 ס"מ) ומשקל (עד 0.5 טון, עד 1 טון , עד 2 טון). קומפלקסים להתקשות, שגובהם 1500 מ"מ ומעלה, מצוידים במערכת אלקטרונית-מכנית להידוק החלק בכוח מסוים.
התקשות בתדר גבוה של חלקים מתבצעת בשני מצבים. בראשון, כל מכשיר מחובר בנפרד על ידי המפעיל, ובשני, זה מתרחש ללא התערבותו. מים, גזים אינרטיים או קומפוזיציות פולימריות עם תכונות מוליכות תרמית הקרובות לנפט נבחרים בדרך כלל כמדיום ההמרה. מדיום ההתקשות נבחר בהתאם לפרמטרים הנדרשים של המוצר המוגמר.
טכנולוגיית הקשחת HDTV
עבור חלקים או משטחים בעלי צורה שטוחה בקוטר קטן, נעשה שימוש בהתקשות בתדר גבוה מסוג נייח. לפעולה מוצלחת, מיקום המחמם והחלק אינו משתנה.
בעת שימוש בהקשחה רציפה בתדר גבוה, המשמשת לרוב בעת עיבוד חלקים ומשטחים שטוחים או גליליים, אחד ממרכיבי המערכת חייב לנוע. במקרה כזה, או שמכשיר החימום נע לעבר חומר העבודה, או שחומר היצירה נע מתחת למכשיר החימום.
כדי לחמם אך ורק חלקים גליליים בגודל קטן, גלילה פעם אחת, נעשה שימוש בהקשחה רציפה בתדר גבוה מהסוג המשיקי.
מבנה המתכת של שן הגיר, לאחר התקשות בשיטת HDTV
לאחר חימום בתדר גבוה של המוצר, הטמפרור הנמוך שלו מתבצע בטמפרטורה של 160-200 מעלות צלזיוס. זה מאפשר להגדיל את עמידות הבלאי של פני השטח של המוצר. חגים נעשים בתנורים חשמליים. אפשרות נוספת היא לקחת הפסקה. לשם כך, יש צורך לכבות מעט מוקדם יותר את המכשיר המספק מים, מה שתורם לקירור לא שלם. החלק שומר על טמפרטורה גבוהה, המחממת את השכבה המוקשה לטמפרטורת מזג נמוך.
לאחר התקשות, נעשה שימוש גם בחיסול חשמלי, שבו מתבצע החימום באמצעות מתקן RF. כדי להשיג את התוצאה הרצויה, החימום מתבצע בקצב נמוך יותר ועמוק יותר מאשר בהתקשות פני השטח. ניתן לקבוע את מצב החימום הנדרש לפי שיטת הבחירה.
כדי לשפר את הפרמטרים המכניים של הליבה ואת עמידות הבלאי הכוללת של חומר העבודה, יש צורך לבצע נורמליזציה והתקשות נפח עם מזג גבוה מיד לפני התקשות פני השטח של HFC.
היקף הקשחת HDTV
התקשות HDTV משמשת במספר תהליכים טכנולוגיים לייצור החלקים הבאים:
- פירים, צירים ופינים;
- גלגלי שיניים, גלגלי שיניים וחישוקים;
- שיניים או חורים;
- סדקים וחלקים פנימיים של חלקים;
- גלגלי מנוף וגלגלות.
לרוב, התקשות בתדר גבוה משמשת לחלקים המורכבים מפלדת פחמן המכילה חצי אחוז פחמן. מוצרים כאלה מקבלים קשיות גבוהה לאחר התקשות. אם נוכחות הפחמן קטנה מהמצוין לעיל, קשיות כזו אינה ניתנת להשגה יותר, ובאחוז גבוה יותר, סביר להניח שייווצרו סדקים בעת קירור עם מקלחת מים.
ברוב המצבים, כיבוי עם זרמים בתדר גבוה מאפשר להחליף פלדות סגסוגות בפלדות פחמן זולות יותר. זה יכול להיות מוסבר על ידי העובדה כי יתרונות כאלה של פלדות עם תוספים סגסוגת, כגון התקשות עמוקה ופחות עיוות של שכבת פני השטח, מאבדים את המשמעות שלהם עבור מוצרים מסוימים. עם התקשות בתדר גבוה, המתכת מתחזקת, ועמידות הבלאי שלה עולה. באותו אופן כמו פלדות פחמן, נעשה שימוש בכרום, כרום-ניקל, כרום-סיליקון ועוד סוגים רבים של פלדות עם אחוז נמוך של תוספי סגסוגת.
