Die Anwendungsgebiete der Induktionserwärmung. Die Prozesse, die Geräte, die Vorteile

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1 Die Anwendungsgebiete der Induktionserwärmung Die Prozesse, die Geräte, die Vorteile

2 INHALTSVERZEICHNIS Einleitung...3 Induktionsspulen Härten...6 Anlassen...7 Hartlöten...8 Kleben...9 Schweißen...10 Glühen und Normalisieren...11 Vorwärmen...12 Nachwärmen...13 Schmieden...14 Schmelzen...15 Richten...16 Sonderanwendungen...17 Wie Induktion funktioniert Die beste Lösung auswählen Internationale Zertifizierungen Einige unserer Kunden...23 Unsere Produktpalette...24

3 Einleitung Induktionserwärmung ist schnell, präzise, sauber, energieeffizient, beherrschbar und reproduzierbar. Noch wichtiger ist, dass wir von EFD Induction herausgefunden haben, wie diese erstaunliche Technologie für praktisch jede industrielle Erwärmungsanwendung eingesetzt werden kann. EFD Induction putting the smarter heat to smarter use. EFD Induction wurde 1996 durch die Fusion des deutschen Unternehmens Fritz Düsseldorf Induktionserwärmung mit dem norwegischen Unternehmen ELVA Induksjon gegründet. Seitdem sind wir stetig gewachsen, und sind heute Europas Nummer Eins und die Nummer Zwei weltweit im Bereich Induktionserwärmung. Bis heute wurden, unterstützt durch ein weltweites Netzwerk von Fertigungsstandorten, Test- Labors und Vertriebsniederlassungen, fast Systeme von EFD Induction installiert. Es war von Anfang an unser Bestreben, die Vorteile der Induktion einer größtmöglichen Bandbreite industrieller Anwendungen zu Gute kommen zu lassen. Das hat beispielsweise dazu geführt, dass wir Pioniere auf dem Gebiet des induktiven Richtens von Schiffsdecks und Schotten wurden. Zusätzlich haben wir uns die Halbleitertechnologie zu Nutze gemacht, um die Induktionswärmegeräte kleiner, sicherer, vielseitiger und zuverlässiger zu machen. Heute werden unsere Lösungen verwendet, um alles Erdenkliche zu fertigen, von Wasserarmaturen zu Raumfähren, von Solarzellen bis hin zu Planierraupen. Und da viele unserer Lösungen kompakt genug für den mobilen Einsatz sind, findet man die Produkte von EFD Induction unter anderem auch auf Bohrinseln sowie in Windparks und Kraftwerken. Die folgenden Seiten geben einen kurzen Überblick über die Hauptanwendungsgebiete unserer Produkte. Ein Dokument wie dieses kann aber selbstverständlich nicht alles abdecken. Wenn Sie mehr erfahren möchten über uns, oder die technischen und wirtschaftlichen Vorteile der Induktionserwärmung kontaktieren Sie uns einfach. Unsere Internetadresse finden Sie auf der Rückseite. 3

4 Induktionsspulen Die Induktionsspule, auch als Induktor bekannt, ist für den Induktionserwärmungsprozess von grundlegender Bedeutung. Viele Faktoren tragen zur Effektivität des Induktors bei: die Sorgfalt bei der Herstellung, die Qualität der verwendeten Materialien, die Form, die Wartung, die korrekte Abstimmung mit der Stromquelle, usw. Deshalb ist es so wichtig, dass die Induktoren professionell hergestellt und gewartet werden am besten von denselben Leuten, die auch Ihr Induktionssystem hergestellt haben. EFD Induction hat die wahrscheinlich weltweit fortschrittlichsten Programme zur Herstellung und Wartung von Induktoren. Wir entwerfen und produzieren nicht nur individuelle Induktoren für die unterschiedlichsten Materialien und Anwendungen, wir bieten auch Lösungen zur vorausschauenden Wartung von Induktionsspulen und für die Induktorlogistik an. Dadurch ist sichergestellt, dass Sie immer die richtigen Induktoren verwenden, und diese die längst mögliche Lebensdauer erzielen. Die Details jedes einzelnen Induktors von EFD Induction werden in einer Datenbank eintragen, die kontinuierlich aktualisiert wird. Aufgrund dessen können wir schnell und reibungslos jeden Induktor ersetzen oder reparieren, und das überall ohne Qualitäts- oder Produktivitätseinbußen. 4

