Домашня індукційна піч справляється з плавкою відносно невеликих порцій металу. Однак такий горн не потребує димоході, ні в хутрі, що підкачують повітря в зону плавки. А всю конструкцію подібної печі можна розмістити на письмовому столі. Тому розігрів з допомогою електричної індукції є оптимальним способом плавки металів в домашніх умовах. І в цій статті ми розглянемо конструкції і схеми складання подібних печей.
Як влаштована індукційна піч – генератор, індуктор і тигель
У заводських цехах можна зустріти індукційні канальні печі для плавки кольорових і чорних металів. У цих установок дуже висока потужність, що задається внутрішнім магнітопроводом, який підвищує щільність електромагнітного поля і температуру в тиглі печі.
У промислових масштабах виробляються індукційні канальні печі для плавки кольорових і чорних металів
Однак канальні конструкції витрачають великі порції енергії і займають багато місця, тому в домашніх умовах і невеликих майстерень застосовується установка без магнітопровода – тигельна піч для плавки кольорового/чорного металу. Таку конструкцію можна зібрати навіть своїми руками, адже тигельна установка складається з трьох основних вузлів:
- Генератора, що видає змінний струм з високими частотами, які необхідні для підвищення щільності електромагнітного поля в тиглі. Причому, якщо діаметр тигля можна буде зіставити з довжиною хвилі частоти змінного струму, то така конструкція дозволить трансформувати в теплову енергію до 75 відсотків електрики, споживаного установкою.
- Індуктора – мідної спіралі, створеної на основі точного прорахунку не тільки діаметра і кількості витків, але і геометрії дроту, що використовується в цьому процесі. Контур індуктора повинен бути налаштований на посилення потужності внаслідок виникнення резонансу з генератором, а точніше з частотою напруги струму.
- Тигля – тугоплавкого контейнера, в якому і відбувається вся плавильна робота, ініційована за рахунок виникнення в структурі металу вихрових струмів. При цьому діаметр тигля і інші габарити цього контейнера визначаються строго за характеристиками генератора і індуктора.
Таку піч може зібрати будь-який радіоаматор. Для цього йому потрібно знайти правильну схему і запастися матеріалами та деталями. Перелік всього цього ви зможете знайти нижче по тексту.
З чого збирають печі – підбираємо матеріали і деталі
В основі конструкції саморобної тигельної печі лежить найпростіший лабораторний інвертор Кухтецкого. Схема цієї установки на транзисторах має наступний вигляд:
Схема установки на транзисторах
На основі цього малюнка-схеми ви зможете зібрати індукційну піч, використовуючи наступні компоненти:
- два транзистора, бажано польового типу і марки IRFZ44V;
- мідний дріт діаметром 2 мм;
- два діода марки UF4001, ще краще – UF4007;
- два дросельних кільця – їх можна витягти з старого блока живлення від десктопа;
- три конденсатора ємністю 1 мкФ кожний;
- чотири конденсатора ємністю по 220нФ кожен;
- один конденсатор з ємністю 470 нФ;
- один конденсатор з ємністю 330 нФ;
- один резистор на 1 ват (або 2 резистора по 0,5 вт кожен), розрахований на опір 470 Ом;
- мідний дріт діаметром 1,2 міліметра.
Крім того, вам знадобиться пара радіаторів – їх можна зняти зі старих материнських плат або кулерів для процесорів, і акумуляторна батарея ємністю не менше 7200 мАч від старого джерела безперебійного живлення на 12 Ст. Ну а ємність-тигель в даному випадку фактично не потрібна – в печі буде плавитися прутковий метал, який можна утримувати за холодний торець.
Покрокова інструкція для збірки – нескладні операції
Роздрукуйте і повісьте над робочим столом креслення лабораторного інвертора Кухтецкого. Після цього розкладіть всі радіодеталі за сортами і марками і розігрійте паяльник. Закріпіть два транзистори на радіаторах. А якщо ви будете працювати з піччю довше 10-15 хвилин поспіль, закріпіть на радіаторах кулери від комп’ютера, підключивши їх до робочого блоку живлення. Схема розпіновки транзисторів з серії IRFZ44V виглядає наступним чином:
Схема розпіновки транзисторів
Візьміть мідний дріт на 1,2 міліметра і намотайте її на феритові кільця, зробивши по 9-10 витків. В результаті у вас вийде дроселі. Відстань між витками визначається діаметром кільця, виходячи з рівномірності кроку. В принципі все можна зробити “на око”, варіюючи число витків в межах від 7 до 15 обертів. Зберіть батарею з конденсаторів, поєднуючи всі деталі паралельно. В результаті у вас повинна вийти батарея на 4,7 мкФ.
Тепер зробіть індуктор з мідної 2-міліметрового дроту. Діаметр витків в цьому випадку може дорівнювати діаметру фарфорового тигля або 8-10 сантиметрів. Число витків не повинна перевищувати 7-8 штук. Якщо в процесі випробувань потужність печі здасться вам недостатньою – переробіть конструкцію індуктора, змінюючи діаметр і число витків. Тому на перших парах контакти індуктора краще зробити не паяними, а роз’ємними. Далі зберіть всі елементи на платі з текстоліту, спираючись на креслення лабораторного інвертора Кухтецкого. І підключіть до контактів живлення акумулятор на 7200 маг. От і все.
Тепер ви можете проводити випробування печі, підбираючи правильні параметри індуктора для кожного різновиду металу або тигля. Однак під час випробувань або плавки потрібно пам’ятати про заходи безпеки при роботі з электропечами.
Заходи безпеки при плавці металу
Індукційна установка генерує дуже високу температуру, достатню для розплавлення металу масою до 10-20 грам. Тому при роботі з тиглем потрібно використовувати фартух з щільного матеріалу і такі ж рукавиці. Вони вбережуть вас від опіків при випадковому пролитті металу з ємності.
Зібрану конструкцію печі краще заховати в ізольований корпус, залишивши за його стінами тільки індуктор. Це вбереже і користувача, та тендітні радіодеталі. А для вентиляції в корпусі необхідно нарізати або насвердлити кілька отворів, забезпечивши приплив і відтік повітря.
Залишкове магнітне поле може нагріти металеві деталі на одязі користувача, які обожгут шкіру. Тому до тиглю краще підходити в простому одязі, без блискавок або металевих ґудзиків. Крім того, всі електроприлади краще видалити від індуктора, як мінімум, на метрову відстань.
