Fusion par induction des métaux à faire soi-même. Four à induction à faire soi-même : schéma, montage. Les fours à canaux sont divisés en

Le type de chauffage le plus avancé est celui dans lequel la chaleur est créée directement dans le corps chauffé. Cette méthode de chauffage est très bien réalisée en faisant passer un courant électrique à travers le corps. Cependant, l'inclusion directe d'un corps chauffé dans un circuit électrique n'est pas toujours possible pour des raisons techniques et pratiques.

Dans ces cas, le type de chauffage parfait peut être obtenu en utilisant le chauffage par induction, dans lequel la chaleur est également créée dans le corps chauffé lui-même, ce qui élimine la consommation d'énergie inutile, généralement importante, dans les parois du four ou dans d'autres éléments chauffants. Par conséquent, malgré l'efficacité relativement faible de la génération de courants à hautes et hautes fréquences, l'efficacité globale du chauffage par induction est souvent supérieure.

La méthode d'induction permet également un chauffage rapide des corps non métalliques de manière uniforme sur toute leur épaisseur. La mauvaise conductivité thermique de tels corps exclut la possibilité d'un chauffage rapide de leurs couches internes de la manière habituelle, c'est-à-dire en apportant de la chaleur de l'extérieur. Avec la méthode d'induction, la chaleur est générée de manière égale dans les couches externe et interne, et il peut même y avoir un risque de surchauffe de cette dernière si l'isolation thermique nécessaire des couches externes n'est pas réalisée.

Une propriété particulièrement précieuse du chauffage par induction est la possibilité d'une très forte concentration d'énergie dans le corps chauffé, qui se prête facilement à un dosage précis. Il n'est possible d'obtenir que le même ordre de densité énergétique, cependant, ce mode de chauffage est difficile à contrôler.

Les caractéristiques et les avantages bien connus du chauffage par induction ont créé de larges possibilités d'utilisation dans de nombreuses industries. De plus, cela permet de créer de nouveaux types de structures qui ne sont pas du tout réalisables avec les méthodes conventionnelles de traitement thermique.

Processus physique

Dans les fours et les appareils à induction, la chaleur dans un corps chauffé électriquement conducteur est libérée par les courants induits par un champ électromagnétique alternatif. Ainsi, un chauffage direct a lieu ici.

Le chauffage par induction des métaux est basé sur deux lois physiques : et la loi Joule-Lenz. Des corps métalliques (ébauches, pièces, etc.) y sont placés, ce qui y excite un vortex. La force électromotrice induite est déterminée par le taux de variation du flux magnétique. Sous l'influence de la force électromotrice induite, des courants de Foucault (enfermés à l'intérieur des corps) circulent dans les corps, libérant de la chaleur. Cet EMF se crée dans le métal, l'énergie thermique libérée par ces courants provoque un échauffement du métal. Le chauffage par induction est direct et sans contact. Il permet d'atteindre des températures suffisantes pour faire fondre les métaux et alliages les plus réfractaires.

Un chauffage par induction intense n'est possible que dans des champs électromagnétiques de haute intensité et fréquence, créés par des dispositifs spéciaux - des inducteurs. Les inducteurs sont alimentés à partir d'un réseau 50 Hz (réglages de fréquence industriels) ou de sources d'alimentation individuelles - générateurs et convertisseurs de moyennes et hautes fréquences.

L'inducteur le plus simple pour les appareils de chauffage par induction indirecte à basse fréquence est un conducteur isolé (allongé ou enroulé) placé à l'intérieur d'un tuyau métallique ou placé sur sa surface. Lorsque le courant circule à travers le conducteur inducteur, des éléments chauffants sont induits dans le tuyau. La chaleur du tuyau (il peut aussi s'agir d'un creuset, d'un récipient) est transférée au milieu chauffé (eau circulant dans le tuyau, air, etc.).

Chauffage par induction et trempe des métaux

Le plus largement utilisé est le chauffage par induction directe des métaux à moyennes et hautes fréquences. À cette fin, des inducteurs spécialement conçus sont utilisés. L'inducteur émet , qui tombe sur le corps chauffé et y est amorti. L'énergie de l'onde absorbée est convertie en chaleur dans le corps. Plus le type d'onde électromagnétique émise (plate, cylindrique, etc.) est proche de la forme du corps, plus l'efficacité de chauffage est élevée. Par conséquent, des inducteurs plats sont utilisés pour chauffer des corps plats et des inducteurs cylindriques (solénoïdes) sont utilisés pour chauffer des pièces cylindriques. En général, ils peuvent avoir une forme complexe, en raison de la nécessité de concentrer l’énergie électromagnétique dans la direction souhaitée.

Une caractéristique de l’apport d’énergie inductive est la capacité de réguler l’emplacement spatial de la zone d’écoulement.

Premièrement, des courants de Foucault circulent dans la zone couverte par l’inducteur. Seule la partie du corps qui est en connexion magnétique avec l'inducteur est chauffée, quelles que soient les dimensions hors tout du corps.

Deuxièmement, la profondeur de la zone de circulation des courants de Foucault et, par conséquent, la zone de libération d'énergie dépend, entre autres facteurs, de la fréquence du courant inducteur (augmente à basse fréquence et diminue avec l'augmentation de la fréquence).

L'efficacité du transfert d'énergie de l'inducteur au courant chauffé dépend de la taille de l'écart entre eux et augmente à mesure qu'il diminue.

Le chauffage par induction est utilisé pour le durcissement superficiel des produits en acier, par chauffage pour la déformation plastique (forgeage, estampage, pressage, etc.), la fusion des métaux, le traitement thermique (recuit, revenu, normalisation, durcissement), le soudage, le surfaçage et le brasage de métaux.