5 Richtig konstruierte, hergestellte und gewartete Induktoren sind ausschlaggebend für den Gesamtwirkungsgrad von Induktionserwärmungslösungen. Aus diesem Grund investieren wir so viel in hochqualifizierte Techniker und fortschrittliche Ausstattung zum Design und Bau von Induktionsspulen. Unsere Kunden profitieren davon, dass sie Induktoren bekommen, die speziell für Ihre individuellen Bedürfnisse und Einsatzbedingungen entworfen wurden. Induktionsspulen von EFD Induction Unsere firmeninternen Fachkenntnisse und Infrastruktur erlauben uns die Herstellung maßgefertigter Induktoren für praktisch jede Sonderanwendung. Wie Sie auf dem linken Foto sehen, haben wir auch Erfahrungen im Bau außergewöhnlich großer Induktoren. 5

6 Induktionshärten Was ist induktives Härten? Beim Induktionshärten wird induzierte Wärme und schnelles Abkühlen (Abschrecken) genutzt, um die Härte und Haltbarkeit von Stahl zu erhöhen. Induktion ist ein berührungsloser Vorgang, der schnell intensive, zielgerichtete, konzentrierte und beherrschbare Wärme erzeugt. Mit Induktion wird nur der zu härtende Bereich erhitzt. Durch die Optimierung von Prozessparametern wie Heizzyklus, Frequenz, Induktordesign und Abschreckverlauf erzielen wir die bestmöglichen Resultate. Welche Vorteile bietet es? Induktionshärten erhöht den Durchsatz. Es ist ein extrem schneller und reproduzierbarer Vorgang, der sich leicht in Produktionslinien integrieren läßt. Mit Induktion bearbeitet man normalerweise einzelne Härtesysteme aus dem Hause EFD Induction werden von vielen führenden Automobilherstellern und Zulieferern weltweit verwendet. Hoher Durchsatz, kurze Vorlaufzeit, gesicherte Qualität und Sicherheit für Arbeiter und Umwelt sind die entscheidenden Gründe, warum Sie unsere Lösungen wählen sollten. Werkstücke. Das gewährleistet, dass jedes einzelne Werkstück genau entsprechend der Vorgaben gehärtet wird. Die optimierten Prozessparameter für jedes spezifische Werkstück können auf Ihren Servern gespeichert werden. Induktionshärten ist sauber, sicher und platzsparend. Da nur der zu härtende Bereich des Werkstücks erhitzt wird, ist es zudem äußerst energieeffizient. Wo wird es eingesetzt? Induktion wird zum Härten zahlreicher Komponenten verwendet. Hier sind nur einige davon: Getriebe, Kurbelwellen, Nockenwellen, Antriebswellen, Torsionsstäbe, Ventilhebel, Gleichlaufgelenke, Ventile, Gesteinsbohrer, Großlagerringe. Welche Geräte sind erhältlich? HardLine ist die Produktreihe der Induktionshärtemaschinen von EFD Induction mit einer vertikalen, horizontalen, Drehtisch- und spitzenlosen Ausführung. Im Zentrum unserer Härtesysteme stehen die Sinac-Umrichter, welche mit einer Ausgabeleistung von 5 bis kw und Frequenzen von 0,3 bis 450 khz zur Verfügung stehen. EFD Induction kann ebenso schlüsselfertige Härteanlagen liefern, die Bediengeräte sowie Reinigungs-/Richtprozesse, Verfahrensentwicklung und Service sowie Support-Programme beinhalten. Induktionshärten ist schneller als alle anderen Alternativen. Gleichzeitig ist es in höchstem Maße kontrollierbar und reproduzierbar somit ist es perfekt zur Integration in automatisierte Produktionslinien geeignet. 6

