Anwendungen

Die Induktionserwärmung (lat. inducere ‚herbeiführen‘, ‚veranlassen‘, ‚einführen‘) ist ein Verfahren, bei dem ein elektrisch leitfähiges Werkstück (= Sekundärkreis eines kurzgeschlossenen Lufttransformators) in ein elektromagnetisches Wechselfeld eingebracht wird und die dabei entstehenden Wirbelströme in Wärme umgewandelt werden. Bei ferromagnetischen Werkstücken tragen bis zur Erreichung der Curietemperatur (Cobalt: 1121 °C, Eisen: 768 °C, Nickel: 360 °C) Ummagnetisierungsverluste wesentlich zur Erwärmung bei.

Es wird zwischen Niederfrequenz (etwas 50-300Hz), Mittelfrequenz (bis 50kHz) und Hochfrequenz (ab ca. 50kHz) unterschieden und die jeweilig angewandte Frequenz bestimmt die Eindringtiefe des Stroms in das Material. Dabei gilt, je niedriger die Arbeitsfrequenz, desto höher die Eindringtiefe des Wirbelstroms in das zu erwärmende Material. Die Eindringtiefe wird durch den Skin-Effekt (von engl. Skin für Haut) beschrieben und ist ein Effekt in von höherfrequentem Wechselstrom durchflossenen elektrischen Leitern, durch den die Stromdichte im Inneren eines Leiters niedriger ist als in äußeren Bereichen. Die Ursache für den Skin-Effekt ist, dass die in den Leiter eindringenden Wechselfelder aufgrund der hohen Leitfähigkeit des Materials schon vor dem Erreichen des Leiterinneren weitgehend gedämpft werden.

Der Wirkungsgrad der induktiven Erwärmung wird durch die elektrische Leitfähigkeit des zu erwärmenden Materials definiert: Stahl oder Edelstahl, beides Materialien mit schlechter elektrischer Leitfähigkeit, lassen sich im Vergleich zu Aluminium oder Kupfer ungleich besser erwärmen. Die häufigsten Anwendungen der induktiven Erwärmung sind dabei das Löten, Härten, Aufschrumpfen, Anlassen, Glühen, Schweißen und Schmelzen, sowie die Wissenschaft und Prüftechnik.

Das Induktionsfeld kann durch nichtleitende Materialien wie z.B. Glas, Keramik, etc. erfolgen und da es keine Verunreinigung durch eine externe Wärmequelle gibt, ist dieses Verfahren ebenfalls sehr gut für die Schutzgas- oder Vakuumtechnik geeignet.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren (z.B. Öfen) kann man die induktive Erwärmung sehr genau steuern. Zusätzlich wird die Wärme schneller zugeführt. Weil kein direkter Kontakt bestehen muss, kann man mit induktiver Erwärmung auch Werkstücke erhitzen, die bereits verbaut sind.

Auch die Induktionserwärmungsanlagen selbst bieten etliche Vorteile: Sie haben einen viel geringeren Platzbedarf als z.B. Öfen. Weil keine offenen Flammen verwendet werden und das Verfahren selbst keinen Rauch erzeugt, herrschen bessere Arbeitsbedingungen als bei herkömmlichen Verfahren.

Die Vorteile auf einen Blick:

• berührungslose Erwärmung
• geringer Platzbedarf
• hoher Wirkungsgrad
• exakte Temperaturführung