יתרונות וחסרונות של השיטה
יתרונות התקשות עם זרמים בתדר גבוה:
- תהליך אוטומטי לחלוטין;
- עבודה עם מוצרים מכל צורה שהיא;
- חוסר פיח;
- דפורמציה מינימלית;
- שונות של רמת העומק של המשטח המוקשה;
- פרמטרים שנקבעו בנפרד של השכבה המוקשה.
בין החסרונות הם:
- הצורך ליצור משרן מיוחד לצורות שונות של חלקים;
- קשיים בשכבת-על של רמות החימום והקירור;
- עלות גבוהה של ציוד.
האפשרות להשתמש בהתקשות עם זרמים בתדירות גבוהה בייצור אינדיבידואלי אינה סבירה, אך בזרימה ההמונית, למשל, בייצור של גלי ארכובה, גלגלי שיניים, תותבים, צירים, פירי גלגול קר וכו', התקשות של זרמים בתדר גבוה. נעשה שימוש נרחב יותר ויותר.
חלקים קריטיים רבים פועלים לשחיקה ונתונים בו זמנית לעומסי פגיעה. חלקים כאלה חייבים להיות בעלי קשיות משטח גבוהה, עמידות בפני שחיקה טובה ובו בזמן לא להיות שבירים, כלומר לא להתקלקל תחת השפעה.
קשיות משטח גבוהה של חלקים תוך שמירה על ליבה קשיחה וחזקה מושגת על ידי התקשות פני השטח.
מבין השיטות המודרניות של התקשות פני השטח, השיטות הבאות נמצאות בשימוש נרחב ביותר בהנדסת מכונות: הִתקַשׁוּתכאשר מחומם זרמים בתדר גבוה (TVCh); התקשות להבה והתקשות באלקטרוליט.
הבחירה בשיטה כזו או אחרת של התקשות פני השטח נקבעת על פי היתכנות טכנולוגית וכלכלית.
התקשות בעת חימום על ידי זרמים בתדר גבוה.שיטה זו היא אחת השיטות היעילות ביותר להתקשות פני השטח של מתכות. גילוי שיטה זו ופיתוח היסודות הטכנולוגיים שלה שייכים למדען הרוסי המוכשר V.P. Vologdin.
חימום בתדר גבוה מבוסס על התופעה הבאה. כאשר זרם חשמלי חילופין בתדירות גבוהה עובר דרך משרן נחושת, נוצר סביב האחרון שדה מגנטי, החודר לתוך חלק הפלדה הממוקם במשרן ומשרה בו זרמי מערבולת של פוקו. זרמים אלו גורמים למתכת להתחמם.
תכונת חימום טלוויזיית HDהוא שזרמי המערבולת המושרים בפלדה אינם מפוזרים באופן אחיד על פני החלק של החלק, אלא נדחפים אל פני השטח. הפיזור הלא אחיד של זרמי המערבולת מוביל לחימום לא אחיד שלו: שכבות פני השטח מתחממות מהר מאוד לטמפרטורות גבוהות, והליבה לא מתחממת בכלל או מתחממת מעט בגלל המוליכות התרמית של הפלדה. עובי השכבה שדרכה עובר הזרם נקרא עומק החדירה ומסומן באות δ.
עובי השכבה תלוי בעיקר בתדירות זרם החילופין, התנגדות המתכת והחדירות המגנטית. תלות זו נקבעת על ידי הנוסחה
δ \u003d 5.03-10 4 שורש של (ρ / μν) מ"מ,
כאשר ρ היא ההתנגדות החשמלית, אוהם מ"מ 2/מ"ר;
μ, - חדירות מגנטית, gs/e;
v - תדירות, הרץ.
ניתן לראות מהנוסחה שעם הגדלת התדירות, עומק החדירה של זרמי אינדוקציה יורד. זרם בתדר גבוה לחימום אינדוקציה של חלקים מתקבל מגנרטורים.
בעת בחירת התדר הנוכחי, בנוסף לשכבה המחוממת, יש צורך לקחת בחשבון את הצורה והממדים של החלק על מנת לקבל איכות גבוהה של התקשות פני השטח ולהשתמש חסכונית באנרגיה החשמלית של מתקנים בתדר גבוה.