Le chauffage indirect par induction est utilisé pour chauffer des équipements de traitement (canalisations, conteneurs, etc.), chauffer des fluides liquides, sécher des revêtements et des matériaux (par exemple le bois). Le paramètre le plus important des installations de chauffage par induction est la fréquence. Pour chaque processus (durcissement superficiel, par chauffage), il existe une gamme de fréquences optimale qui offre les meilleures performances technologiques et économiques. Pour le chauffage par induction, des fréquences de 50 Hz à 5 MHz sont utilisées.

Avantages du chauffage par induction

1) Le transfert d’énergie électrique directement vers le corps chauffé permet un chauffage direct des matériaux conducteurs. Dans le même temps, la vitesse de chauffage augmente par rapport aux installations indirectes, dans lesquelles le produit n'est chauffé que depuis la surface.

2) Le transfert d'énergie électrique directement vers le corps chauffé ne nécessite pas de dispositifs de contact. Ceci est pratique dans les conditions de production en ligne de production automatisée, lors de l'utilisation d'équipements sous vide et de protection.

3) En raison du phénomène d’effet de surface, une puissance maximale est libérée dans la couche superficielle du produit chauffé. Par conséquent, le chauffage par induction pendant le durcissement permet un chauffage rapide de la couche superficielle du produit. Ceci permet d'obtenir une dureté élevée de la surface de la pièce à noyau relativement visqueux. Le processus de durcissement de surface par induction est plus rapide et plus économique que les autres méthodes de durcissement de surface d'un produit.

4) Le chauffage par induction permet dans la plupart des cas d'augmenter la productivité et d'améliorer les conditions de travail.

Fours de fusion à induction

Un four ou un appareil à induction peut être considéré comme une sorte de transformateur dans lequel l'enroulement primaire (inducteur) est connecté à une source de courant alternatif et le corps chauffé lui-même sert d'enroulement secondaire.

Le processus de travail des fours de fusion à induction est caractérisé par le mouvement électrodynamique et thermique du métal liquide dans un bain ou un creuset, ce qui contribue à l'obtention d'un métal de composition homogène et de sa température uniforme dans tout le volume, ainsi que de faibles déchets métalliques (plusieurs fois moins que dans les fours à arc).

Les fours de fusion par induction sont utilisés dans la production de pièces moulées, y compris de pièces façonnées, à partir d'acier, de fonte, de métaux et d'alliages non ferreux.

Les fours de fusion par induction peuvent être divisés en fours industriels à canal de fréquence et en fours à creuset industriels, moyenne et haute fréquence.

Un four à induction à canal est un transformateur, généralement de fréquence industrielle (50 Hz). L'enroulement secondaire du transformateur est une bobine de métal en fusion. Le métal est enfermé dans un canal annulaire réfractaire.

Le flux magnétique principal induit une FEM dans le métal du canal, la FEM crée un courant, le courant chauffe le métal, donc un four à canal à induction est similaire à un transformateur fonctionnant en mode court-circuit.

Les inducteurs des fours à canal sont constitués d'un tube de cuivre longitudinal, il est refroidi à l'eau, la partie canal de la pierre de foyer est refroidie par un ventilateur ou par un système d'air centralisé.

Les fours à induction à canaux sont conçus pour un fonctionnement continu avec de rares transitions d'une qualité de métal à une autre. Les fours à induction à canal sont principalement utilisés pour la fusion de l'aluminium et de ses alliages, ainsi que du cuivre et de certains de ses alliages. D'autres séries de fours sont spécialisées comme mélangeurs pour contenir et surchauffer la fonte liquide, les métaux non ferreux et les alliages avant de les verser dans des moules.

Le fonctionnement d'un four à creuset à induction repose sur l'absorption de l'énergie électromagnétique d'une charge conductrice. La cage est placée à l'intérieur d'une bobine cylindrique - un inducteur. D'un point de vue électrique, un four à creuset à induction est un transformateur à air en court-circuit dont l'enroulement secondaire est une charge conductrice.

Les fours à creuset à induction sont utilisés principalement pour la fusion des métaux destinés aux pièces moulées façonnées en mode discontinu, ainsi que, quel que soit le mode de fonctionnement, pour la fusion de certains alliages, comme le bronze, qui ont un effet néfaste sur le revêtement des fours à canaux.

De nos jours, les fours à induction sont largement utilisés dans le processus de fusion des métaux. Le courant produit dans le champ de l'inducteur contribue au chauffage de la substance, et cette caractéristique de tels dispositifs est non seulement fondamentale, mais aussi la plus importante. Le traitement amène la substance à subir plusieurs transformations. La première étape de transformation est l’étape électromagnétique, suivie de l’étape électrique, puis de l’étape thermique. La température générée par le poêle est utilisée pratiquement sans aucun résidu, cette solution est donc la meilleure parmi toutes les autres. Beaucoup pourraient être intéressés par un poêle fabriqué. Nous parlerons ensuite des possibilités de mise en œuvre d'une telle solution.

Types de fours pour la fusion des métaux

Ce type d'équipement peut être divisé en catégories principales. Le premier a un canal cardiaque comme base, et le métal est placé dans de tels fours de manière annulaire autour de l'inducteur. La deuxième catégorie ne comporte pas un tel élément. Ce type est appelé creuset et le métal est placé à l’intérieur de l’inducteur lui-même. Il est techniquement impossible d'utiliser un noyau fermé dans ce cas.

