Как собственными руками собрать индукционную печь для плавки металла дома

Плавка металла методом индукции повсеместно используется в разных ветвях: металлургии, автомобилестроении, ювелирном деле. Обычную печь индукционного типа для плавки металла дома можно собрать собственными руками.

Рабочий принцип

Нагрев и плавка металлов в индукционных печах происходят за счёт внутреннего нагрева и изменения кристаллической решётки металла при прохождении через них высокочастотных вихревых токов. В основе данного процесса лежит явление резонанса, при котором вихревые токи имеют максимальное значение.

Чтобы вызвать протекание вихревых токов через расплавляемый металл, его помещают в территорию действия электромагнитного поля индуктора — катушки. Она как правило имеет форму спирали, восьмерки или трилистника. Форма индуктора зависит от размера и формы нагреваемой заготовки.

Катушка индуктора подсоединяется к источнику электрического тока. В производственных плавильных печах применяют токи промышленной частоты 50 Гц, для плавки малых объемов металлов в ювелирном деле применяют высокочастотные резервные электростанции, как намного лучше.

Вихревые токи замыкаются по контуру, ограниченному магнитным полем индуктора. Благодаря этому нагрев проводящих ток компонентов возможен как в середине катушки, так и с внешней ее стороны.

Благодаря этому электромеханические печи бывают 2-ух типов:

канальные, в которых емкостью для плавки металлов являются каналы, размещенные вокруг индуктора, а в середине него размещён сердечник;

тигельные, в них применяется специализированная емкость — тигель, сделанный из огнеупорного материала, в большинстве случаев снимающийся.

Канальная печь чрезмерно габаритная и которая рассчитана на промышленные объемы плавки металлов. Ее применяют при выплавке чугуна, алюминия и прочих цветных металлов.
Тигельная печь довольно удобна, ей пользуются ювелиры, радиолюбители, такую печь можно собрать собственными руками и применять дома.

Устройство

Рукодельная печь для плавки металлов имеет довольно обычную конструкцию и состоит из трех главных блоков, помещенных в единый корпус:

генератор электрического тока высокой частоты;

индуктор — спиралевидная обмотка из проволоки из меди или трубки, сделанная собственными руками;

тигель.

Тигель помещают в индуктор, концы обмотки подсоединяют к источнику тока. При протечке тока по обмотке вокруг нее появляется электромагнитное поле с переменным вектором. В магнитном поле появляются вихревые токи, направлены перпендикулярно его вектору и проходящие по замкнутому контуру в середине обмотки. Они проходят через металл, положенный в тигель, при этом нагревая его до температуры плавления.

Положительные качества индукционной печи:

• быстрый и одинаковый нагрев металла сразу же после включения установки;
• тенденция нагрева — греется только металл, а не вся установка;
• большая скорость плавления и однородность расплава;
• отсутствует парообразование легирующих элементов металла;
• установка экологично чиста и неопасна.

В качестве генератора индукционной печи для плавки металла может быть применен инверторный сварочный аппарат. Также можно собрать генератор по предоставленным ниже схемам собственными руками.

Печь для плавки металла на сварочном инверторе

Данная конструкция выделяется обычностью и безопасностью, так как все сварочные аппараты инверторного типа оснащены внутренними защитами от перегрузок. Вся сборка печи в таком случае сводится к изготовлению собственными руками индуктора.

Выполняют его в большинстве случаев в форме спирали из медной тонкостенной трубки диаметром 8-10 мм. Ее сгибают по шаблону необходимого диаметра, располагая витки на расстоянии 5-8 мм. Кол-во витков — от 7 до 12, в зависимости от диаметра и параметров преобразователя напряжения. Общее сопротивление индуктора должно быть таким, чтобы не вызывать перегрузки по току в преобразователе напряжения, иначе он будет отключаться внутренней защитой.

Индуктор можно зафиксировать в корпусе из графита или текстолита и установить вовнутрь тигель. Можно просто поставить индуктор на термостойкую поверхность. Корпус не должен проводить ток, иначе замыкание вихревых токов будет проходить через него, и мощность установки уменьшится. Из-за этой причины не рекомендуется располагать в зоне плавления сторонние предметы.

Во время работы от инверторного сварочного аппарата его корпус необходимо обязательно заземлять! Розетка и проводка обязаны быть рассчитаны на потребляемый преобразователем напряжения ток.

Индукционная печь на транзисторах: схема

Есть очень много самых разных способов собрать индукционный нагреватель собственными руками. Самая обычная и проверенная схема печи для плавки металла предоставлена на рисунке:

Чтобы собрать установку собственными руками, потребуются следующие детали и материалы:

два полевых транзистора типа IRFZ44V;

два диода UF4007 (можно еще применять UF4001);

резистор 470 Ом, 1 Вт (можно взять два постепенно скреплённых по 0,5 Вт);

пленочные конденсаторы на 250 В: 3 штуки емкостью 1 мкФ; 4 штуки — 220 нФ; 1 штука — 470 нФ; 1 штука — 330 нФ;

медный обмоточный кабель в эмалевой изоляции O1,2 мм;

медный обмоточный кабель в эмалевой изоляции O2 мм;

два кольца от дросселей, снятых с компьютерного трансформатора.

