CHAUFFAGE INDUSTRIEL PAR INDUCTION : TOUT CE QUE VOUS DEVEZ SAVOIR

Le chauffage par induction est un processus sûr, méticuleux et sans contact qui permet de chauffer des matériaux conducteurs d’électricité tels que l’acier, le graphite, le cuivre, le laiton, l’argent, l’or, l’aluminium et le carbure.

Il s’agit d’une fusion complexe d’énergie électromagnétique et de transfert de chaleur à travers une bobine d’induction, qui fait fondre les matériaux et crée un champ électromagnétique. Ce procédé est utilisé pour diverses applications, notamment le durcissement, le recuit, la trempe, le brasage et la soudure.

Avantages des réchauffeurs à induction

• Le chauffage par induction est précis et utile pour la trempe superficielle des métaux et des métaux non ferreux, car la chaleur peut être confinée à la surface de la pièce.
• Le processus s’effectue sans contact direct avec l’alimentation électrique.
• Les conditions de travail sont satisfaisantes car il n’y a pas de bruit, de poussière ou de fumée pendant son fonctionnement.
• Il est particulièrement adapté à la production d’alliages de haute qualité.
• La présence d’une main-d’œuvre qualifiée n’est pas nécessaire, ce qui réduit les coûts d’exploitation.

Inconvénients des réchauffeurs à induction

• Dans un premier temps, le processus requiert un investissement en capital important.
• Le processus est limité à quelques matériaux.
• Le chauffage se réalise de manière non uniforme.
• Les coins de la pièce à usiner reçoivent plus de chaleur que les autres parties.

Comment choisir des réchauffeurs à induction pour un usage industriel ?

La sélection du bon réchauffeur à induction dépend de votre application et de vos besoins. Les systèmes surpuissants peuvent accroître les coûts, tandis que les systèmes sous-puissants ralentissent la production et rallongent le processus de chauffage. Tenez compte des facteurs suivants pour choisir le bon système. 

1. Le matériau de votre pièce

 L’induction chauffe directement les matériaux conducteurs tels que les métaux, tandis que les matériaux non conducteurs sont chauffés à l’aide d’un suscepteur conducteur. Les matériaux magnétiques chauffent plus facilement et requièrent plus de puissance. Les métaux à haute résistivité, comme l’acier, chauffent rapidement, tandis que les métaux à faible résistivité nécessitent plus de temps. 

2. Profondeur de chauffe de pénétration

Plus de 80% de la chaleur produite dans les pièces se produit sur la peau, ce qui nécessite des temps de chauffe plus longs pour les pièces plus grandes et plus profondes que pour les pièces minces ou petites.

3. Fréquence de fonctionnement

Les systèmes à basse fréquence et à puissance élevée sont idéaux pour les pièces de grande taille, tandis que les systèmes à haute fréquence conviennent aux surfaces, les fréquences plus élevées entraînant un chauffage moins profond.

4. La puissance appliquée

La puissance de sortie de l’alimentation du chauffage par induction détermine la vitesse de chauffe de la pièce, compte tenu de la masse, de l’élévation de température et des pertes de chaleur. Les fabricants d’équipements d’induction peuvent aider à l’évaluation de ces facteurs.

5. Hausse de la température requise

L’induction génère des variations de température importantes, mais il faut plus de puissance pour les maintenir, ce qui a une incidence sur les choix en matière d’alimentation électrique. Le taux de variation de température a également une incidence sur les besoins en énergie.

6. Conception de la bobine 

La bobine, généralement en cuivre, doit suivre la forme de la pièce et les variables du processus. Une conception optimale garantit que le bon flux thermique est délivré efficacement, tandis qu’une bobine mal conçue ralentit le processus. Des bobines souples sont désormais disponibles pour les pièces de grande taille et les géométries uniques.

7. Efficacité de couplage

Le couplage d’une pièce avec une bobine augmente le flux électrique, ce qui génère davantage de chaleur et accroît le rendement de fabrication. Un mauvais couplage peut produire l’effet inverse.

Quelles sont les industries qui utilisent le chauffage par induction ?

Le chauffage par induction s’est avéré utile pour chauffer les conducteurs liquides et les conducteurs gazeux. Il est souvent utilisé pour chauffer les creusets en graphite et est très utilisé dans l’industrie des semi-conducteurs pour chauffer le silicium et d’autres semi-conducteurs. 

Four : Les fours à induction utilisent des champs magnétiques à haute fréquence pour chauffer le métal jusqu’à son point de fusion, produisant des aciers et des alliages spéciaux sous vide ou dans des atmosphères inertes. Ils sont utilisés dans les fonderies modernes comme méthode plus propre que les fours à réverbère ou les cubilots.