7 Anlassen mit Induktion Was ist induktives Anlassen? Induktives Anlassen ist ein Erwärmungsprozess, der mechanische Eigenschaften wie Härte und Formbarkeit von Werkstücken, die bereits gehärtet wurden, optimiert. Welche Vorteile bietet es? Der Hauptvorteil von induktivem Anlassen gegenüber dem Anlassen im Ofen ist die Geschwindigkeit. Durch Induktion kann man Werkstücke binnen Minuten, manchmal sogar Sekunden, anlassen. In einem Ofen dauert es normalerweise Stunden. Da induktives Anlassen perfekt für die Integration in die Produktionslinie geeignet ist, wird dadurch auch die Anzahl von Teilen, die gerade in Bearbeitung sind, minimiert. Induktives Anlassen ermöglicht die Qualitätssicherung einzelner Werkstücke. In die Produktionslinie integrierte Stationen für induktives Anlassen sparen auch wertvolle Hallenfäche in der Fertigung. Welche Geräte sind erhältlich? Komplette HardLine-Systeme sind ideal für eine Vielzahl von Anwendungen, welche Anlassen beinhalten. Der Hauptvorteil eines solchen Systems ist, dass das Härten und das Anlassen von einer einzigen Maschine durchgeführt wird. Dies führt zu einer bedeutenden Zeit- und Kostenersparnis bei geringem Platzbedarf im Vergleich zu allen anderen Technologien. Bei der Verwendung von Öfen beispielsweise wird das Werkstück in einem Ofen gehärtet, und zusätzlich wird ein zweiter Ofen nur zum Anlassen benötigt. Sinac-Systeme von EFD Induction hingegen sind Komplettlösungen; sie werden zum Härten und auch gleich zum nachfolgenden Anlassen verwendet. Wo wird es eingesetzt? Induktives Anlassen ist in der Automobilbranche weit verbreitet, um oberflächengehärtete Komponenten wie Wellen, Achsen und Gelenke anzulassen. Der Vorgang wird auch bei der Herstellung von Stahlrohren und Pipeline-Rohren verwendet, um durchgehärtete Werkstücke anzulassen. Induktives Anlassen wird manchmal an den Härtestationen, manchmal an einer oder mehreren separaten Anlassstationen durchgeführt. Eine Welle bewegt sich mit hoher Geschwindigkeit durch eine Induktionsspule. Induktives Anlassen ist in Geschwindigkeit und Präzision unübertroffen. Die Komplettlösung zum Anlassen von EFD Induction beinhaltet für gewöhnlich Energiequellen, Induktionsspulen, Vorrichtungen für das Handling sowie Steuerungssoftware. Schulung, Wartung und weitere Serviceoptionen sind ebenfalls erhältlich. 7

