A melegkovácsolás célja és módja

A fém nyersdarabok kovácsolás előtti melegítésének célja a fém plaszticitásának javítása, az alakváltozási ellenállás csökkentése, a könnyű folyás és formázás, valamint a kovácsolás után jó mikroszerkezet kialakítása. Ezért a kovácsolás előtti melegítés közvetlen hatással van a kovácsolás termelékenységének javítására, a kovácsolás minőségének biztosítására és az energiafogyasztás megtakarítására. A különböző hőforrások szerint a fémlemezek fűtési módjait lángfűtésre és elektromos fűtésre oszthatjuk.

Lángfűtés

A lángfűtés azt jelenti, hogy a tüzelőanyagot (szén, koksz, nehézolaj, gázolaj és gáz) a lángfűtési kemencében elégetik, hogy nagy mennyiségű hőenergiát tartalmazó, magas hőmérsékletű gázt (lángot) állítsanak elő. A hőenergia konvekción és sugárzáson keresztül a nyersdarab felületére kerül, majd a felület hőátadása a középpontba kerül, hogy felmelegítse a nyersdarabot.

Ha a fűtési hőmérséklet 600-700 fok alatt van, a tuskót főként konvekciós hőátadással melegítik. Az úgynevezett konvekciós hőátadás a láng folyamatos áramlását jelenti a nyersdarab körül, és a hőenergia átadását a fém nyersdarabnak a magas hőmérsékletű gáz és a nyersdarab felülete közötti hőcserén keresztül. Ha a fűtési hőmérséklet meghaladja a 700-800 fokot, a nyersdarab melegítése elsősorban sugárzási hőátadásból áll. Az úgynevezett sugárzó hőátadás célja a hőenergia sugárzási energiává alakítása magas hőmérsékletű gázon és kemencén keresztül. Miután az elektromos mikrohullámú sütő által továbbított sugárzási energiát a fém nyersdarab elnyeli, a sugárzó energiát hőenergiává alakítják a nyersdarab felmelegítésére. Ha a közös kovácskemencét magas hőmérsékleten hevítik, a sugárzási hőátadás több mint 90 százalékot tesz ki, és a konvekciós hőátadás csak 8-10 százalékot tesz ki.

A lángfűtési módszer előnye a kényelmes tüzelőanyag-forrás, a kemence egyszerű felépítése, az alacsony fűtési költség és a nyersdarabok széles alkalmazási tartománya. A munkakörülmények azonban rosszak, a fűtési sebesség lassú, a hatásfok alacsony, a fűtés minősége pedig nehezen szabályozható. Ezt a fűtési módszert széles körben használják különféle nyersdarabok melegítésére.

Elektromos fűtés

Az elektromos fűtés célja fémdarabok felmelegítése az elektromos energia hőenergiává alakításával. Létezik indukciós elektromos fűtés, kontakt elektromos fűtés, ellenállásos kemencefűtés és sófürdős kemencefűtés.

1. Indukciós fűtés

Az induktorba betáplált váltakozó áram által generált váltakozó mágneses tér hatására a váltakozó örvényáram a fémlemez belsejében jön létre. Az örvényáram és a mágnesezési melegítés miatt (a mágneses átmeneti pont alatt) a fém nyersdarab közvetlenül felmelegszik.

Ha a nyersdarabot indukciós melegítéssel melegítjük, a belsejében keletkező áramsűrűség egyenetlen a metszet mentén. A középső áramsűrűség kicsi, a felületi áramsűrűség pedig nagy. Ezt a jelenséget bőrhatásnak nevezik. Így a felületi fémet főként az áram áthaladása, a magfémet pedig a külső réteg hője melegíti fel. Nagy átmérőjű nyersdarabok esetén a fűtési sebesség javítása érdekében alacsonyabb áramfrekvenciát kell választani az áram behatolási mélységének növelése érdekében; Kis átmérőjű nyersdaraboknál a kis keresztmetszeti méret miatt nagyobb áramfrekvencia alkalmazható, ami javíthatja az elektromos hatásfokot.

2. Érintkező elektromos fűtés

A kontakt elektromos fűtés elve az, hogy az alacsony feszültségű nagy áramot közvetlenül a fémlemezre csatlakoztatják. Mivel a fémnek van egy bizonyos ellenállása, az áram hőt termel rajta, így fel lehet melegíteni.

Egy bizonyos méretű nyersdarabhoz bizonyos mennyiségű hőt kell termelnie, hogy a megadott hőmérsékletre felmelegedjen. Az általános fém ellenállási értéke azonban viszonylag kicsi. A termelékenység javítása és a fűtési idő lerövidítése érdekében nagy áramot kell átvezetni a nyersdarabba. A rövidzárlat elkerülése érdekében gyakran alkalmazzák a feszültségcsökkentés módszerét alacsony feszültség és nagy áram eléréséhez. Ezért az érintkező elektromos fűtés transzformátor segédkapcsának üresjárati feszültsége csak 2-15v.

A kontakt elektromos fűtést gyors fűtési sebesség, kisebb fémégési veszteség, korlátlan fűtési hőmérséklet-tartomány, magas hőhatékonyság, alacsony energiafogyasztás, alacsony költség, egyszerű felszerelés és kényelmes kezelés jellemzi. A felületi érdesség és a nyersdarab alakja és mérete azonban szigorúan megkövetelt, különösen a nyersdarab végének szabályosnak kell lennie, torzítás nélkül. Ezenkívül nehéz mérni és szabályozni a fűtési hőmérsékletet. Alkalmas hosszú nyersdarabok teljes vagy helyi melegítésére.