EOW May 2007

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Las ventaja de usar la tecnología del calentamiento por inducción en el tratamiento de productos de alambre Inductotherm Heating andWelding Technologies Ltd – Radyne Division

El calentamiento por inducción: los principios básicos

Por lo tanto, el calentamiento por inducción se puede comparar al obtenido con un simple transformador, donde el primario del transformador comprende la fuente de potencia inductiva o generador de inducción que proporciona la energía a la bobina o al elemento de inducción, y el objeto a calentar se encuentra en el campo magnético de esta bobina o elemento y representa el secundario del transformador. Luego, se aplica un campo magnético alterno desde la fuente de potencia inductiva o generador de inducción hasta la bobina o elemento de inducción. Por medio de la conducción recíproca, se hacen pasar líneas de flujo magnético a través del objeto para crear una resistencia en el recorrido del flujo y al circular la corriente, se genera calor. Profundidad de penetración Cuando el físico inglés Michael Faraday desarrolló el transformador eléctrico, notó inicialmente el fenómeno descrito arriba. Y de hecho, fue necesario rediseñar los transformadores usando pilas de chapas para eliminar o reducir los efectos del campo electromagnético que calentaba el transformador. La razón por la que un transformador formado por pilas de chapas no se calienta por inducción electromagnética, se debe a un fenómeno llamado “profundidad de penetración” o “profundidad de referencia”, que indica la profundidad a la que aproximadamente un 80% de la corriente circula por una pieza.

Esta profundidad es proporcional a la resistencia eléctrica del material que se calienta y a la frecuencia operativa de salida (medida en Hertzios) de la fuente de potencia inductiva o generador de inducción que produce el campo mag- nético. A altas frecuencias, la profundidad de penetración o de referencia es limitada respecto a la que se obtiene a bajas frecuencias. Esta es la razón principal por la que el calentamiento inductivo es muy utilizado para tratar térmicamente el acero en aquellos casos en que se pueden controlar con precisión las capas endurecidas del tratamiento térmico seleccionando atentamente la frecuencia de salida del sistema de inducción. Otro factor determinante en el calenta- miento de un objeto metálico en un campo electromagnético es la densidad de potencia medida el Kilowatios: cuanto más alta es la densidad de potencia para una determinada frecuencia, más cerca de la superficie tendrá lugar el calentamiento. Cuanto más baja es la densidad de potencia, mayor profundidad alcanzará el calentamiento. Por lo tanto, el uso del calentamiento por inducción para cualquier proceso específico está muy relacionado con la posibilidad de selec- cionar la correcta frecuencia de salida de la fuente de potencia inductiva y la correcta densidad de potencia para una determinada aplicación. Cómo calcular la frecuencia A las frecuencias usadas para el calenta- miento inductivo, la corriente tiende a circular en la superficie del conductor a una profundidad que depende de

Para comprender las numerosas ventajas del calentamiento por inducción, es importante comprender en primer lugar los principios básicos de esta tecnología. La tecnología del calentamiento por inducción se utiliza en muchos procesos desde el inicio de su aplicación comercial a principios de los años 40. Solía usarse para la fusión de metales, el calentamiento antes del doblado o del conformado, varios tratamientos térmicos como el temple y revenido y la unión de metales por soldadura fuerte o blanda. Los primeros ejemplos de calentamiento inductivo comprendían también el desar- rollo de osciladores de radiofrecuencia o de tubos de vacío, que funcionan normalmente a altas frecuencias, y grupos convertidores utilizados para generar la energía para calentamiento por inducción a bajas frecuencias. Si se desea dar una definición del proceso de inducción, ésta sería sin duda alguna: “Se habla de calentamiento inductivo cuando un objeto metálico se encuentra dentro de un campo electromagnético variable. El calentamiento inductivo es originado por la agitación de la estructura molecular del objeto producida por el campo electromagnético y tiene lugar cuando las moléculas se energizan, entran en colisión y producen calor.”

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EuroWire – Mayo de 2007