O processo de fusão num forno de indução envolve a utilização de aquecimento por indução para fundir metais.
Explicação das 5 etapas principais
1. Bobina de indução e campo magnético
O componente principal de um forno de indução é a bobina de indução, normalmente feita de cobre.
Quando uma corrente alternada (CA) é passada através desta bobina, cria um campo magnético que se inverte rapidamente.
Este campo magnético é crucial para o processo de aquecimento por indução.
2. Correntes parasitas em cargas metálicas
O campo magnético gerado pela bobina penetra na carga metálica (o material a ser fundido) e induz correntes parasitas no seu interior.
Estas correntes são circuitos de corrente eléctrica no interior do metal.
A presença destas correntes deve-se à lei de Faraday da indução electromagnética, que estabelece que um campo magnético variável induzirá uma força eletromotriz (FEM) num condutor, conduzindo ao fluxo de corrente.
3. Aquecimento de Joule
À medida que as correntes de Foucault fluem através do metal, encontram resistência.
Esta resistência leva à conversão de energia eléctrica em calor através do aquecimento de Joule (P = I²R, onde P é a potência, I é a corrente e R é a resistência).
Este calor é gerado diretamente no próprio metal, em vez de ser aplicado externamente, razão pela qual a fusão por indução é considerada limpa e eficiente.
4. Fusão e agitação
O calor gerado pelo aquecimento por efeito de Joule aumenta a temperatura da carga metálica até que esta se funda.
Depois de o metal estar fundido, as correntes de Foucault continuam a agitar o metal, assegurando uma boa mistura e uma temperatura uniforme em toda a fusão.
Esta ação de agitação é benéfica para a obtenção de uma composição homogénea da liga, especialmente no fabrico de aço, em que a precisão da liga é fundamental.
5. Frequência e penetração
A frequência da corrente alternada utilizada na bobina de indução afecta a profundidade a que as correntes de Foucault penetram no metal.
Frequências mais elevadas resultam numa penetração mais superficial, o que é adequado para fundir peças de metal mais pequenas ou mais finas.
As frequências mais baixas podem penetrar mais profundamente, tornando-as adequadas para cargas metálicas maiores ou mais volumosas.
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