EOW May 2007

français

Les avantages dérivant de l’utilisation de la technologie du chauffage par induction

dans le traitement des produits à base de fil Inductotherm Heating andWelding Technologies Ltd – Radyne Division

Le chauffage par induction : les principes de base

Par conséquent, le chauffage par induction peut être comparé à la configuration d’un simple transformateur, où le primaire du transformateur comprend la source de la puissance inductive ou générateur à induction qui alimente la puissance à la bobine ou à l’élément d’induction, et l’objet à chauffer est placé dans le champ magnétique de cette bobine ou élément et représente le secondaire du transformateur. Ensuite, un champ magnétique alternatif est appliqué à partir de la source de la puissance inductive ou générateur à induction à la bobine ou élément d’induction. Au moyen de la conduction mutuelle, des lignes de flux magnétiques passent à travers l’objet pour créer une résistance au parcours du flux; la chaleur est générée pendant le flux du courant. Profondeur de pénétration Lorsque le physicien anglais Michael Faraday a développé le transformateur électrique, il a remarqué le phénomène décrit ci-dessus. En réalité afin d’éliminer cet effet thermique, les transformateurs ont été ensuite reconçus avec des lamelles dans le but d’éliminer ou réduire les effets du champ électromagnétique chauffant le transformateur. La raison pour laquelle un composant en feuillards utilisé pour réaliser en utilisant un transformateur ne se chauffe pas par induction électromagnétique, est due à un phénomène dénommé “profondeur de pénétration” ou “profondeur de référence”, qui indique la profondeur à laquelle environ 80% du courant s’écoule dans une pièce de fabrication.

Cette profondeur est proportionnelle à la résistance électrique du matériau qui se chauffe à la fréquence de sortie opérationnelle (mesurée en Hertz) de la source de la puissance inductive ou générateur à induction générant le champ magnétique. À des fréquences élevées, la profondeur de pénétration ou de référence est mince par rapport aux basses fréquences. C’est là la raison essentielle pour laquelle le chauffage par induction est largement utilisé dans les traitements thermiques sélectifs de l’acier où les profondeurs de cémentation du traitement thermique peuvent être contrôlées avec précision en sélectionnant soigneusement la fréquence de sortie du système d’induction. Un autre facteur essentiel influençant le chauffage d’un objet métallique dans un champ électromagnétique est représenté par la densité de puissance mesurée en kilowatts: plus la densité de puissance est élevée pour une fréquence donnée, plus le chauffage a lieu à proximité de la surface. Par contre, plus la densité de puissance est réduite, plus le chauffage est profond. Il s’ensuit que l’utilisation du chauffage par induction pour tout processus spécifique et étroitement lié à la possibilité de sélectionner la fréquence de sortie correcte de la source de la puissance inductive et la densité de puissance correcte pour une application donnée. Calcul de la fréquence Aux fréquences utilisées pour le chauffage par induction, le courant a tendance à s’écouler sur la surface du conducteur à une profondeur qui dépend de la résistivité du conducteur, de la fréquence du courant alternatif et de la perméabilité

Pour comprendre entièrement les nom- breux avantages associés au chauffage par induction, il est tout d’abord important de comprendre les véritables principes existant au cœur de la technologie. Utilisée dans plusieurs processus depuis le début de son application commerciale au début des années 40, la technologie du chauffage par induction comprenait des applications telles que la fusion des métaux, le chauffage avant le pliage ou le formage, différents traitements de chauffage tels que l’écrouissage et le revenu et l’union des métaux par le brasage fort ou le brasage tendre. Les premiers exemples de chauffage par induction comprenaient également le développement d’oscillateurs radio- fréquence du type à tube, fonctionnant normalement à des fréquences élevées et des groupes convertisseurs utilisés pour le développement de puissance pour le chauffage par induction à des fréquences inférieures. Si l’on souhaite donner une définition du processus du chauffage par induction, cette dernière ne peut être que: “Le chauffage par induction a lieu lorsqu’un objet métallique est placé dans un champ électromagnétique variable. Le chauffage par induction est généré par l’agitation de la structure moléculaire de l’objet produite par le champ électromagnétique, et a lieu lorsque les molécules sont excitées, entrent en collision et par la suite produisent de la chaleur.”

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EuroWire – Mai 2007