למשרני נחושת חשיבות רבה לחימום איכותי של חלקים.
למשרנים הנפוצים ביותר יש מערכת של חורים קטנים מבפנים שדרכם מסופקים מי קירור. משרן כזה הוא גם מכשיר חימום וקירור. ברגע שהחלק המונח במשרן מתחמם לטמפרטורה שנקבעה, הזרם יכבה אוטומטית ומים יזרמו מהחורים של המשרן ויקררו את פני החלק בעזרת מרסס (מקלחת מים).
ניתן לחמם חלקים גם במשרנים שאין להם התקני חנק. במשרנים כאלה, החלקים לאחר החימום מושלכים למיכל ההתקשות.
הקשחת טלוויזיית HD מבוצעת בעיקר בשיטות בו-זמנית ורציפות-רציפות. בשיטה הבו-זמנית, החלק המוקשה מסתובב בתוך משרן קבוע, שרוחבו שווה לקטע המוקשה. כאשר זמן החימום שנקבע מסתיים, ממסר הזמן מנתק את הזרם מהגנרטור, וממסר נוסף, המשולב עם הראשון, מפעיל את אספקת המים, הפורצת מתוך חורי המשרן בסילונים קטנים אך חזקים ומקררת את החלק .
בשיטת הסדרה הרציפה, החלק נייח, והמשרן נע לאורכו. במקרה זה, חימום רציף של החלק המוקשה של החלק, ולאחר מכן הקטע נופל מתחת לסילון המים של מכשיר מקלחת הממוקם במרחק מסוים מהמשרן.
חלקים שטוחים מוקשחים במשרני לולאה ובזיגזג, וגלגלי שיניים עם מודול קטן מוקשחים בו זמנית במשרני טבעת. מאקרו מבנה של השכבה המוקשה של ציוד רכב בעל מודול דק העשוי מפלדה בדרגת פלדה PPZ-55 (פלדה בעלת קשיחות נמוכה). מבנה המיקרו של השכבה המוקשה הוא מרטנזיט דק דק.
הקשיות של שכבת פני השטח של חלקים שהוקשו על ידי חימום בזרם בתדר גבוה מתקבלת על ידי 3-4 יחידות HRC גבוה מהקשיות של התקשות בתפזורת קונבנציונלית.
כדי להגביר את חוזק הליבה, החלקים משופרים או מנרמלים לפני התקשות.
השימוש בחימום HDTV לצורך התקשות פני השטח של חלקי מכונות וכלים מאפשר להפחית באופן דרסטי את משך תהליך הטיפול בחום. בנוסף, שיטה זו מאפשרת לייצר יחידות ממוכנות ואוטומטיות להקשחת חלקים, המותקנות בזרימה הכללית של מכוני עיבוד שבבי. כתוצאה מכך, אין צורך בהובלת חלקים לחנויות תרמיות מיוחדות ומובטחת תפעול קצבי של קווי ייצור וקווי ייצור.
התקשות משטח להבה.שיטה זו מורכבת מחימום פני השטח של חלקי פלדה עם להבת אוקסי-אצטילן לטמפרטורה הגבוהה ב-50-60 מעלות צלזיוס מהנקודה הקריטית העליונה. א ג 3 , ואחריו קירור מהיר עם מקלחת מים.
המהות של תהליך התקשות הלהבה היא שהחום שמספקת להבת הגז מהמבער לחלק המוקשה מתרכז על פני השטח שלו ועולה באופן משמעותי על כמות החום המופצת עמוק לתוך המתכת. כתוצאה משדה טמפרטורה כזה, פני השטח של החלק מתחממים תחילה במהירות לטמפרטורת ההתקשות, ולאחר מכן מתקררים, בעוד הליבה של החלק למעשה נשארת לא מוקשה ואינה משנה את המבנה והקשיות שלה לאחר הקירור.
התקשות להבה משמשת להתקשות ולהגברת עמידות הבלאי של חלקי פלדה גדולים וכבדים כגון גלי ארכובה של מכבשים מכניים, גלגלי שיניים בעלי מודולוס גדול, שיניים של דלי מחפר וכו'. בנוסף לחלקי פלדה, חלקים העשויים מברזל יצוק אפור ופרליטי הם נתון להתקשות להבה, למשל מדריכים של מיטות של מכונות חיתוך מתכת.
