Konduktive Erwärmung für neue Struktur!

Was ist konduktive Erwärmung?

Bei der konduktiven Erwärmung wird mittels einem Heizstrom die Wärme direkt in dem zu erwärmenden Werkstück erzeugt

Dabei ist das Werkstück selbst ein Teil des Heizstromkreises

Die konduktive Erwärmung  beruht auf folgendem physikalischen Prinzip:

Nach dem ohmschen Gesetz I=U/R fließt in Abhängigkeit von der angelegten Spannung (U=Volt)

und dem elektr. Widerstand des zu erwärmenden Werkstücks (R=Ω) ein elektrischer Strom (I=Ampere).

Die dabei wirksame Erwärmungsleistung P=U*I läßt die Temperatur in Abhängigkeit von der Aufheizdauer (t) im Werkstück ansteigen,

da mit der Zeit die Energiemenge Q=P*t dem Werkstück zugeführt wird.

Die konduktive Erwärmung ist somit ein unmittelbares Erwärmungsverfahren:

Die Wärme entsteht im Werkstück selbst und wird nicht etwa von außen durch Wärmeleitung, Konvektion oder Wärmestrahlung übertragen.

Die Dicke der Oberflächenschicht, in welcher überhaupt ein nennenswerter Stromfluss entsteht, wird durch die Stromeindringtiefe gekennzeichnet. Die Stromeindringtiefe ist abgesehen von den vorgegebenen elektrischen und magnetischen Werkstoffeigenschaften des Metalls nur noch von der Frequenz abhängig. Bei einer hohen Frequenz ist die Eindringtiefe gering, bei einer niedrigen Frequenz ist die Eindringtiefe groß.

Zur Umsetzung einer spezifischen Erwärmungsaufgabe steht vor allem die Dimension des zu erwärmenden Werkstücks im Fokus.

Letztendlich bestimmt die gewünschte konduktive Erwärmung den erforderlichen Leistungsbereich.

Dabei stehen Werkstoff, Abmessungen, Zieltemperatur und gewünschter Durchsatz im Vordergrund.

Erwärmungsziel

Konduktives Erwärmen

Letztendlich bestimmt die gewünschte konduktive Erwärmung den erforderlichen Leistungsbereich. Dabei stehen Werkstoff, Abmessungen, Zieltemperatur und gewünschter Durchsatz im Vordergrund.

Konduktives Erwärmen

Der Begriff „konduktives Erwärmen“ umfasst alle Anwendungsgebiete, die in den Temperaturbereich unterhalb des jeweiligen Gutschmelzpunktes fallen.

Dazu zählen die Wärmebehandlungen

  • Anlassen
  • Glühen

das

  • Löten
  • Schweißen
  • Sintern

das Erwärmen zum anschließenden Warmumformen und zahlreichen Sonderanwendungen.

Konduktive Wärmebehandlung

Eine Wärmebehandlung dient der Verbesserung von Werkstoffeigenschaften. Durch die auftretende Gefügeumwandlung lassen sich Härte, Sprödigkeit, Zähigkeit, innere Spannungen u.ä. beeinflussen.

Anlassen

Mit Anlassen bezeichnet man einen Vorgang, der sich im allgemeinen an den Härtevorgang anschließt. Das Material wird erneut erwärmt, z.B. induktiv, allerdings auf wesentlich geringere Temperaturen. Man erreicht so eine Herabsetzung extremer Härtespannungen ohne eine wesentliche Einbuße an Härte in kauf nehmen zu müssen. Gleichzeitig wird die Sprödigkeit des Härtegefüges gemildert und die Zähigkeit verbessert.

Glühen

Unter Glühen versteht man die Erwärmung auf eine bestimmte Temperatur und Halten bei dieser Temperatur mit nachfolgendem langsamen Abkühlen. Das Verfahren dient der Beseitigung eines groben oder ungleichmäßigen Gefüges, innerer Spannungen oder zur Herstellung eines weichen Zustandes für eine leichtere Bearbeitung oder Formung.

Schweißen

Die lokale konduktive Aufheizung lässt sich soweit steigern, dass die Schmelztemperatur erreicht und konduktives Schweißen möglich ist.

Zur Rationalisierung und Automatisierung stehen für die Serienfertigung konduktive Bolzenschweißanlagen zur Verfügung.

Durch die kurzen Aufheizzeiten der konduktiven Erwärmung ergeben sich wesentliche Vorteile für die Produktion.

Hochstromtrafo/Hochstromkontaktierung

Kernstück jeder konduktiven Erwärmungsanlage ist der Heizkreis bestehend aus Hochstromtransformator und die  Hochstromkontaktierung. Diese Komponenten sind der Teil der Anlage,

der den Hochstrom für die Erwärmung bereitstellt bzw. dem Werkstück zuführt.

Die Ausprägung dieser Komponenten richtet sich nach dem zu erwärmenden Werkstück.

Vorteile der konduktiven Erwärmung sind u.a.

  • hoher Wirkungsgrad
  • gleichmäßige Erwärmung über den Werkstückdurchmesser (vor allem bei Gleichstrom)
  • keine Grobkornbildung
  • leichte Automatisierung
  • Ausschussminderung
  • gute, stets gleich bleibende Qualität
  • sofortige Betriebsbereitschaft
  • einfache Bedienung
  • sehr geringer Platzbedarf
  • saubere, emissionsfreie Erwärmung
  • kurze Taktzeiten