Inductotherm Group şirketleri, çeşitli sektörlerdeki eritme, ısıtma ve kaynak uygulamalarında elektromanyetik indüksiyonu kullanmaktadır. Peki, indüksiyon tam olarak nedir? Ve diğer ısıtma yöntemlerinden ne farkı vardır?
Tipik bir mühendis için indüksiyon, büyüleyici bir ısıtma yöntemidir. Bir bobin içindeki metal parçasının saniyeler içinde kiraz kırmızısına dönüşmesini izlemek, indüksiyonla ısıtmaya aşina olmayanlar için şaşırtıcı olabilir. İndüksiyonla ısıtma ekipmanlarının kullanımı, fizik, elektromanyetizma, güç elektroniği ve proses kontrolü konularında bilgi gerektirir; ancak indüksiyonla ısıtmanın temel kavramları anlaşılması kolaydır.
Temel bilgiler
Michael Faraday tarafından keşfedilen indüksiyon, iletken bir malzemeden (örneğin bakır) yapılmış bir bobinle başlar. Bobinden akım geçtiğinde, bobinin içinde ve çevresinde bir manyetik alan oluşur. Manyetik alanın iş yapma yeteneği, bobinin tasarımına ve bobinden geçen akım miktarına bağlıdır.
Manyetik alanın yönü, akımın yönüne bağlıdır
akım; dolayısıyla bobinden geçen bir alternatif akım, manyetik alanın yönünün alternatif akımın frekansı ile aynı hızda değişmesine neden olur. 60 Hz’lik bir alternatif akım, manyetik alanın saniyede 60 kez yön değiştirmesine neden olur. 400 kHz’lik bir alternatif akım ise manyetik alanın saniyede 400.000 kez yön değiştirmesine neden olur.
İletken bir malzeme olan iş parçası,değişkenbir manyetik alana (örneğin, alternatif akımla üretilen bir alana) yerleştirildiğinde, iş parçasında bir gerilim indüklenir (Faraday Yasası). İndüklenen gerilim, elektron akışına yol açar: akım! İş parçası içinden akan akım, bobindeki akımın tersi yönde olacaktır. Bu, bobindeki akımın frekansını kontrol ederek iş parçasındaki akımın frekansını da kontrol edebileceğimiz anlamına gelir.
Akım bir ortamdan geçerken, elektronların hareketine karşı bir direnç oluşur. Bu direnç ısı olarak ortaya çıkar (Joule Isınma Etkisi). Elektron akışına karşı daha dirençli olan malzemeler, içlerinden akım geçerken daha fazla ısı yayar; ancak indüklenmiş bir akım kullanılarak yüksek iletkenliğe sahip malzemelerin (örneğin bakır) ısıtılması da kesinlikle mümkündür. Bu olgu, endüktif ısıtma için hayati öneme sahiptir.
İndüksiyonla Isıtma için nelere ihtiyacımız var?
Tüm bunlar bize, indüksiyonla ısıtmanın gerçekleşmesi için iki temel şeye ihtiyaç duyduğumuzu göstermektedir: Değişen bir manyetik alan vebu manyetik alana yerleştirilmiş elektriksel olarak iletken bir malzeme.
İndüksiyonla ısıtma, diğer ısıtma yöntemleriyle karşılaştırıldığında nasıl bir durumdadır?
Bir nesneyi indüksiyon olmadan ısıtmanın çeşitli yöntemleri vardır. Endüstride yaygın olarak kullanılan yöntemlerden bazıları arasında gaz fırınları, elektrikli fırınlar ve tuz banyoları sayılabilir. Bu yöntemlerin tümü, ısı kaynağından (brülör, ısıtma elemanı, sıvı tuz) ürüne konveksiyon ve radyasyon yoluyla ısı aktarımı esasına dayanır. Ürünün yüzeyi ısındıktan sonra, ısı termal iletim yoluyla ürünün içinden geçer.
İndüksiyonla ısıtılan ürünlerde, ısının ürün yüzeyine aktarılması konveksiyon ve radyasyona bağlı değildir. Bunun yerine, akım akışı sayesinde ürünün yüzeyinde ısı üretilir. Ürün yüzeyinden kaynaklanan ısı daha sonra termal iletim yoluyla ürünün iç kısmına aktarılır. İndüklenen akım kullanılarak doğrudan ısı üretilen derinlik,“elektriksel referans derinlik” olarak adlandırılan bir değere bağlıdır.
Şu elektriksel referans derinliği büyük ölçüde şunun sıklığına bağlıdır:
iş parçasından geçen alternatif akım. Daha yüksek frekanslı akım, daha sığ bir elektriksel referans derinliği ve daha düşük frekanslı bir akım, daha derin bir elektriksel referans derinliği. Bu derinlik, iş parçasının elektriksel ve manyetik özelliklerine de bağlıdır. Resme bakınız: Yüksek Frekans (solda) ve Düşük Frekans (sağda) için Elektriksel Referans Derinliği
Inductotherm Group şirketleri, bu fiziksel ve elektriksel olaylardan yararlanarak belirli ürünler ve uygulamalar için özel ısıtma çözümleri sunmaktadır. Güç, frekans ve bobin geometrisinin titizlikle kontrol edilmesi, Inductotherm Group şirketlerinin uygulamadan bağımsız olarak yüksek düzeyde proses kontrolü ve güvenilirliğe sahip ekipmanlar tasarlamasını sağlamaktadır.