Principes de base

Le four de fusion fonctionne dans ce cas sur la base du phénomène d'induction magnétique. Et il y a plusieurs composants. L'inducteur est le composant le plus important de cet appareil. Il s'agit d'une bobine dont les conducteurs ne sont pas des fils ordinaires, mais des tubes de cuivre. Cette exigence est imposée par la conception même des fours de fusion. Le courant qui traverse l'inducteur génère un champ magnétique qui affecte le creuset à l'intérieur duquel se trouve le métal. Dans ce cas, le matériau joue le rôle d'un enroulement secondaire de transformateur, c'est-à-dire qu'un courant le traverse, le chauffant. C'est ainsi que se produit la fusion, même si vous fabriquez vous-même un four à induction. Comment construire ce type de four et augmenter son efficacité ? C’est une question importante qui a une réponse. L'utilisation de courants haute fréquence peut augmenter considérablement l'efficacité des équipements. Pour cela, il convient d’utiliser des alimentations spéciales.

Caractéristiques des fours à induction

Ce type d’équipement présente certaines caractéristiques qui constituent à la fois des avantages et des inconvénients.

La répartition du métal devant être uniforme, le matériau obtenu se caractérise par une bonne masse homogène. Ce type de four fonctionne en transportant l'énergie à travers des zones, tout en introduisant également la fonction de concentration de l'énergie. Des paramètres tels que la capacité, la fréquence de fonctionnement et la méthode de revêtement sont disponibles, ainsi que la régulation de la température à laquelle le métal fond, ce qui facilite considérablement le processus de travail. Le potentiel technologique existant du four crée une vitesse de fusion élevée ; les appareils sont respectueux de l'environnement, totalement sans danger pour l'homme et prêts à être utilisés à tout moment.

L’inconvénient le plus notable d’un tel équipement est la difficulté de le nettoyer. Le laitier étant chauffé uniquement grâce à la chaleur générée par le métal, cette température n'est pas suffisante pour assurer sa pleine utilisation. La grande différence de température entre le métal et les scories ne permet pas que le processus d'élimination des déchets soit aussi simple que possible. Comme autre inconvénient, il est d'usage de souligner l'espace, à cause duquel il est toujours nécessaire de réduire l'épaisseur du revêtement. En raison de telles actions, il peut devenir défectueux après un certain temps.

Utilisation de fours à induction à l'échelle industrielle

Dans l'industrie, on trouve le plus souvent des fours à induction à creuset et à canal. Dans le premier cas, la fusion de tous métaux en quantités arbitraires est effectuée. Les conteneurs métalliques dans de telles variantes peuvent contenir jusqu'à plusieurs tonnes de métal. Bien entendu, dans ce cas, il est impossible de fabriquer soi-même des fours de fusion à induction. Les fours à canaux sont conçus pour fondre divers types de métaux non ferreux, ainsi que de la fonte.

Ce sujet intéresse souvent les amateurs de design radio et de technologie radio. Il devient désormais clair qu'il est tout à fait possible de créer des fours à induction de leurs propres mains, et de nombreuses personnes ont réussi à le faire. Cependant, pour créer un tel équipement, il est nécessaire de mettre en œuvre le fonctionnement d'un circuit électrique qui contiendrait les actions prescrites du four lui-même. De telles solutions nécessitent l’implication de personnes capables de produire des oscillations d’ondes. Un simple four à induction DIY selon le circuit peut être construit en utilisant quatre lampes électroniques en combinaison avec une lampe au néon, ce qui indique que le système est prêt à fonctionner.

Dans ce cas, la poignée du condensateur AC n'est pas située à l'intérieur de l'appareil. Grâce à cela, vous pouvez créer un four à induction de vos propres mains. Le schéma de l'appareil décrit en détail l'emplacement de chaque élément individuel. Vous pouvez vous assurer que l'appareil est suffisamment puissant à l'aide d'un tournevis, qui devrait atteindre un état chauffé au rouge en quelques secondes seulement.

Particularités

Si vous créez de vos propres mains un four à induction dont le principe de fonctionnement et l'assemblage sont étudiés et réalisés selon le schéma approprié, sachez que la vitesse de fusion dans ce cas peut être affectée par un ou plusieurs facteurs énumérés ci-dessous. :

Fréquence d'impulsion ;

Pertes d'hystérésis ;

Production d'énergie ;

La période de dégagement de chaleur ;

Pertes liées à l'apparition de courants de Foucault.

Si vous envisagez de construire une cuisinière à induction de vos propres mains, lorsque vous utilisez des lampes, vous devez vous rappeler que leur puissance doit être répartie de manière à ce que quatre pièces suffisent. En utilisant un redresseur, vous obtiendrez un réseau d'environ 220 V.

Utilisation domestique des poêles

Dans la vie quotidienne, de tels appareils sont assez rarement utilisés, bien que des technologies similaires puissent être trouvées dans les systèmes de chauffage. Ils peuvent être vus sous la forme de fours à micro-ondes et Dans le contexte des nouvelles technologies, ce développement a trouvé de nombreuses applications. Par exemple, l'utilisation des courants de Foucault dans les cuisinières à induction permet de cuisiner une grande variété de plats. Comme ils mettent très peu de temps à chauffer, le brûleur ne peut pas être allumé s'il n'y a rien dessus. Cependant, des ustensiles spéciaux sont nécessaires pour utiliser des cuisinières aussi spéciales et utiles.

Processus de construction

L'induction à faire soi-même se compose d'un inducteur, qui est un solénoïde constitué d'un tube de cuivre refroidi à l'eau et d'un creuset, qui peut être constitué de matériaux céramiques, et parfois d'acier, de graphite et autres. Dans un tel appareil, vous pouvez fondre de la fonte, de l'acier, des métaux précieux, de l'aluminium, du cuivre et du magnésium. Les fours à induction à faire soi-même sont fabriqués avec une capacité de creuset allant de quelques kilogrammes à plusieurs tonnes. Ils peuvent être sous vide, à gaz, ouverts et à compresseur. Les fours sont alimentés par des courants à haute, moyenne et basse fréquence.