התקשות להבה מחולקת לארבעה סוגים:
א) ברצף, כאשר לפיד ההתקשות עם נוזל הקירור נע לאורך פני השטח של החלק הקבוע המעובד;
ב) התקשות עם סיבוב, שבה המבער עם נוזל הקירור נשאר נייח, והחלק שיש להתקשות מסתובב;
ג) ברצף עם סיבוב החלק, כאשר החלק מסתובב ברציפות ומבער מתקשה עם נוזל קירור נע לאורכו;
ד) מקומי, שבו החלק הקבוע מחומם לטמפרטורת כיבוי נתונה על ידי מבער קבוע, ולאחר מכן הוא מקורר על ידי סילון מים.
שיטה להקשחת רולר שמסתובבת במהירות מסוימת בעוד המבער נשאר נייח. טמפרטורת החימום נשלטת על ידי מיליסקופ.
בהתאם למטרה של החלק, עומק השכבה המוקשה נלקח בדרך כלל שווה ל 2.5-4.5 מ"מ.
הגורמים העיקריים המשפיעים על עומק ההתקשות ומבנה הפלדה המוקשה הם: מהירות התנועה של הלפיד המתקשה ביחס לחלק המוקשה או לחלק ביחס למבער; קצב זרימת הגז וטמפרטורת הלהבה.
בחירת מכונות ההקשחה תלויה בצורת החלקים, בשיטת ההקשחה ובמספר החלקים הנדרש. אם אתה צריך להקשיח חלקים בצורות וגדלים שונים ובכמויות קטנות, אז כדאי יותר להשתמש במכונות התקשות אוניברסליות. במפעלים משתמשים בדרך כלל במתקנים מיוחדים ובמחרטות.
להתקשות משתמשים בשני סוגים של מבערים: מודולרי עם מודול מ-M10 עד M30 ורב-להבה עם קצות להחלפה ברוחב להבה של 25 עד 85 מ"מ. מבחינה מבנית, המבערים מסודרים כך שהחורים ללהבת הגז ומי הקירור מסודרים בשורה אחת, במקביל. מים מסופקים למבערים מרשת אספקת המים ומשמשים בו זמנית להקשחת חלקים ולקירור הפיה.
אצטילן וחמצן משמשים כגזים דליקים.
לאחר התקשות הלהבה, מבנה המיקרו באזורים שונים של החלק שונה. השכבה המוקשה מקבלת קשיות גבוהה ונשארת נקייה, ללא עקבות של חמצון ושחרור.
המעבר של המבנה מפני השטח של החלק לליבה מתרחש בצורה חלקה, דבר בעל חשיבות רבה להגדלת חיי השירות של חלקים ומבטל לחלוטין תופעות מזיקות - סדקים ודלמינציה של שכבות מתכת מוקשות.
הקשיות משתנה בהתאם למבנה השכבה המוקשה. על פני החלק, זה שווה ל 56-57 HRC, ולאחר מכן הוריד לקשיות שהייתה לחלק לפני התקשות פני השטח. כדי להבטיח התקשות באיכות גבוהה, קבלת קשיות אחידה וחוזק הליבה מוגבר, חלקים יצוקים ומחושלים עוברים חישול או מנורמל בהתאם לתנאים הרגילים לפני התקשות הלהבה.
משטח עבורcalc באלקטרוליט.המהות של תופעה זו היא שאם עובר זרם חשמלי קבוע דרך האלקטרוליט, נוצרת על הקתודה שכבה דקה המורכבת מבועות המימן הקטנות ביותר. עקב המוליכות החשמלית הירודה של המימן, ההתנגדות למעבר זרם חשמלי עולה מאוד והקתודה (החלק) מתחממת לטמפרטורה גבוהה ולאחר מכן היא מתקשה. כאלקטרוליט, בדרך כלל משתמשים בתמיסה מימית של 5-10% של אפר סודה.
תהליך ההתקשות הוא פשוט ומורכב מהבאים. החלק שיש להתקשות מורידים לאלקטרוליט ומחברים לקוטב השלילי של גנרטור DC במתח של 200-220 בוצפיפות 3-4 a/cm 2,כתוצאה מכך הוא הופך לקתודה. תלוי באיזה חלק של החלק נתון להתקשות פני השטח, החלק טובל לעומק מסוים. החלק מתחמם תוך מספר שניות, והזרם כבוי. אמצעי הקירור הוא אותו אלקטרוליט. אז, אמבט האלקטרוליט משמש גם כתנור חימום וגם מיכל מרווה.