İndüksiyonla Ergitme
Birçok işlemde eritme, kullanışlı bir ürün elde etmenin ilk adımıdır; indüksiyonla eritme ise hızlı ve verimlidir. İndüksiyon bobininin geometrisini değiştirerek, indüksiyonla eritme fırınları, bir kahve fincanı hacminden yüzlerce ton erimiş metale kadar değişen boyutlardaki yükleri barındırabilir. Ayrıca, frekans ve gücü ayarlayarak, Inductotherm Group şirketleri, bunlarla sınırlı olmamak üzere demir, çelik ve 
paslanmaz çelik alaşımları, bakır ve bakır bazlı alaşımlar, alüminyum ve silikon. İndüksiyon ekipmanları, mümkün olan en yüksek verimliliği sağlamak üzere her bir uygulama için özel olarak tasarlanmaktadır.
İndüksiyonla eritmenin doğasında bulunan önemli bir avantaj, indüksiyonla karıştırmadır. Bir indüksiyon fırınında, metal yük malzemesi, elektromanyetik bir alan tarafından üretilen akımla eritilir veya ısıtılır. Metal eridiğinde, bu alan aynı zamanda metal banyosunun hareket etmesine de neden olur. Buna indüksiyonla karıştırma denir. Bu sürekli hareket, metal banyosunu doğal bir şekilde karıştırarak daha homojen bir karışım oluşturur ve alaşımlama sürecine yardımcı olur. Karıştırma miktarı, fırının boyutuna, metale verilen güce, elektromanyetik alanın frekansına ve fırındaki metalin türüne/miktarına göre belirlenir. Gerekirse, herhangi bir fırında endüktif karıştırma miktarı özel uygulamalar için ayarlanabilir.
İndüksiyonlu Vakumlu Ergitme
İndüksiyonla ısıtma manyetik alan kullanılarak gerçekleştirildiğinden, iş parçası (veya yük) refrakter veya başka bir iletken olmayan ortam vasıtasıyla indüksiyon bobininden fiziksel olarak izole edilebilir. Manyetik alan bu malzemeden geçerek içindeki yükte bir gerilim indükler. Bu, yükün veya iş parçasının vakum altında veya dikkatle kontrol edilen bir atmosferde ısıtılabileceği anlamına gelir. Bu da reaktif metallerin (Ti, Al), özel alaşımların, silikonun, grafitin ve diğer hassas iletken malzemelerin işlenmesini mümkün kılar.
İndüksiyonla Isıtma
Bazı yanma yöntemlerinin aksine, indüksiyonla ısıtma, parti büyüklüğünden bağımsız olarak hassas bir şekilde kontrol edilebilir. Bir indüksiyon bobini aracılığıyla akım, gerilim ve frekansın değiştirilmesi, yüzey sertleştirme, sertleştirme ve temperleme, tavlama ve diğer ısıl işlem türleri gibi hassas uygulamalar için ideal olan, ince ayarlı bir ısıtma sağlar. Otomotiv, havacılık, fiber optik, tel sertleştirme ve yay telinin temperlenmesi gibi kritik uygulamalar için yüksek düzeyde hassasiyet şarttır. İndüksiyonla ısıtma, titanyum, değerli metaller ve gelişmiş kompozitlerin kullanıldığı özel metal uygulamaları için son derece uygundur. İndüksiyonla elde edilen hassas ısıtma kontrolü, rakipsizdir. Ayrıca, vakumlu pota ısıtma uygulamalarıyla aynı ısıtma ilkelerini kullanan indüksiyonla ısıtma, sürekli uygulamalar için atmosfer altında da gerçekleştirilebilir. Örneğin, paslanmaz çelik boru ve tüpün parlak tavlanması gibi.
Yüksek Frekanslı İndüksiyon Kaynağı
Yüksek Frekanslı (HF) akım kullanılarak indüksiyon uygulandığında, hatta kaynak bile yapılabilir. Bu uygulamada çok sığ olan elektriksel referans derinlikleri HF akımıyla elde edilebilen. Bu durumda bir metal şerit kesintisiz olarak şekillendirilir ve ardından bir sistemden geçer 
Tek amacı, şekillendirilmiş şeridin kenarlarını birbirine bastırarak kaynak oluşturmak olan, hassas bir şekilde tasarlanmış silindirler. Şekillendirilmiş şerit, bu silindir grubuna ulaşmadan hemen önce bir indüksiyon bobininden geçer. Bu durumda akım, şekillendirilmiş kanalın sadece dış çevresinden değil, şerit kenarlarının oluşturduğu geometrik “V” şekli boyunca aşağı doğru akar. Akım şerit kenarları boyunca akarken, kenarlar uygun bir kaynak sıcaklığına (malzemenin erime sıcaklığının altında) kadar ısınır. Kenarlar birbirine bastırıldığında, tüm kalıntılar, oksitler ve diğer safsızlıklar dışarı atılır ve sonuçta katı hal dövme kaynağı elde edilir.
Gelecek
Gelişmiş mühendislik malzemeleri ve alternatif enerji kaynaklarının yaygınlaşacağı bu çağda, gelişmekte olan ülkelerin güçlendirilmesi ihtiyacının da eklenmesiyle, indüksiyonun benzersiz özellikleri geleceğin mühendislerine ve tasarımcılarına hızlı, verimli ve hassas bir ısıtma yöntemi sunmaktadır.