หน้าแรก > บทความที่น่าสนใจ > Induction heat สิ่งที่ต้องรู้ก่อนเลือกใช้

Induction heat สิ่งที่ต้องรู้ก่อนเลือกใช้

       ในการพิจารณาเลือกใช้ induction heat มาใช้งาน มีปัจจัยหลายอย่างที่ต้องพิจารณา คุณสมบัติทางแม่เหล็ก (การซึมผ่านสัมพัทธ์), คุณสมบัติทางไฟฟ้า (ความต้านทาน) และคุณสมบัติทางความร้อน (การนำไฟฟ้า) ของชิ้นส่วนที่ต้องการให้ความร้อน ชนิดของโลหะ รูปทรงและความต้านทานของโลหะ  ที่ถือเป็นโหลดของระบบที่เปลี่ยนแปลงไปเรื่อย ๆ ตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ซึ่งต้องเลือกขนาดของ induction heat ให้เหมาะสม  และมี"ช่วงความต้านทาน" ซึ่งควรกว้างที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

 

ปัจจัยหลัก ๆ  ในการเลือกเครื่องทำความร้อนเหนี่ยวนำคือ

 

    -พลังงานระบบ

    -ความถี่ของระบบ

    - การออกแบบของขดลวดเหนี่ยวนำ

พลังงานระบบ: คือพลังของการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กที่จากสร้างความเข้มข้นของพลังงานที่ส่งไปที่ชิ้นงานเพื่อเหนี่ยวนำให้เกิดความร้อนต่อพื้นผิวโลหะใด ๆ พลังงานที่สูงขึ้นจะสร้างความร้อนได้รวดเร็ว จะช่วยให้เวลาในการทำงานของเครื่อง induction heat สั้นลง ความร้อนของอุปกรณ์ภายในก็จะไม่ร้อนมาก ช่วยให้เครื่องทนทานต่อการใช้งานด้วย

 

ความถี่ของระบบ:

ในการเหนี่ยวนำความร้อนไปที่ชิ้นงาน ความถี่ของ induction heat มีผลต่อการเจาะความร้อนไปยังศูนย์กลาง / แกนกลาง(การซึมผ่านสัมพัทธ์)และพื้นผิวของโลหะ ความถี่ต่ำ คาบเวลาของความถี่ยาวกว่า ก็จะเหนี่ยวนำความร้อนเข้าไปจากพื้นผิวโลหะได้ลึกกว่าความถี่ที่สูงขึ้นนั่นเอง  ทีนี้เรามาดูกันว่า ความถี่แต่ละความถี่ สามารถสร้างความร้อนซึมซาบเข้าไปในพื้นผิวได้เท่าใหร่ (ซึ่งจะมีผลต่อการพิจารณาการใช้เครื่องมาก ๆ )

         - ความถี่ต่ำกว่า 10 kHz ได้ความลึก(ประมาณ): 0.090–0.200 นิ้ว

         - ความถี่ต่ำกว่า 30 kHz ได้ความลึก(ประมาณ): 0.080–0.120 นิ้ว

         - ความถี่ต่ำกว่า 100 kHz ได้ความลึก(ประมาณ): 0.050–0.080 นิ้ว

         - ความถี่ต่ำกว่า 450 kHz ได้ความลึก(ประมาณ): 0.030–0.040 นิ้ว

 

ทางKMI.TEAM ENGINEERING CO.,LTD ของเราได้แบ่งความถี่ออกเป็นช่วง ๆ ให้เหมาะสมกับงานดังนี้

         เครื่อง Induction heat ความถี่กลาง - 1 kHz ถึง 20 kHz

         เครื่องInduction heat ความถี่สูง - 30 kHz ถึง 80 kHz

         เครื่องInduction heat ความถี่สูงพิเศษ - 100 kHz ถึง 500 kHz

     
    หลังจากที่เราทราบว่า แต่ละความถี่ สามารถสร้างความร้อนได้ลึกเข้าไปในชิ้นงานขนาดใหน เราก็พอจะเลือกได้ว่า งานของเราต้องเลือกใช้ความถี่เท่าใหร่ เช่น งานหลอมโลหะ ต้องเลือกใช้ความถี่กลางถึงต่ำ งานชุบแข็ง ต้อง  พิจารณาว่า ต้องการความลึกของการชุบเท่าใหร่ หากชิ้นงานหนา ควรเลือกความถี่กลาง แต่ถ้าชิ้นงานบางมาก ควรเลือกความถี่สูงพิเศษ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด
 
หลังจากเลือกความถี่เรียบร้อยแล้ว สิ่งที่ต้องเลือกถัดไปคือ ขนาดพลังงานที่ต้องการใช้ ซึ่งสัมพันธิ์กับเวลาที่ต้องการทำความร้อน ในแต่ละ process มีข้อจำกัดเรื่องเวลาไม่เท่ากัน หากต้องการความเร็วสูง พลังงานที่ใช้ต้องมากกว่านั่นเองครับ 
 
อีกเรื่องที่ต้องคำนึงถึงของการเลือกขนาดเครื่อง induction heat คือ ขนาดและรูปร่างของชิ้นงาน ชิ้นงานที่มีมวลมากกว่า จะตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กได้ใวกว่าชิ้นงานที่มีมวลน้อยกว่า ดังนั้น ถ้าชิ้นงานของท่านมีมวลน้อย เป็นท่อกลวง ท่านต้องเลือกเครื่องที่มีพลังงานสูง ๆ ใว้ก่อนนะครับ ไม่งั้นงานอาจจะไม่ success ตามที่คาดหวังใว้ก็ได้   
 

 เทคนิคการดูสีของโลหะเมื่อใช้งาน induction heat 

    เนื่องจากการใช้งาน induction heat กับงานโลหะบาง application ค่อนข้างยากต่อการวัดอุณหภูมิ  ด้วยอุปสรรคจากพื้นที่จำกัด ขนาด coil หรือการไต่ของอุณหภูมิที่รวดเร็ว ทำให้ temp sensor บางประเภทไม่สามารถใช้งานได้  เช่น thermocouple แบบที่ต้องสัมผัสชิ้นงาน   temp sensor ที่เหมาะสมคือแบบ infrared เท่านั้น  แต่ก็ติดขัดเรื่องตำแหน่งติดตั้งและการทนต่ออุณหภูมิของ len infrared และงานบางประเภทก็ไม่ได้ต้องการความแม่นยำสูง ๆ  เราก็สามารถใช้การสังเกตุสีของโลหะเพื่อประมาณการณ์อุณหภูมิได้  ดังเช่นตารางต่อไปนี้ (อ้างอิงวัสดุเป็นเหล็กนะครับ )

 
อุณหภูมิ ( C ) สีของชิ้นงาน
480  เริ่มแดง
580 แดงเรื่อๆ 
730 แดงฉ่ำ ออกส้ม ๆ
930 ส้ม ฉ่ำๆ 
1100 ส้มออกขาว ผิวเริ่มแตก
1300 ขาวจัด ผิวแตกจนเห็นได้ชัด
1400 เริ่มละลายให้เห็น 

  จากตารางด้านบน  ถ้าเป็นงานประเภท งานชุบแข็ง hardenning หรืองาน blasing ควรใช้อุณหภูมิในช่วง ระหว่าง 930-1000 C จะดีที่สุด ระวังอย่าให้ความร้อนไปนจนถึง 1100 คือผิวเริ่มแตก จะทำให้ชิ้นงานเสียหายได้ และต้องไม่ต่ำกว่า 930 C  เพราะค่าความแข็งจะไม่ได้ตามต้องการ