התכת מתכת באינדוקציה נמצאת בשימוש נרחב בתעשיות שונות: מטלורגיה, הנדסה, תכשיטים. תנור פשוט מסוג אינדוקציה להתכת מתכת בבית ניתן להרכיב במו ידיך.
חימום והתכה של מתכות בתנורי אינדוקציה מתרחשים עקב חימום פנימי ושינויים בסריג הגבישי של המתכת כאשר עוברים דרכם זרמי מערבולת בתדר גבוה. תהליך זה מבוסס על תופעת התהודה, שבה לזרמי מערבולת יש ערך מרבי.
כדי לגרום לזרימת זרמי מערבולת דרך המתכת המומסת, הוא ממוקם באזור הפעולה של השדה האלקטרומגנטי של המשרן - הסליל. זה יכול להיות בצורה של ספירלה, דמות שמונה או משולש. צורת המשרן תלויה בגודל ובצורה של חומר העבודה המחומם.
סליל המשרן מחובר למקור זרם חילופין. בתנורי התכה תעשייתיים משתמשים בזרמי תדר תעשייתי של 50 הרץ; להמסת נפחים קטנים של מתכות בתכשיטים משתמשים בגנרטורים בתדר גבוה, שכן הם יעילים יותר.
סוגים
זרמי מערבולת סגורים לאורך מעגל מוגבל על ידי השדה המגנטי של המשרן. לכן, חימום של אלמנטים מוליכים אפשרי הן בתוך הסליל והן מהצד החיצוני שלו.
- לכן, תנורי אינדוקציה הם משני סוגים:
- ערוץ, שבו הערוצים הממוקמים סביב המשרן הם המיכל להתכת מתכות, והליבה ממוקמת בתוכו;
- היתוך, הם משתמשים במיכל מיוחד - כור היתוך עשוי מחומר עמיד בחום, בדרך כלל נשלף.
תנור ערוץכולל מדי ומיועד לנפחים תעשייתיים של התכת מתכת. הוא משמש בהתכה של ברזל יצוק, אלומיניום ומתכות לא ברזליות אחרות.
תנור כור היתוךקומפקטי למדי, הוא משמש תכשיטנים, חובבי רדיו, ניתן להרכיב תנור כזה במו ידיך ולהשתמש בו בבית.
התקן
- תנור תוצרת בית להמסת מתכות יש עיצוב פשוט למדי והוא מורכב משלושה בלוקים עיקריים הממוקמים בדיור משותף:
- אלטרנטור בתדר גבוה;
- משרן - עשה זאת בעצמך סליל ספירלה של חוט נחושת או צינור;
- מַצרֵף.
כור ההיתוך ממוקם במשרן, קצוות הפיתול מחוברים למקור זרם. כאשר זרם זורם דרך הפיתול, נוצר סביבו שדה אלקטרומגנטי עם וקטור משתנה. בשדה מגנטי נוצרים זרמי מערבולת, המכוונים בניצב לווקטור שלו ועוברים דרך לולאה סגורה בתוך הפיתול. הם עוברים דרך המתכת המונחת בכור ההיתוך, תוך כדי חימום לנקודת ההיתוך.
היתרונות של תנור אינדוקציה:
- חימום מהיר ואחיד של המתכת מיד לאחר הפעלת היחידה;
- כיווניות של חימום - רק המתכת מחוממת, ולא כל ההתקנה;
- קצב התכה גבוה והומוגניות של ההמסה;
- אין אידוי של רכיבי הסגסוג של המתכת;
- ההתקנה ידידותית לסביבה ובטוחה.
מהפך ריתוך יכול לשמש כגנרטור של תנור אינדוקציה להתכת מתכת. אתה יכול גם להרכיב את הגנרטור לפי התרשימים למטה במו ידיך.
תנור להתכת מתכת על מהפך ריתוך
עיצוב זה פשוט ובטוח שכן כל הממירים מצוידים בהגנה פנימית בפני עומס יתר. כל המכלול של התנור במקרה זה מסתכם ביצירת משרן במו ידיכם.
