Плавка металлов – это достаточно специфический и сложный процесс. Он должен выполняться только на специализированном оборудовании, причем процедура реализуется исключительно профессионалами, чтобы не возникало возможности для нанесения значительных повреждений. Металлы могут плавиться разными способами. Выбор зависит от применяемого оборудования. Достаточно интересной считается левитационная плавка металлов. Она может выполняться своими руками, но для этого надо обзавестись соответствующим оборудованием, представленным индукционными печами.
С помощью чего осуществляется процесс?
Левитационная плавка реализуется исключительно с помощью подходящего оборудования. Оно представлено индукционными печами, обеспечивающими создание оптимальных условий для этого процесса.
Данные нагреватели могут быть промышленными или бытовыми. Они работают по индукционному принципу, поэтому представлены специфическим электрооборудованием. Продаются на рынке в многочисленных моделях. Причем их можно сделать своими руками.
В них формируются специальные условия, за счет которых реализуется левитационная плавка металлов.
Преимущества метода
Левитационная плавка своими руками разных металлов обладает определенными положительными параметрами. К ним относятся:
- нагрев является прямым и бесконтактным, поэтому все вырабатываемое тепло применяется с высоким показателем эффективности;
- КПД при таком способе достигает 90 %, что считается действительно высоким показателем для любого способа плавки металла;
- во время этой процедуры осуществляется не только тепловое, но и электродинамическое движение жидкого материала, поэтому по всему объему устанавливается равномерная и единая температура;
- пользоваться этим методом удобно тем, что сразу после включения оборудования можно приступать к работе;
- левитационная плавка металлов обеспечивает высокую скорость процесса;
- температура расплава может легко регулироваться мастером;
- энергия может фокусированно направляться в нужные зоны;
- металл плавится однородно, что гарантирует равномерность и эффективность этого процесса;
- не возникает угар от легирующих веществ;
- левитационная плавка является экологически чистым и безопасным процессом.
Для многих людей несомненным преимуществом является возможность самостоятельного создания индукционной печи для этих целей. Далее можно самому выполнять плавку, что снижает расходы на этот процесс.
Что требуется для работы оборудования?
Для формирования работоспособной и надежной печи требуется разобраться в основе и принципах индукционного нагрева. Весь процесс формирования оборудования заключается в нескольких действиях, заключающихся в разработке схемы, проектировании инструмента и составления печи.
При самостоятельном создании печи можно выбрать ее оптимальную емкость и рабочую частоту. Определяется метод футеровки, являющийся подходящим для конкретного пользователя.
Принцип работы
Левитационная плавка металла своими руками осуществляется с помощью индукционной печи, в основе работы которой лежит получение тепла за счет электричества. Оно может быть получено путем выработки переменным электромагнитным полем. Для этого используется индуктор, представленный катушкой индуктивности.
За счет работы такой печи первоначально электромагнитная энергия преобразуется в вихревую, после чего будет получена тепловая энергия.
Внутри замкнутых тел имеются вихревые токи, которые обеспечивают выделение тепловой энергии. Она воздействует на металл, что приводит к его нагреванию изнутри. Даже преобразование энергии в несколько ступеней не приводит к уменьшению эффективности функционирования оборудования.
Расплавленный металл левитирует в тигле, сформированном из медных трубок, располагающихся вертикально по кругу. Вокруг этого тигля находится индукционная катушка из меди. Именно она способствует возбуждению в нем магнитного поля высокой мощности, обладающего сверхзвуковой частотой.
При расплавлении металла возникают вихревые токи Фуко. Именно они обеспечивают быстрый нагрев материала, что приводит к его интенсивному плавлению. При этом они создают встречное магнитное поле, взаимодействующее с первичным. Это приводит к появлению силы Лоренца, за счет которой металл в жидком состоянии парит в инертной среде, а при этом не касается стенок тигля.
Схема левитационной плавки, своими руками осуществляемой, довольно проста, поэтому за счет самостоятельной работы повышается эффективность использования оборудования. Работают печи от 220В, но требуется пользоваться выпрямителем. В данных устройствах допускается плавление только электропроводящих металлов.
Нюансы использования индукционной печи
Левитационная плавка металлов, выполняемая своими силами на самодельном оборудовании, считается простым и доступным процессом, который сопровождается особенностями:
- не возникает необходимости подготавливать отдельное помещение, так как процесс является безопасным и бесшумным;
- допускается дублировать такую плавку с иными способами обогрева металлов;
- не нужно выполнять какие-либо профилактические процессы;
- за счет присутствия постоянной вибрации устанавливается минимальный показатель накипи;
- пользоваться можно разными жидкими теплоносителями;
- конструкции являются долговечными, так как их механический износ находится на низком уровне;
- во время работы не выделяются вредные вещества.
Таким образом, левитационная плавка металлов действительно является выгодной для людей, работающих с этими материалами.
В каких сферах деятельности используется?
Такая левитационная плавка считается простым процессом, который используется в разных сферах деятельности. За счет нее обеспечивается получение разного результата:
- формируются сверхчистые материалы, поэтому в них не будет загрязнений, попадающих из атмосферы;
- с помощью такой плавки получаются гомогенные материалы, имеющие однородный состав;
- такой метод идеально подходит для подготовки разных металлов или сплавов, являющихся химически активными;
- допускается работать даже с тугоплавкими материалами, так как при таком способе достигается даже температура до 3 тыс. градусов.
Таким образом, за счет данного метода плавки можно работать с металлами в разных направлениях.
Устройство печи
Плавка реализуется с помощью соответствующего оборудования, сформированного из важных элементов, таких как:
- электрическая часть;
- индуктор;
- тигель;
- система охлаждения.
Своими руками можно сделать конструкцию, в которую входит только электрическая часть и система охлаждения. Плавка гарантируется за счет наличия встречного электромагнитного поля, соединяющегося с вихревыми токами в металле. Именно за счет этого определенный металлический элемент удерживается в пространстве.
Для эффективного плавления металла нужны токи, обладающие большой высотой и частотой, достигающей минимально 400 Гц. Достаточно для этого напряжения в 220В, получаемого из обычной розетки. Для этого надо превратить 50 Гц в 400 Гц, для чего используется любая схема, применяемая для формирования катушки Тесла. Для левитационной плавки металлов схема может быть разной, поэтому в домашних условиях заниматься этим процессом достаточно просто.
Заключение
Левитационная плавка является необычным способом плавления разных металлов. Она обладает действительно многочисленными плюсами. Создать оборудование для этого процесса можно своими руками. Применяется такая плавка для разных сфер деятельности. Процедура считается оперативной и безопасной, поэтому может легко осуществляться в домашних условиях. При этом не возникает опасности нанести вред здоровью.