Очередность сборки собственными руками:

• Полевые транзисторы ставят на отопительные приборы. Потому как схема во время работы сильно греется, отопительный прибор обязаны быть довольно большими. Установить можно их и на один отопительный прибор, но тогда необходимо изолировать транзисторы от металла при помощи подкладок и резиновых шайб и пластика. Распиновка полевых транзисторов приведена на рисунке.

• Нужно сделать два дросселя. Чтобы их сделать медную проволоку диаметром 1,2 мм наматывают на кольца, снятые с трансформатора любого компьютера. Эти кольца состоят их порошкового ферромагнитного железа. На них нужно намотать от 7 до 15 витков проволки, стремясь держать расстояние между виточками.

• Собирают вышеперечисленные конденсаторы в батарею общей емкостью 4,7 мкФ. Соединение конденсаторов — параллельное.

• Выполняют обмотку индуктора из проволоки из меди диаметром 2 мм. Наматывают на подходящий по диаметру тигля цилиндрический предмет 7-8 витков обмотки, оставляют очень длинные концы для подсоединения к схеме.
• Объединяют детали на плате в согласии со схемой. Как источник питания применяют аккумулятор на 12 В, 7,2 A/h. Ток который потребляется в рабочем режиме — около 10 А, емкости аккумулятора в таком случае хватит приблизительно на 40 минут.При надобности изготавливают корпус печи из термоустойчивого материала, к примеру, текстолита.Мощность прибора можно скорректировать, поменяв кол-во витков обмотки индуктора и их диаметр.

При очень длительной работе детали нагревателя могут сильно греться! Для их охлаждения можно применять вентилятор.

Индукционный нагреватель для плавки металла: видео

Индукционная печь на лампах

Намного мощную индукционную печь для плавки металлов можно собрать собственными руками на электронных лампах. Схема устройства приведена на рисунке.

Для генерации высокочастотного тока применяются 4 лучевые лампы, соединенные параллельно. В качестве индуктора применяется медная трубка диаметром 10 мм. Установка оборудована подстроечным конденсатором для регулировки мощности. Выдаваемая частота — 27,12 МГц.

Для сборки схемы нужны:

• 4 электронные лампы — тетрода, можно применять 6L6, 6П3 или Г807;
• 4 дросселя на 100…1000 мкГн;
• 4 конденсатора на 0,01 мкФ;
• неоновая лампа-индикатор;
• подстроечный конденсатор.

Сборка устройства собственными руками:

1. Из медной трубки выполняют индуктор, подгибая ее в форме спирали. Диаметр витков — 8-15 см, расстояние между виточками не менее 5 мм. Концы лудят для пайки к схеме. Диаметр индуктора должен составлять более диаметра помещаемого вовнутрь тигля на 10 мм.
2. Устанавливают индуктор в корпусе. Его можно сделать из термоустойчивого не проводящего ток материала, либо из металла, предусмотрев термо- и электроизоляцию от компонентов схемы.
3. Собирают каскады ламп по схеме с конденсаторами и дросселями. Каскады объединяют в параллель.
4. Подсоединяют неоновую лампу-индикатор — она будет сигнализировать про готовность схемы к работе. Лампу выводят на корпус установки.
5. В схему включают подстроечный конденсатор переменной емкости, его ручку также выводят на корпус.

Охлаждение схемы

Промышленные плавильные установки оборудованы системой принудительного охлаждения на воде или антифризе. Выполнение водяного охлаждения дома востребует внеочередных затрат, сопоставимых по стоимости с ценой самой установки для плавки металла.

Выполнить охлаждение воздуха при помощи вентилятора можно при условиях достаточно удалённого расположения вентилятора. В другом случае железная обмотка и иные элементы вентилятора будут служить добавочным контуром для замыкания вихревых токов, что снизит рабочую эффективность установки.

Детали электронной и ламповой схемы также способны активно разогреваться. Для их охлаждения предполагают теплоотводящие отопительные приборы.

Меры безопасности во время работы

• Главная опасность во время работы с самодельной установкой — опасность получения ожогов от нагреваемых компонентов установки и металла который расплавлен.
• Ламповая схема включает детали с большим напряжением, благодаря этому её необходимо расположить в закрытом корпусе, исключив случайное касание к элементам.
• Электромагнитное поле способно влиять на предметы, находящиеся вне корпуса прибора. Благодаря этому перед работой лучше одеть одежду без элементов из металла, убрать из зоны действия непростые устройства: телефоны, цифровые камеры.

Не стоит применять установку людям с вживлёнными кардиостимуляторами!

Печь для плавки металлов дома может применяться также для быстрого нагрева элементов из металла, к примеру, при их лужении или формовке. Рабочей характеристики представленных установок можно приладить под определенную задачу, меняя параметры индуктора и выходной сигнал генераторных установок — таким образом можно достичь их самой большой эффективности.

gidpopechkam.ru