זה מבוצע בדרך כלל בצורה של ספירלה מצינור נחושת דק דופן בקוטר של 8-10 מ"מ. הוא מכופף לפי תבנית בקוטר הרצוי, תוך מיקום הסיבובים במרחק של 5-8 מ"מ. מספר הסיבובים הוא מ-7 עד 12, תלוי בקוטר ובמאפיינים של המהפך. ההתנגדות הכוללת של המשרן חייבת להיות כזו שלא תגרום לזרם יתר במהפך, אחרת הוא יופעל על ידי ההגנה הפנימית.
ניתן להרכיב את המשרן בתוך בית עשוי גרפיט או טקסטוליט ובתוכו ניתן להתקין כור היתוך. אתה יכול פשוט לשים את המשרן על משטח עמיד בחום. אסור שהדיור יוביל זרם, אחרת מעגל זרם המערבולת יעבור דרכו והספק המתקן יקטן. מאותה סיבה, לא מומלץ להניח חפצים זרים באזור ההיתוך.
כאשר עובדים ממהפך ריתוך, יש להארק את הדיור שלו! יש לדרג את השקע והחיווט עבור הזרם הנמשך על ידי המהפך.
תמצאו המלצות לבחירת דוד דלק מוצק, ובהמשך תכירו את הסוגים והכללים:
תנור אינדוקציה טרנזיסטור: מעגל
ישנן דרכים רבות ושונות להרכיב מחמם אינדוקציה במו ידיך. תוכנית פשוטה ומוכחת למדי של תנור להתכת מתכת מוצגת באיור:
- כדי להרכיב את המתקן במו ידיך, תזדקק לחלקים ולחומרים הבאים:
- שני טרנזיסטורי אפקט שדה מסוג IRFZ44V;
- שתי דיודות UF4007 (ניתן להשתמש גם ב-UF4001);
- נגד 470 אוהם, 1 W (אתה יכול לקחת שניים מחוברים בסדרה 0.5 W כל אחד);
- קבלי סרט עבור 250 V: 3 חתיכות עם קיבולת של 1 microfarad; 4 חתיכות - 220 nF; 1 חתיכה - 470 nF; 1 חתיכה - 330 nF;
- חוט מתפתל נחושת בבידוד אמייל Ø1.2 מ"מ;
- חוט מתפתל נחושת בבידוד אמייל Ø2 מ"מ;
- שתי טבעות משנקים שנלקחו מאספקת חשמל למחשב.
רצף הרכבה עשה זאת בעצמך:
- טרנזיסטורי אפקט שדה מותקנים על רדיאטורים. מכיוון שהמעגל מתחמם מאוד במהלך הפעולה, הרדיאטור חייב להיות גדול מספיק. אתה יכול גם להתקין אותם על רדיאטור אחד, אבל אז אתה צריך לבודד את הטרנזיסטורים מהמתכת באמצעות אטמים ודסקיות עשויות גומי ופלסטיק. ה-pinout של טרנזיסטורי אפקט שדה מוצג באיור.
- יש צורך להכין שני חנקים. לייצורם, חוט נחושת בקוטר של 1.2 מ"מ מלופף סביב טבעות שנלקחו מאספקת החשמל של כל מחשב. טבעות אלו עשויות אבקת ברזל פרומגנטי. הם צריכים להיות פיתולים מ 7 עד 15 סיבובים של חוט, מנסה לשמור על המרחק בין הסיבובים.
- הקבלים המפורטים לעיל מורכבים לסוללה בעלת קיבולת כוללת של 4.7 מיקרופארד. חיבור קבלים - במקביל.
- פיתול המשרן עשוי מחוט נחושת בקוטר 2 מ"מ. 7-8 סיבובים של סלילה מלופפים על חפץ גלילי המתאים לקוטר כור ההיתוך, ומשאירים קצוות ארוכים מספיק כדי להתחבר למעגל.
- חבר את האלמנטים על הלוח בהתאם לתרשים. סוללת 12 V, 7.2 A/h משמשת כמקור מתח. הזרם הנצרך בפעולה הוא כ-10 A, קיבולת הסוללה במקרה זה מספיקה לכ-40 דקות. במידת הצורך, גוף התנור עשוי מחומר עמיד בחום, למשל, טקסטוליט. ניתן לשנות את עוצמת המכשיר על ידי שינוי מספר הסיבובים של פיתול המשרן והקוטר שלהם.