Ainsi, si vous souhaitez fabriquer votre propre four à induction, le système implique l'utilisation des composants principaux suivants : un bain de fusion et une unité d'induction, qui comprend une pierre de foyer, un inducteur et un noyau magnétique. Un four à canal diffère d'un four à creuset en ce sens que l'énergie électromagnétique est transformée en énergie thermique dans le canal de dégagement de chaleur, dans lequel doit toujours se trouver un corps électriquement conducteur. Pour effectuer le premier démarrage d'un four à canal, du métal en fusion y est versé ou un gabarit constitué d'un matériau pouvant être redressé dans le four est inséré. Lorsque la fusion est terminée, le métal n'est pas complètement vidé, mais il reste un « marécage », destiné à remplir le canal de dégagement de chaleur pour un démarrage futur. Si vous envisagez de construire un four à induction de vos propres mains, pour faciliter le remplacement de la pierre du foyer de l'équipement, celle-ci est rendue amovible.

Composants du four

Donc, si vous souhaitez fabriquer un mini four à induction de vos propres mains, il est important de savoir que son élément principal est le serpentin chauffant. Dans le cas d'une version maison, il suffit d'utiliser un inducteur constitué d'un tube de cuivre nu dont le diamètre est de 10 mm. Pour l'inducteur, un diamètre interne de 80 à 150 mm est utilisé et le nombre de tours est de 8 à 10. Il est important que les virages ne se touchent pas et que la distance entre eux soit de 5 à 7 mm. Certaines parties de l'inducteur ne doivent pas entrer en contact avec son écran ; l'écart minimum doit être de 50 mm.

Si vous envisagez de fabriquer un four à induction de vos propres mains, sachez qu'à l'échelle industrielle, de l'eau ou de l'antigel est utilisé pour refroidir les inducteurs. En cas de faible consommation et de fonctionnement à court terme de l'appareil en cours de création, vous pouvez vous passer de refroidissement. Mais pendant le fonctionnement, l'inducteur devient très chaud et le tartre sur le cuivre peut non seulement réduire considérablement l'efficacité de l'appareil, mais également entraîner une perte totale de ses performances. Il est impossible de fabriquer soi-même un inducteur refroidi, il faudra donc le remplacer régulièrement. Vous ne pouvez pas utiliser le refroidissement à air forcé, car le boîtier du ventilateur placé à proximité du serpentin « attirera » les CEM, ce qui entraînera une surchauffe et une diminution de l'efficacité du four.

Générateur

Lors de l'assemblage d'un four à induction de vos propres mains, le circuit implique l'utilisation d'un élément aussi important qu'un générateur de courant alternatif. Vous ne devriez pas essayer de fabriquer un poêle si vous ne connaissez pas les bases de la radioélectronique au moins au niveau d'un radioamateur semi-qualifié. Le choix du circuit générateur doit être tel qu’il ne produise pas un spectre de courant dur.

Utiliser des fours à induction

Ce type d'équipement est largement utilisé dans des domaines tels que les fonderies, où le métal a déjà été nettoyé et doit recevoir une forme spécifique. Vous pouvez également vous procurer des alliages. Ils se sont également répandus dans la production de bijoux. Le principe de fonctionnement simple et la possibilité d'assembler un four à induction de vos propres mains vous permettent d'augmenter la rentabilité de son utilisation. Pour cette zone, des appareils d'une capacité de creuset allant jusqu'à 5 kilogrammes peuvent être utilisés. Pour les petites productions, cette option sera optimale.

Les radiateurs à induction peuvent être divisés en industriels et domestiques. Les fours à induction sont l'une des principales méthodes de génération de chaleur pour la fusion du métal dans l'industrie métallurgique. Les appareils fonctionnant sur le principe de l'induction sont des équipements électriques complexes et sont vendus dans une large gamme.

La technologie à induction est à la base d'appareils quotidiens tels que les micro-ondes, les fours électriques, les cuisinières à induction, les chaudières à eau chaude et les poêles pour systèmes de chauffage. Les cuisinières à induction sont pratiques, pratiques et économiques, mais nécessitent l'utilisation d'ustensiles spéciaux.

Les poêles les plus courants dans la vie quotidienne sont ceux qui utilisent le principe de fonctionnement par induction pour chauffer les pièces. Les options pour un tel chauffage sont des installations de chaudières ou des unités autonomes. Dans la fabrication de bijoux et dans les petits ateliers, les petits fours à induction sont indispensables pour faire fondre le métal.

Avantages de la fusion

Le chauffage par induction est direct, sans contact et son principe permet d'utiliser la chaleur générée avec une efficacité maximale. Le facteur d'efficacité (efficacité) lors de l'utilisation de cette méthode tend à 90 %. Pendant le processus de fusion, un mouvement thermique et électrodynamique du métal liquide se produit, ce qui contribue à une température uniforme dans tout le volume du matériau homogène.

Potentiel technologique de tels appareils crée des avantages :

• performance – peut être utilisé immédiatement après la mise sous tension ;
• vitesse élevée du processus de fusion;
• possibilité de régler la température de fusion ;
• orientation énergétique zonale et focalisée ;
• uniformité du métal fondu;
• aucun déchet provenant des éléments d'alliage ;
• la propreté et la sécurité de l'environnement.

Avantages du chauffage

Schémas

Il est tout à fait possible pour un artisan sachant lire des schémas électriques de réaliser de ses propres mains un four de chauffage ou un four de fusion par induction. Chaque maître doit déterminer lui-même la faisabilité d'installer une unité faite maison. Il est également nécessaire de bien comprendre le danger potentiel que représentent de telles structures mal exécutées.

Pour créer un four fonctionnel sans circuit prêt à l'emploi, vous devez avoir compréhension des bases de la physique chauffage par induction. Sans certaines connaissances, il n’est pas possible de concevoir et d’installer un tel appareil électrique. La conception d'appareils comprend le développement, la conception et la création de diagrammes.