8 Hartlöten mit Induktion Was ist induktives Hartlöten? Hartlöten ist ein Fügeverfahren, bei dem ein Füllmaterial, das Hartlot, verwendet wird (und normalerweise ein als Flussmittel bezeichnetes Antioxidationsmittel), um zwei eng anliegende Metallstücke miteinander stoffschlüssig zu verbinden, ohne dass die Grundmaterialien geschmolzen werden. Stattdessen schmilzt die induktive Wärme das Hartlot, welches dann durch die Kapillarwirkung zwischen die Ausgangsmaterialien gesaugt wird. Welche Vorteile bietet es? Induktives Hartlöten kann eine ganze Reihe von Metallen verbinden, sogar Eisen- und Nichteisenmetalle. Induktives Hartlöten ist präzise und schnell. Nur eng begrenzte Bereiche werden erwärmt, sodass angrenzende Zonen und Materialien unbeeinflusst bleiben. Korrekt hartgelötete Verbindungen sind stark, dicht und korrosionsbeständig. Sie sind sehr schön und bedürfen in der Regel keiner weiteren Bearbeitung durch Fräsen, Schleifen etc. Induktives Hartlöten ist vorzüglich zur Integration in Produktionslinien geeignet. Wo wird es eingesetzt? Die Hartlötsysteme von EFD Induction können für praktisch jede Hartlötung verwendet werden. Typische Anwendungsgebiete finden sich heutzutage in der elektrotechnischen Industrie, in der Generator- und Transformatorkomponenten wie Stäbe, Litzen, Drähte und Kurzschlussringe induktiv hartgelötet werden. Sie werden außerdem zum Hartlöten von Treibstoffleitungen, Klimaanlagen sowie Bremskomponenten in der Automobilindustrie verwendet. In der Luftfahrt wird Hartlöten für Propellerblätter, Turbinenschaufeln sowie Treibstoff- und Hydraulikanlagen verwendet. In der Weißwarenindustrie werden unsere Systeme zum Hartlöten von Kompressorkomponenten, Heizelementen und Wasserarmaturen verwendet. Welche Geräte sind verfügbar? Unsere Lösungen zum Hartlöten beinhalten für gewöhnlich ein mobiles Minac- oder ein stationäres Sinac-System von EFD Induction. Beide Produktfamilien bieten ein breites Spektrum an Ausgangsleistungen und Frequenzen in Verbindung mit automatischem Matching und Kompatibilität zu Industrierobotern. Hartlöten mit einem System von EFD Induction. Man beachte, dass die Erwärmungszone vollständig sichtbar ist. Das ist mit Flammlöten praktisch unmöglich. Die Minac von EFD Induction beim Hartlöten von Generatorwicklungen. Die Mobilität der Minac zusammen mit dem Handtransformator ermöglicht die Anwendung in schwer zugänglichen Bereichen. 8

9 Kleben mit Induktion Was ist induktives Kleben? Das induktive Kleben nutzt die Induktionserwärmung für das Aushärten von Klebeverbindungen. Induktion ist die bevorzugte Methode für das Aushärten von Klebstoffen und Dichtungen für Teile wie Türen, Motorhauben, Stoßstangen, Rückspiegel und Magnete. Induktionserwärmung wird auch zum Aushärten von Klebstoffen in Verbindungen von Kompositmaterialien mit Metallen und von Kohlefaserverbundstoffen untereinander, verwendet. In der Automobilindustrie werden zwei Haupttypen des Aushärtens von Klebstoffen unterschieden: Spot-Bonding, bei dem kleine Bereiche des verklebten Materials erwärmt werden, und Full-Ring-Bonding, bei dem die gesamte, umlaufende Klebestelle auf einmal erwärmt wird. Welche Vorteile bietet es? Spot-Bonding-Systeme von EFD Induction gewährleisten eine präzise Energiezufuhr für jedes Panel. Da nur jeweils kleine Bereiche von der Wärme beeinflusst werden, wird die Wärmedehnung des gesamten Panels auf ein Minimum reduziert. Beim induktiven Kleben von Stahlplatten ist es nicht nötig, diese zusammenzuklemmen, wodurch Spannungen und Verzug reduziert werden. Jedes Panel wird elektronisch überwacht, um sicherzustellen, dass Schwankungen in der Energiezufuhr innerhalb der Toleranzen liegen. Beim Full-Ring- Bonding reduzieren Induktionsspulen in Einheitsgröße den Bedarf an Ersatzinduktoren. Wo wird es eingesetzt? Induktion ist das bevorzugte Klebeverfahren in der Automobilindustrie. Während es zum Kleben von Stahl- und Aluminiumblechen weit verbreitet ist, findet es auch zunehmend Verwendung beim Kleben moderner Verbund- und kohlefaserverstärkter Leichtbaumaterialien. In der elektrotechnischen Industrie wird es zum Kleben gebogener Schienen für Bremsschuhe und Magneten verwendet. Des Weiteren wird das induktive Kleben für Führungen, Schienen, Regale und Bleche in der Weißwarenindustrie verwendet. Welche Geräte sind verfügbar? EFD Induction ist der weltweit größte Spezialist für das induktive Aushärten von Klebeverbindungen. Wir haben sogar das induktive Spot-Bonding erfunden. Außerdem haben wir den U-Coil -Prozess erfunden, das fortschrittlichste Saumklebesystem auf dem Markt. U-Coil, ein sich selbst ausrichtendes und zu 100% reproduzierbares System, gewährleistet ein gleichmäßiges Erwärmen mit dem kleinstmöglichen Risiko des Verzugs von Bauteilen. Die von uns gelieferten Geräte reichen von einzelnen Systemelementen, z. B. Frequenzumrichtern und Induktionsspulen, bis hin zu schlüsselfertigen Komplettlösungen. Zwei unserer Systeme für induktives Kleben. Das linke Foto zeigt eine Lösung für Full-Ring-Bonding. Das rechte Foto zeigt das Spot-Bonding, eine von EFD Induction erfundene Methode. 9

