En las industrias de procesamiento de metales, la forja es un proceso utilizado para formar y dar forma a metales mediante la aplicación de calor y fuerzas de compresión. En la forja de metales, el calor se puede entregar mediante el uso de un sistema de calefacción como un horno de gas, un sistema de calentamiento por inducción, etc. y las fuerzas de compresión se proporcionan martillando o presionando.
Introducción al sistema de forja por inducción
Un tipo de sistema de forjado de metal en el que interviene un sistema de calentamiento por inducción para precalentar la pieza de trabajo de metal y luego darle forma utilizando un martillo o una prensa se denomina sistema de forja por inducción.
En palabras simples, un sistema de forja de metal con un calentador de inducción se llama sistema de forja por inducción.
Principio de la máquina de forja por inducción
En un sistema de forjado por inducción, el calor necesario para el precalentamiento del metal se genera utilizando el principio de inducción electromagnética y la ley de calentamiento de Joule.
(1). Principio de inducción electromagnética:
El principio de inducción electromagnética establece que cuando un enlace magnético cambia a un metal/conductor, induce una fem variable en el conductor. La magnitud de esta fem está dada por:
Donde, e es la fem inducida, ϕ es el flujo magnético y N es el número de vueltas de la bobina de inducción.
Esta fem inducida hace que fluya una corriente variable en el tiempo a través del conductor, que está dada por:
Donde R es la resistencia eléctrica del conductor.
(2). Ley de calentamiento de Joule:
Esta ley establece que una corriente eléctrica que fluye a través de un metal/conductor produce calor debido a su resistencia eléctrica. Este calor generado está dado por,
Proceso de forja por inducción: explicación paso a paso
El proceso de forja por inducción implica los siguientes pasos:
- Paso 1: la bobina inductora de un sistema de calentamiento por inducción se energiza pasando una corriente alterna de alta frecuencia a través de ella. Esto produce un campo magnético cambiante alrededor de la bobina.
- Paso 2: luego, la pieza de metal se coloca dentro del campo magnético cambiante producido por la bobina de inducción.
- Paso 3: el campo magnético cambiante induce corrientes eléctricas (llamadas corrientes parásitas) dentro del cuerpo de la pieza de metal a través de inducción electromagnética, lo que resulta en su calentamiento debido al efecto de la resistencia eléctrica.
- Paso 4: finalmente, una vez que la temperatura del metal alcanza el valor deseado, se le da forma a la pieza de trabajo usando un martillo o una prensa.
Hoy en día, la forja por inducción es la técnica de forja más utilizada en diversas industrias, incluyendo la fabricación de automóviles, la aeroespacial, la de petróleo y gas y otras industrias de procesamiento de metales.
Ahora, exploremos los beneficios de los sistemas de forjado por inducción, convirtiéndolos en una mejor opción en múltiples industrias.
Beneficios del sistema de forja por inducción
Los sistemas de forja por inducción ofrecen varios beneficios que los convierten en una mejor opción para aplicaciones de forjado de metales al mejorar las propiedades del metal, mejorar la productividad y reducir el costo de fabricación. A continuación, se enumeran algunos beneficios clave de los sistemas de forjado por inducción:
Calentador de palanquilla por inducción para barra cuadrada
(1). Calentamiento rápido y eficiente:
El sistema de forjado por inducción genera calor directamente dentro de la pieza de metal, lo que da como resultado un calentamiento rápido y eficiente debido a una mínima pérdida de energía. Esto también aumenta la tasa de producción al reducir el tiempo de precalentamiento.
(2). Calentamiento uniforme:
El sistema de forjado por inducción proporciona un control de temperatura preciso y constante, asegurando un calentamiento uniforme de la pieza de metal en toda su sección transversal. Esto aumenta la resistencia y la vida útil de la forja.
(3). Bajo consumo de energía:
Los sistemas de forjado por inducción consumen poca energía en comparación con los sistemas de forjado tradicionales. Esto se debe principalmente al calentamiento directo y localizado de la pieza de trabajo, lo que reduce la pérdida de energía. Esta ventaja de los sistemas de forjado por inducción reduce el costo operativo de la planta.
(4). Mayores tasas de producción:
La combinación de un calentamiento rápido y uniforme con procesos eficientes de conformado y conformación minimizan el tiempo de producción y, como resultado, aumentan los ciclos de producción.
(5). Propiedades mecánicas mejoradas:
La capacidad de control constante de la temperatura de los sistemas de forjado por inducción mejora las características mecánicas como resistencia, tenacidad, etc. del material. Esto permite al fabricante producir productos finales de alta calidad.
(6). Reducción de oxidación e incrustaciones de la superficie metálica:
Los sistemas de forjado por inducción tienen un período de calentamiento más corto y un calentamiento localizado que reduce la oxidación y la incrustación de la superficie del metal. Esto mejora el acabado de la superficie y elimina el tiempo y el costo involucrados en un tratamiento superficial adicional.
(7). Versatilidad:
Los sistemas de forjado por inducción se pueden utilizar para procesos de conformado y conformación de diversos metales, como acero, cobre, aluminio y diferentes tipos de aleaciones. Esta versatilidad de los sistemas de forja por inducción los convierte en una mejor opción en diversas industrias, como la manufacturera, la automotriz, la de petróleo y gas, la aeroespacial, la metalúrgica y más.
En conclusión, el sistema de forja por inducción es una forma eficiente de forjado de metales que se utiliza en diversas industrias de procesamiento de metales. Proporciona soluciones de forjado asequibles con tiempo de calentamiento reducido, versatilidad, menor consumo de energía y propiedades mejoradas del material. Por lo tanto, el sistema de forja por inducción se considera un equipo metalúrgico avanzado que combina el calentamiento por inducción y los procesos de conformado eficientes. Si quieres implementar esta tecnología de primer nivel para tu empresa, solicita una cotización hoy mismo.