Pour les propriétaires intelligents qui ont besoin d'un four à induction sûr, le circuit est particulièrement important, car il combine toutes les meilleures pratiques d'un artisan à domicile. Des appareils aussi populaires que les fours à induction ont une variété de schémas d'assemblage, où les artisans ont la possibilité de choisir :

• récipients pour fours;
• fréquence de fonctionnement ;
• méthode de doublure.

Caractéristiques

Lorsque vous créez un four de fusion à induction de vos propres mains, vous devez prendre en compte certaines caractéristiques techniques, affectant la vitesse de fusion du métal :

• puissance du générateur;
• fréquence d'impulsion;
• pertes dues aux écoulements turbulents ;
• pertes par hystérésis ;
• intensité du transfert de chaleur (refroidissement).

Principe de fonctionnement

La base du four à induction est d'obtenir de la chaleur à partir de l'électricité produite champ électromagnétique alternatif(EMF) inducteur (inducteur). Autrement dit, l’énergie électromagnétique est convertie en énergie électrique vortex, puis en énergie thermique.

Les courants de Foucault enfermés à l’intérieur des corps libèrent de l’énergie thermique qui chauffe le métal de l’intérieur. La conversion d'énergie en plusieurs étapes ne réduit pas l'efficacité du four. En raison du principe de fonctionnement simple et de la possibilité d'auto-assemblage selon des schémas électriques, la rentabilité de l'utilisation de tels appareils augmente.

Ces appareils efficaces, en version simplifiée et aux dimensions réduites, fonctionnent à partir d'un réseau 220V standard, mais nécessitent un redresseur. Dans de tels dispositifs, seuls les matériaux électriquement conducteurs peuvent être chauffés et fondus.

Conception

Un dispositif à induction est une sorte de transformateur alimenté par une source de courant alternatif inductance - enroulement primaire, le corps chauffé est l'enroulement secondaire.

L'inducteur de chauffage basse fréquence le plus simple peut être considéré comme un conducteur isolé (âme droite ou spirale) situé à la surface ou à l'intérieur d'un tuyau métallique.

Principaux composants de l'appareil, travaillant sur le principe de l'induction, considérons :

La puissance du générateur lance de puissants courants de fréquences variables dans un inducteur, ce qui crée un champ électromagnétique. Ce champ est une source de courants de Foucault, qui sont absorbés par le métal et le font fondre.

Système de chauffage

Lors de l'installation de radiateurs à induction faits maison dans un système de chauffage, les artisans utilisent souvent des modèles peu coûteux d'onduleurs de soudage (convertisseurs de tension DC-AC). La consommation d'énergie de l'onduleur est importante, donc pour un fonctionnement continu de tels systèmes vous avez besoin d'un câble d'une section de 4 à 6 mm2 au lieu des 2,5 mm2 habituels.

De tels systèmes de chauffage doivent être fermés et contrôlés automatiquement. De plus, pour la sécurité de fonctionnement, une pompe est requise pour la circulation forcée du liquide de refroidissement, des dispositifs pour éliminer l'air emprisonné dans le système et un manomètre. Le radiateur doit être situé à au moins 1 m du plafond et du sol, et à au moins 30 cm des murs et meubles.

Générateur

Les inducteurs sont alimentés par le réglage de fréquence industrielle de 50 Hz en usine. Et à partir de générateurs et de convertisseurs de hautes, moyennes et basses fréquences (alimentations individuelles), les inductances fonctionnent au quotidien. Il est plus efficace d'impliquer des générateurs haute fréquence dans l'assemblage. Peut être utilisé dans les mini-fours à induction courants de différentes fréquences.

L'alternateur ne doit pas produire un spectre de courant dur. Selon l'un des schémas les plus populaires pour l'assemblage de fours à induction dans des conditions domestiques, une fréquence de générateur de 27,12 MHz est recommandée. L'un de ces générateurs est assemblé à partir des pièces suivantes :

• 4 tétrodes (tubes électroniques) de forte puissance (marque 6p3s), avec connexion parallèle ;
• 1 néon supplémentaire - indicateur que l'appareil est prêt à fonctionner.

Inducteur

Diverses modifications de l'inducteur peuvent être présentées sous la forme d'un trèfle, d'un chiffre en huit et d'autres options. Le centre de l'assemblage est une ébauche de graphite ou de métal électriquement conductrice autour de laquelle le conducteur est enroulé.

Bon jusqu'aux températures élevées les pinceaux en graphite chauffent(fours de fusion) et spirale nichrome (appareil de chauffage). Le moyen le plus simple de fabriquer un inducteur est de le présenter sous la forme d'une spirale dont le diamètre interne est de 80 à 150 mm. Le matériau de la bobine chauffante du conducteur est également souvent un tube de cuivre ou un fil PEV 0,8.

Le nombre de tours du serpentin de chauffage doit être d'au moins 8 à 10. La distance requise entre les spires est de 5 à 7 mm et le diamètre du tube de cuivre est généralement de 10 mm. L'écart minimum entre l'inducteur et les autres parties de l'appareil doit être d'au moins 50 mm.

Espèces

Distinguer types de fours à induction de vos propres mains :

• canal - le métal en fusion est situé dans une tranchée autour du noyau de l'inducteur ;
• creuset - le métal est situé dans un creuset amovible à l'intérieur de l'inducteur.

Dans les grandes industries, les fours à canaux fonctionnent à partir d'appareils à fréquence industrielle et les fours à creuset fonctionnent à des fréquences industrielles, moyennes et hautes. Dans l'industrie métallurgique, les fours de type creuset sont utilisés pour la fusion :

• fonte;
• acier;
• cuivre;
• magnésium;
• aluminium;
• métaux précieux.