Soudage : Le soudage par induction est un procédé à petite échelle qui permet de souder des plastiques dopés avec des céramiques ferromagnétiques ou des particules métalliques. Il chauffe les joints des tubes, les forçant à s’assembler et en atteignant des températures élevées. Le courant RF peut être acheminé par des brosses, permettant de chauffer la soudure/couture ouverte.

Fabrication : L’impression rapide par induction est un procédé additif métallique qui utilise le chauffage par induction pour créer des structures métalliques tridimensionnelles. Il utilise des fils conducteurs et des gaz inertes, ce qui permet d’accroître l’efficacité énergétique et matérielle. Cette méthode offre un niveau de sécurité plus élevé que le frittage sélectif par laser.

Cuisson : La cuisson par induction utilise l’induction magnétique pour chauffer la base en fer des ustensiles de cuisine, ce qui garantit la sécurité, l’efficacité et la rapidité, mais ne convient pas aux casseroles non ferreuses comme celles à fond en cuivre ou en aluminium.

Brasage : Le brasage par induction est une technique courante dans les grands cycles de production, qui permet d’obtenir des résultats uniformes et reproductibles dans divers équipements industriels, tels que le brasage au carbure sur les arbres.

Scellage : Le chauffage par induction est utilisé pour le thermoscellage dans les industries alimentaires et pharmaceutiques. Il s’agit de placer une feuille d’aluminium sur l’ouverture d’une bouteille ou d’un bocal, de la chauffer pour la faire fusionner, garantissant un témoin d’inviolabilité. 

Traitement thermique : Le chauffage par induction est une méthode largement utilisée pour le traitement des métaux, notamment pour la trempe de l’acier, le soudage/brasage et le ramolissement sélectif. Il produit des densités de puissance élevées et des temps d’interaction courts, permettant la production de pièces aux propriétés variables. Le contrôle des modèles durcis par induction est possible grâce à la fréquence, à la densité de puissance et au temps d’interaction.

Plasturgie : Le chauffage par induction améliore l’efficacité énergétique des machines de moulage par injection de plastique en générant de la chaleur directement dans le cylindre, réduisant ainsi le temps de préchauffe et la consommation d’énergie. La bobine peut être placée à l’extérieur. 

Avantages du chauffage par induction pour les industries

1. Rendement énergétique

Le chauffage par induction est un processus de chauffage très efficace qui utilise moins d’énergie pour chauffer la même quantité de matériau, ce qui le rend jusqu’à 50% plus efficace que les autres méthodes. Il en résulte d’importantes économies d’énergie.

2. Ne chauffe que la zone cible

Le chauffage par induction ne chauffe que la zone cible, car le champ électromagnétique généré par le réchauffeur à induction ne pénètre que la surface du matériau chauffé, garantissant ainsi qu’aucune perte de chaleur ne se produit dans la zone environnante. Il est donc idéal pour les applications requérant un chauffage précis, comme dans l’industrie médicale.

3. Sûr et propre

Le chauffage par induction est également sûr et propre, sans flammes nues ni surfaces chaudes, ce qui permet de l’utiliser dans des zones contenant des matériaux inflammables. Il ne produit pas d’émissions nocives, ce qui en fait une option respectueuse de l’environnement.

4. Exempt de pollution

Le chauffage par induction ne pollue pas non plus, alors que la plupart des options de chauffage modernes produisent une certaine pollution. C’est l’une des principales raisons pour lesquelles le chauffage par induction est préféré à d’autres méthodes.

5. Méthode de chauffage rapide

La vitesse de chauffe est un autre avantage important du chauffage par induction. Le champ électromagnétique généré par le chauffage par induction peut chauffer rapidement le matériau et peut être activé et désactivé rapidement, ce qui le rend idéal pour les applications requérant un chauffage rapide.

6. Portable

Le chauffage par induction a révolutionné l’industrie du chauffage en le rendant mobile et en ne nécessitant qu’un réchauffeur à induction et une source d’énergie pour le chauffage. Ce changement a rendu le chauffage plus accessible et disponible.

Conclusion 

En conclusion, le chauffage par induction est un processus sûr, méticuleux et sans contact qui permet de chauffer des matériaux conducteurs d’électricité. Le chauffage par induction est précis et utile pour la trempe superficielle des métaux et des métaux non ferreux. Le processus s’effectue sans contact direct avec l’alimentation électrique.

Dans un premier temps, le processus requiert un investissement en capital important. La sélection du bon réchauffeur à induction dépend de votre application et de vos besoins. Les systèmes surpuissants peuvent accroître les coûts, tandis que les systèmes sous-puissants ralentissent la production et rallongent le processus de chauffage.

Le chauffage par induction s’est avéré utile pour chauffer les conducteurs liquides et les conducteurs gazeux. En outre, le chauffage par induction présente plusieurs avantages, comme souligné plus haut. 

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