Endüksiyon kaynağı - Induction welding

İndüksiyon kaynağı , iş parçasını ısıtmak için elektromanyetik indüksiyon kullanan bir kaynak şeklidir . Kaynak aparatı, radyo frekanslı bir elektrik akımı ile enerji verilen bir endüksiyon bobini içerir . Bu , elektriksel olarak iletken veya ferromanyetik bir iş parçasına etki eden yüksek frekanslı bir elektromanyetik alan oluşturur . Elektriksel olarak iletken bir iş parçasında, ana ısıtma etkisi, girdap akımları adı verilen indüklenen akımlardan kaynaklanan dirençli ısıtmadır . Bir ferromanyetik iş parçasında, elektromanyetik alan tekrar tekrar ferromanyetik malzemenin manyetik alanlarını bozduğundan, ısınmaya esas olarak histerezis neden olur . Uygulamada, çoğu malzeme bu iki etkinin bir kombinasyonuna maruz kalır.

Manyetik olmayan malzemeler ve plastikler gibi elektrik yalıtkanları , indüksiyon bobininden elektromanyetik enerjiyi emen, ısınan ve ısılarını termal iletim yoluyla çevreleyen malzemeye kaybeden, susceptor adı verilen metalik veya ferromanyetik bileşiklerle implante edilerek indüksiyonla kaynaklanabilir . Plastik ayrıca, plastiğin metaller veya karbon fiber gibi elektriksel olarak iletken fiberlerle gömülmesiyle endüksiyonla kaynaklanabilir. İndüklenen girdap akımları, ısılarını iletkenlik yoluyla çevreleyen plastiğe kaybeden gömülü fiberleri dirençli bir şekilde ısıtır. Karbon fiber takviyeli plastiklerin endüksiyon kaynağı, havacılık endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Endüksiyon kaynağı, uzun üretim süreçleri için kullanılır ve genellikle boru dikişlerinin kaynağı için kullanılan oldukça otomatik bir işlemdir. Yerel bir alana çok fazla güç aktarılabildiğinden, çok hızlı bir süreç olabilir, bu nedenle kaplama yüzeyleri çok hızlı erir ve sürekli bir haddeleme kaynağı oluşturmak için birlikte preslenebilir .

Derinlik akımları ve bu nedenle ısıtılmasıyla, yüzeyden nüfuz frekansın kareköküne ile ters orantılıdır. Kaynak yapılan metallerin sıcaklığı ve bileşimleri de penetrasyon derinliğini etkileyecektir. Bu işlem direnç kaynağına çok benzer , ancak direnç kaynağı durumunda akımın indüksiyon yerine iş parçasına kontaklar kullanılarak iletilmesi dışında.

İndüksiyon kaynağı ilk olarak Michael Faraday tarafından keşfedildi. Endüksiyon kaynağının temelleri, manyetik alanın yönünün akımın akış yönüne bağlı olduğunu açıklar. ve alanın yönü akımın frekansı ile aynı oranda değişecektir. Örneğin 120 Hz'lik bir AC akımı, alanın saniyede 120 kez yön değiştirmesine neden olacaktır. Bu kavram Faraday Yasası olarak bilinir.

Endüksiyon kaynağı yapıldığında, iş parçaları erime sıcaklığının altına kadar ısınır ve parçaların kenarları bir araya getirilir, katı bir dövme kaynağı oluşturmak için yabancı maddeler zorlanır.

Endüksiyon kaynağı, çok sayıda termoplastik ve termoset matris kompozitlerin birleştirilmesi için kullanılır. Endüksiyonlu kaynak işlemleri için kullanılan aparat, bir radyo frekanslı güç jeneratörü, bir ısıtma istasyonu, iş parçası malzemesi ve bir soğutma sistemi içerir.

Jeneratör katı hal veya vakum tüp şeklinde gelir ve sisteme 230-340 V alternatif akım veya 50-60 Hz frekans sağlamak için kullanılır. Bu değer, parça ile hangi endüksiyon bobininin kullanıldığına göre belirlenir.

Isı istasyonu, iş parçalarını ısıtmak için bir kapasitör ve bir bobin kullanır. Kondansatör, güç jeneratörlerinin çıkışıyla eşleşir ve endüksiyon bobini enerjiyi parçaya aktarır. Kaynak yaparken, enerji transferini en üst düzeye çıkarmak için bobinin iş parçasına yakın olması gerekir ve endüksiyon kaynağı sırasında kullanılan iş parçası, optimum verimliliğin önemli bir anahtar bileşenidir.

Endüksiyon kaynağı için dikkate alınması gereken bazı denklemler şunları içerir:

Termal hesaplama: ${\displaystyle {\bar {Q}}(x,t)={\eta (J_{0}^{2})\rho \over C_{r}}}$

Nerede: termal kütle ${\görüntüleme stili C_{r}}$

${\görüntüleme stili \rho }$ dirençtir

${\görüntüleme stili \eta }$ verimlilik

${\görüntüleme stili J_{0}}$ yüzey yoğunluğu

Newton Soğutma Denklemi: ${\displaystyle q^{n}=h(T_{s}-T_{B})}$

Nerede: ısı akısı yoğunluğu ${\görüntüleme stili q^{n}}$

h ısı transfer katsayısıdır

${\ Displaystyle T_{s}}$ iş parçası yüzeyinin sıcaklığıdır

${\görüntüleme stili T_{B}}$ çevredeki havanın sıcaklığıdır

Ayrıca bakınız

• indüksiyon ısıtma
• Termoplastiklerin implant endüksiyon kaynağı

Referanslar

• AWS Kaynak El Kitabı, Cilt 2, 8. Baskı
• Davies, John; Simpson, Peter (1979), İndüksiyonlu Isıtma El Kitabı , McGraw-Hill, ISBN 0-07-084515-8.