Les fours à induction de type canal sont utilisés dans la fusion :

• fonte;
• divers métaux non ferreux et leurs alliages.

Canal

Un four à induction à canal doit avoir, lorsqu'il est chauffé, corps électriquement conducteur dans la zone de génération de chaleur. Lors du démarrage initial d'un tel four, du métal en fusion est versé dans la zone de fusion ou un gabarit métallique préparé est inséré. Une fois la fusion du métal terminée, les matières premières ne sont pas complètement vidées, laissant un « marécage » pour la fusion suivante.

Creuset

Les fours à induction à creuset sont les plus appréciés des artisans car ils sont faciles à utiliser. Un creuset est un récipient amovible spécial placé dans un inducteur avec du métal pour un chauffage ou une fusion ultérieur. Le creuset peut être en céramique, en acier, en graphite et bien d'autres matériaux. Il diffère du type de canal par l'absence de noyau.

Refroidissement

Augmente l'efficacité du four de fusion dans les environnements industriels et dans le refroidissement des petits appareils domestiques fabriqués en usine. En cas de fonctionnement court et de faible consommation d'un appareil fait maison, vous pouvez vous passer de cette fonction.

Il n'est pas possible pour un artisan à domicile d'effectuer seul la tâche de refroidissement. Échelle sur cuivre peut entraîner une perte de fonctionnalité de l'appareil, un remplacement régulier de l'inducteur sera donc nécessaire.

Dans des conditions industrielles, le refroidissement par eau est utilisé, à l'aide d'antigel, et est également combiné avec le refroidissement par air. Le refroidissement par air forcé dans les appareils électroménagers faits maison est inacceptable, car le ventilateur peut absorber les CEM, ce qui entraînera une surchauffe du boîtier du ventilateur et une diminution de l'efficacité du poêle.

Sécurité

Lorsque vous travaillez avec le four, vous devez attention aux brûlures thermiques et prendre en compte le risque d'incendie élevé de l'appareil. Pendant que les appareils fonctionnent, ils ne doivent pas être déplacés. Vous devez être particulièrement prudent lors de l'installation de poêles chauffants dans des locaux résidentiels.

Les champs électromagnétiques affectent et chauffent tout l’espace environnant, et cette caractéristique est étroitement liée à la puissance et à la fréquence du rayonnement de l’appareil. Les appareils industriels puissants peuvent affecter les pièces métalliques à proximité, les tissus humains et les objets dans les poches des vêtements.

L'impact possible de tels dispositifs sur les personnes portant un stimulateur cardiaque implanté pendant le fonctionnement doit être pris en compte. Lors de l'achat d'appareils dotés d'un principe de fonctionnement par induction, vous devez lire attentivement le mode d'emploi.

Le principe même de fonctionnement d'un four à induction est que la chaleur nécessaire à la fusion est obtenue à partir de l'électricité générée par un champ magnétique alternatif. Dans de tels fours, l’énergie électromagnétique est convertie, puis électrique et finalement en chaleur. Comment fabriquer un four à induction de vos propres mains ?

Ces fours sont divisés en deux types :

1. Creuset. Dans de tels fours, l'inducteur et le noyau sont situés à l'intérieur du métal. Ce type de four est utilisé dans les fonderies industrielles pour faire fondre le cuivre, l'aluminium, la fonte, l'acier, ainsi que dans les usines de bijouterie pour faire fondre les métaux précieux.
2. Canal. Dans ce type de four, l'inducteur et le noyau sont situés autour du métal.

Par rapport aux chaudières ou autres poêles, les poêles à induction présentent de nombreux avantages :

• échauffez-vous instantanément;
• concentrer l'énergie dans une plage donnée ;
• appareil respectueux de l'environnement et sécurité relative;
• il n'y a pas de gaspillage ;
• d'énormes possibilités d'ajustement de la température et de la capacité ;
• homogénéité du métal qui fond.

Les fours à induction sont également utilisés pour le chauffage. Il s’agit d’une méthode de chauffage à la fois pratique et silencieuse.

Ne nécessite pas de local spécial pour la chaudière. Le tartre ne s'accumule pas sur l'élément chauffant et tout liquide, qu'il s'agisse d'huile, d'eau ou autre, peut être utilisé pour circuler dans le système de chauffage. Le poêle est également durable, car il s’use très peu. Comme mentionné précédemment, il est très respectueux de l'environnement, car il n'y a pas d'émissions nocives dans l'air et répond également à toutes les exigences en matière de sécurité incendie.

Collecte d'informations

Une personne qui sait lire et comprendre un schéma électrique n'aura pas de difficulté à comprendre comment fabriquer un four à induction comme celui-ci. Sur Internet, vous verrez des dizaines, voire des centaines d'options pour fabriquer divers fours à induction en utilisant des déchets ménagers, par exemple à partir d'un vieux micro-ondes ou d'un onduleur de soudage.

N'oubliez pas que le courant électrique est une chose dangereuse. Et pour fabriquer un four à induction, il faut avoir une idée de ce qu'est le chauffage par induction. Il est conseillé d'être accompagné d'une personne qui comprend au moins les bases de l'électrotechnique ou qui a de l'expérience avec des équipements électriques.

Principe de fonctionnement

La base du fonctionnement d'un tel poêle est l'extraction de chaleur d'un courant électrique, qui produit un champ magnétique alternatif à l'aide d'un inducteur. Il s’avère que nous obtenons de la chaleur d’abord à partir de l’énergie électromagnétique, puis à partir de l’énergie électrique. L'étanchéité des courants qui traversent les spires de l'inducteur (inducteur) génère de la chaleur et réchauffe le métal de l'intérieur.