מחמם אינדוקציה להתכת מתכת: וידאו
תנור אינדוקציה מנורה
ניתן להרכיב תנור אינדוקציה חזק יותר להתכת מתכות ביד באמצעות מנורות אלקטרוניות. התרשים של המכשיר מוצג באיור. 
כדי ליצור זרם בתדר גבוה, נעשה שימוש ב-4 מנורות אלומה המחוברות במקביל. צינור נחושת בקוטר 10 מ"מ משמש כמשרן. היחידה מצוידת בקבל גוזם להתאמת הספק. תדר המוצא הוא 27.12 מגה-הרץ.
כדי להרכיב את המעגל אתה צריך:
- 4 צינורות ואקום - tetrodes, אתה יכול להשתמש 6L6, 6P3 או G807;
- 4 משנקים עבור 100 ... 1000 μH;
- 4 קבלים ב-0.01 uF;
- מנורת חיווי ניאון;
- קבל כוונון.
הרכבת המכשיר במו ידיך:
- משרן עשוי מצינור נחושת, מכופף אותו בצורה של ספירלה. קוטר הסיבובים 8-15 ס"מ, המרחק בין הסיבובים הוא לפחות 5 מ"מ. הקצוות משומרים להלחמה למעגל. קוטר המשרן חייב להיות גדול ב-10 מ"מ מקוטר כור ההיתוך המונח בתוכו.
- הנח את המשרן במארז. זה יכול להיות עשוי מחומר לא מוליך עמיד בחום, או ממתכת, המספק בידוד תרמי וחשמלי ממרכיבי המעגל.
- אשדות של מנורות מורכבות על פי התוכנית עם קבלים ומשנקים. אשדים מחוברים במקביל.
- חבר מנורת חיווי ניאון - זה יאותת על מוכנות המעגל לפעולה. המנורה מובאת לבית ההתקנה.
- קבל כוונון של קיבול משתנה כלול במעגל, הידית שלו מוצגת גם על המארז.
קירור מעגל
מפעלי התכה תעשייתיים מצוידים במערכת קירור מאולצת באמצעות מים או אנטיפריז. קירור מים בבית ידרוש עלויות נוספות, בעלות השוואה במחיר לעלות מפעל התכת המתכות עצמו.
קירור אוויר עם מאוורר אפשרי בתנאי שהמאוורר מרוחק מספיק. אחרת, מתכת מתכת ואלמנטים אחרים של המאוורר ישמשו כמעגל נוסף לסגירת זרמי מערבולת, אשר יקטין את יעילות ההתקנה.
אלמנטים של מעגלים אלקטרוניים ומנורה מסוגלים גם להתחמם באופן פעיל. לקירור שלהם מסופקים רדיאטורים מסירי חום.אמצעי בטיחות בעבודה
- הסכנה העיקרית במהלך הפעולה היא הסיכון של כוויות מהאלמנטים המחוממים של המתקן ומתכת מותכת.
- מעגל המנורה כולל אלמנטים עם מתח גבוה, ולכן יש למקם אותו במארז סגור, ולמנוע מגע מקרי עם האלמנטים.
- השדה האלקטרומגנטי יכול להשפיע על עצמים שנמצאים מחוץ למארז המכשיר. לכן, לפני העבודה, עדיף ללבוש בגדים ללא אלמנטים מתכתיים, להסיר מכשירים מורכבים מאזור הכיסוי: טלפונים, מצלמות דיגיטליות.
תנור היתוך מתכת ביתי יכול לשמש גם לחימום מהיר של אלמנטים מתכתיים, למשל, כאשר הם משומרים או מעוצבים. ניתן להתאים את המאפיינים של המתקנים המוצגים למשימה ספציפית על ידי שינוי הפרמטרים של המשרן ואות המוצא של ערכות הגנרטור - כך תוכלו להשיג את היעילות המקסימלית שלהם.
למה לחלום על גניבת רכב והאם כדאי לפחד מחזרה על זה במציאות?
מה מועבר גנטית לילד מהאם ומהו האב שממנו מועברים הגנים לילד
איך להיפטר מחלזונות בגן לנצח עם תרופות עממיות?
שתיית תה לבנדר: יתרונות ומתכונים של תה לבנדר
סקירה ותיאור של אסטרטגיות כלכליות משחקי בניית בתים