A indução funciona no vácuo através do processo de aquecimento por indução, que se baseia em campos magnéticos para gerar calor em materiais condutores.
Num ambiente de vácuo, a peça de trabalho ou carga é isolada da bobina de indução por um meio não condutor, como materiais refractários.
O campo magnético penetra neste meio para induzir uma tensão no material condutor dentro do vácuo, causando correntes de Foucault que aquecem o material.
Como é que a indução funciona no vácuo? 5 ideias-chave
1. Penetração do campo magnético
A chave para o aquecimento por indução no vácuo é a capacidade do campo magnético de passar através de materiais não condutores.
Isto é crucial porque permite que a bobina de indução seja separada da peça de trabalho por uma câmara selada a vácuo ou por um material refratário.
O campo magnético, gerado pela bobina de indução, induz uma corrente no material condutor no interior da câmara de vácuo.
2. Geração de correntes parasitas
Quando o campo magnético interage com o material condutor (como os metais), induz correntes de Foucault no interior do material.
Estas correntes fluem em circuitos fechados no interior do material e geram calor devido à resistência do material ao fluxo de corrente.
Este fenómeno é conhecido como aquecimento por efeito de Joule.
3. Ambiente de vácuo
O ambiente de vácuo é essencial por várias razões.
Em primeiro lugar, impede que o material reaja com gases como o oxigénio e o azoto, o que é particularmente importante para metais reactivos e materiais de elevada pureza.
Em segundo lugar, permite um controlo preciso do processo de fusão, garantindo que o material não é contaminado e que a sua composição química se mantém dentro de tolerâncias apertadas.
4. Controlo da temperatura e processamento de materiais
Nos fornos de indução a vácuo, as temperaturas podem atingir até 1800°C ou mais, dependendo do acoplamento indutivo da bobina com os materiais de carga.
Esta temperatura elevada é necessária para fundir metais e ligas, especialmente aqueles com pontos de fusão elevados.
O ambiente de vácuo também facilita a remoção de impurezas através de processos como a reação química, a dissociação ou a flutuação, garantindo a pureza e a qualidade do produto final.
5. Aplicação na fusão por indução em vácuo (VIM)
O VIM é utilizado para o processamento de materiais que requerem um elevado grau de pureza ou que têm tolerâncias apertadas em termos de composição química.
Os metais e ligas com uma elevada afinidade para os gases, como o titânio e o alumínio, são frequentemente processados em VIM para evitar a contaminação.
O processo envolve carregar o material no forno sob vácuo, aplicar energia para fundir a carga e refinar o metal fundido sob vácuo para obter a composição química desejada.
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