Un tel poêle peut avoir une version simplifiée et fonctionner à partir d'un réseau domestique 220V. Mais cela nécessite un redresseur, c'est-à-dire un adaptateur.

Structure du four

La conception d'un appareil à induction est similaire à celle d'un transformateur. Dans celui-ci, l'enroulement primaire est alimenté en courant alternatif et l'enroulement secondaire sert de corps chauffé.

L'inducteur le plus simple est considéré comme un conducteur isolé (en forme de spirale ou de noyau), situé à la surface d'un tuyau métallique ou à l'intérieur de celui-ci.

Voici quelques nœuds qui fonctionnent par induction :

• inducteur;
• compartiment du four de fusion ;
• un élément chauffant pour un four de chauffage ;
• générateur;
• cadre.

Beaucoup de gens pensent que le processus de fusion du métal nécessite d'énormes structures, presque des usines avec un grand nombre de personnels. Mais il existe aussi un métier de bijoutier et des métaux tels que l'or, l'argent, le platine et autres, utilisés pour fabriquer des bijoux ajourés et exquis, dont certains sont à juste titre considérés comme de véritables œuvres d'art. Un atelier de bijouterie est une entreprise qui ne tolère pas une échelle excessive. Et le processus de fusion y est tout simplement nécessaire. Par conséquent, un four à induction pour fondre le métal est nécessaire ici. Ce n’est pas gros, c’est très efficace et facile à utiliser.

Le principe de fonctionnement d’un four à induction est un merveilleux exemple de la façon dont un phénomène indésirable est utilisé avec une efficacité accrue. Les courants d'induction dits de Foucault, qui interfèrent généralement dans tout type d'électrotechnique, visent ici uniquement un résultat positif.

Pour que la structure métallique commence à chauffer puis à fondre, elle doit être placée sous ces mêmes courants de Foucault, et ils sont formés dans une bobine d'induction, qui, en gros, est ce qu'est un four.

En termes simples, tout le monde sait que pendant le fonctionnement, tout appareil électrique commence à chauffer. Un four à induction pour la fusion du métal exploite pleinement cet effet autrement indésirable.

Avantages par rapport aux autres types de fours de fusion

Les fours à induction ne sont pas la seule invention utilisée pour fondre les métaux. Il existe également des fours à sole ouverte, des hauts fourneaux et d'autres types célèbres. Cependant, le poêle que nous envisageons présente un certain nombre d'avantages indéniables par rapport à tous les autres.

• Les fours fonctionnant sur le principe de l'induction peuvent être assez compacts et leur placement ne posera aucune difficulté.
• Vitesse de fusion élevée. Si d'autres fours de fusion du métal nécessitent plusieurs heures rien que pour chauffer, un four à induction y parvient plusieurs fois plus rapidement.
• Le rendement n'est que légèrement inférieur à 100 %.
• En termes de pureté de la matière fondue, le four à induction occupe sans aucun doute la première place. Dans d'autres appareils, la pièce préparée pour la fusion est en contact direct avec l'élément chauffant, ce qui entraîne souvent une contamination. Les courants de Foucault chauffent la pièce de l'intérieur, affectant la structure moléculaire du métal, et aucun sous-produit n'y pénètre.

Ce dernier avantage est essentiel en bijouterie, où la fréquence du matériau augmente sa valeur et son caractère unique.

Placement du four

Le four à induction compact, selon la taille, peut être posé au sol ou sur table. Quelle que soit l’option choisie, il existe quelques règles de base pour choisir un emplacement.

• Malgré la simplicité de manipulation du poêle, il s'agit toujours d'un appareil électrique qui nécessite le respect de mesures de sécurité. Et la première chose à prendre en compte lors de l'installation est la présence de la source d'alimentation appropriée, adaptée au modèle de l'appareil.
• Possibilité de mise à la terre de haute qualité.
• Doter l'installation d'une alimentation en eau.
• Les fours de table nécessitent une base stable.
• Mais surtout, rien ne doit gêner pendant le travail. Même si la masse fondue n'est pas trop importante en volume et en masse, sa température est supérieure à 1000 degrés et l'éclabousser accidentellement hors du moule peut causer des blessures très graves à vous-même ou à quelqu'un à proximité.

Il n'y a rien à dire sur le fait qu'il ne devrait y avoir aucune matière inflammable ou, surtout, explosive à proximité d'un four à induction en fonctionnement. Mais un pare-feu accessible à pied est absolument nécessaire.

Types de fours à induction

Deux types de fours à induction sont largement utilisés : à canal et à creuset. Ils ne diffèrent que par la méthode de travail avec eux. À tous autres égards, y compris les avantages, ces fours de fusion sont très similaires. Considérons chaque option séparément :

• Four à canal. Le principal avantage de ce type est un cycle continu. Vous pouvez charger une nouvelle portion de matières premières et décharger le métal déjà fondu directement pendant le chauffage. La seule difficulté peut survenir lors du démarrage. Le canal par lequel le métal liquide sera évacué du four doit être rempli.
• Four à creuset. Contrairement à la première option, chaque portion de métal devra être chargée séparément. C'est le point. La matière première est placée dans un creuset résistant à la chaleur et placée à l'intérieur de l'inducteur. Une fois le métal fondu, il est évacué du creuset et ensuite seulement la portion suivante est chargée. Ce four est idéal pour les petits ateliers où de grandes masses de matières premières fondues ne sont pas nécessaires.

Le principal avantage des deux options est la rapidité de production. Cependant, le four à creuset gagne ici aussi. De plus, il est tout à fait possible de le réaliser de vos propres mains dans des conditions presque domestiques.

Un four à induction fait maison ne présente aucune difficulté, de sorte qu'une personne ordinaire ayant au moins quelques connaissances en génie électrique ne pourrait pas l'assembler. Il ne comporte que trois blocs principaux :

• Générateur.
• Inducteur.
• Creuset.

L'inducteur est un enroulement en cuivre que vous pouvez fabriquer vous-même. Vous devrez chercher le creuset soit dans les magasins appropriés, soit l'obtenir par d'autres moyens. Et comme générateur peuvent être utilisés les éléments suivants : un onduleur de soudage, un transistor auto-assemblé ou un circuit de lampe.

Four à induction sur un inverseur de soudage

L'option la plus simple et la plus répandue. Les efforts devront être consacrés uniquement à la construction de l'inducteur. Prenez un tube de cuivre à paroi mince de 8 à 10 cm de diamètre et pliez-le selon le motif souhaité. Les spires doivent être espacées de 5 à 8 mm et leur nombre dépend des caractéristiques et du diamètre de l'onduleur. L'inducteur est fixé dans un boîtier en textolite ou en graphite, et un creuset est placé à l'intérieur de l'installation.

Four à induction à transistors

Dans ce cas, vous devrez travailler non seulement avec vos mains, mais aussi avec votre tête. Et parcourez les magasins à la recherche des pièces détachées nécessaires. Après tout, vous aurez besoin de transistors de différentes capacités, de quelques diodes, de résistances, de condensateurs à film, de deux fils de cuivre d'épaisseurs différentes et de quelques anneaux d'inductance.

• Avant le montage, il faut tenir compte du fait que le circuit résultant deviendra très chaud pendant le fonctionnement. Il est donc nécessaire d’utiliser des radiateurs assez grands.
• Les condensateurs sont assemblés en parallèle dans une batterie.
• Un fil de cuivre d'un diamètre de 1,2 mm est enroulé sur les bagues d'accélérateur. Selon la puissance, les tours doivent être de 7 à 15.
• Un objet cylindrique, dont le diamètre correspond à la taille du creuset, est enroulé avec 7 à 8 tours de fil de cuivre d'un diamètre de 2 mm. Les extrémités du fil sont laissées suffisamment longues pour la connexion.
• Selon un schéma spécial, tout est monté sur le tableau.
• La source d'alimentation peut être une batterie de 12 volts.
• Si nécessaire, vous pouvez réaliser un boîtier en textolite ou en graphite.
• La puissance de l'appareil est ajustée en augmentant ou en diminuant les tours de l'enroulement de l'inducteur.

Assembler soi-même un tel appareil n’est pas facile. Et vous ne pouvez entreprendre ce travail que si vous êtes sûr de la justesse de vos actions.

Four à induction avec lampes

Contrairement à un four à transistor, un four à lampe sera beaucoup plus puissant, ce qui signifie que vous devrez le manipuler ainsi que le circuit avec plus de soin.

• 4 lampes à faisceau connectées en parallèle généreront des courants à haute fréquence.
• Le fil de cuivre est plié en spirale. La distance entre les tours est de 5 millimètres ou plus. Les bobines elles-mêmes ont un diamètre de 8 à 16 cm. L'inducteur doit être d'une taille telle que le creuset puisse facilement s'y glisser.
• L'inducteur est placé dans un boîtier en matériau non conducteur (textolite, graphite).
• Vous pouvez mettre un voyant néon sur le corps.
• Vous pouvez également inclure un condensateur d'accord dans le circuit.

Réaliser les deux circuits nécessite quelques connaissances, qui peuvent être acquises, mais il est préférable qu'un vrai spécialiste le fasse.

Refroidissement

Cette question est probablement la plus difficile de toutes celles qui se posent à une personne qui décide d'assembler de manière indépendante un appareil de fusion basé sur le principe de l'induction. Le fait est qu'il n'est pas recommandé de placer le ventilateur directement à côté du poêle. Les pièces métalliques et électriques du dispositif de refroidissement peuvent nuire au fonctionnement du poêle. Un ventilateur situé loin peut ne pas assurer le refroidissement nécessaire, ce qui entraînera une surchauffe.

La deuxième option consiste à effectuer un refroidissement par eau. Cependant, l'exécuter efficacement et correctement à la maison est non seulement difficile, mais aussi non rentable financièrement. Dans ce cas, il convient de réfléchir : ne serait-il pas plus économique d'acheter une version industrielle d'un four à induction, produite en usine, dans le respect de toutes les technologies nécessaires ?

Précautions de sécurité lors de la fusion du métal dans un four à induction

Il n'est pas nécessaire de s'étendre sur ce sujet, puisque presque tout le monde connaît les règles de sécurité de base. Nous ne devrions nous attarder que sur les problèmes propres à ce type d'équipement.

• Commençons par la sécurité personnelle. Lorsque vous travaillez avec un four à induction, sachez que les températures ici sont très élevées, ce qui présente un risque de brûlure. L'appareil est également électrique et nécessite une attention particulière.
• Si vous avez acheté un poêle fini, vous devez faire attention au rayon d'influence du champ électromagnétique. Sinon, les montres, téléphones, caméras vidéo et autres gadgets électroniques pourraient commencer à mal fonctionner, voire tomber en panne complètement.
• Les vêtements de travail doivent être choisis avec des attaches non métalliques. Leur présence, au contraire, affectera le fonctionnement du four.
• À cet égard, une attention particulière doit être accordée au four à lampe. Tous les éléments haute tension doivent être cachés dans le boîtier.

Bien sûr, il est peu probable qu'un tel équipement soit utile dans un appartement en ville, mais les radioamateurs qui s'occupent constamment de l'étamage et les fabricants de bijoux ne peuvent pas se passer d'une cuisinière à induction. Pour eux, cette chose est très utile, on pourrait dire irremplaçable, et en quoi cela aide dans leur travail, il vaut mieux leur demander eux-mêmes.