10 Rohrschweißen mit Induktion Was ist induktives Schweißen? Mit induktivem Schweißen wird Wärme elektromagnetisch in ein Werkstück induziert. Die Geschwindigkeit und Genauigkeit des induktiven Schweißens machen es ideal für das Längsnahtschweißen von Rohren. Bei diesem Prozess bewegen sich die Rohre in hoher Geschwindigkeit durch den ringförmigen Schweißinduktor. Dabei werden die Rohrkanten erhitzt und zusammengepresst, um eine in Längsrichtung durchgehende Schweißnaht zu formen. Induktives Schweißen ist besonders für hohe Produktionsvolumen bei kontinuierlichem Betrieb geeignet. Induktive Rohrlängsnahtschweißanlagen können alternativ auch mit Kontaktköpfen ausgestattet werden, so dass sie im oberen Leistungsspektrum für dickwandige Rohre eingesetzt werden können. Welche Vorteile bietet es? Automatisiertes induktives Längsnahtschweißen ist ein zuverlässiger Prozess mit hohem Durchsatz. Der geringe Stromverbrauch und der hohe Wirkungsgrad der Schweißsysteme von EFD Induction reduzieren Ihre Kosten. Die Beherrschbarkeit und Reproduzierbarkeit minimieren den Ausschuss. Unsere Systeme sind auch flexibel automatische Lastanpassung garantiert volle Ausgangsleistung über eine große Bandbreite an Rohrgrößen. Durch den geringen Platzbedarf sind sie einfach in Produktionslinien zu integrieren oder nachzurüsten. Wo wird es eingesetzt? Induktionsschweißen wird in der Rohrindustrie zum Längsnahtschweißen von Rohren und Profilen der gängigsten schweißbaren Stahlsorten sowie auch rostfreiem Stahl (magnetisch und nicht magnetisch), Aluminium, Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, hochfesten niedriglegierten Stählen und vielen anderen elektrisch leitenden Werkstoffen eingesetzt. Welche Geräte sind erhältlich? Weldac ist die Produktreihe von EFD Induction von Rohrlängsnahtschweißanlagen mit Halbleitertechnologie. Die Weldac ist ein hocheffizientes System mit einem hohen Wirkungsgrad (> 85%), erzielt saubere, glatte Schweißnähte (geringe Oberwellen low ripple) und ist durch seine robuste IGBT-Technologie praktisch immun gegen Kurzschlüsse. Das macht das System auch für das anspruchsvolle Schweißen von Aluminium und rostfreiem Stahl geradezu ideal. Das Weldac-System kann mit Induktionsspulen oder mit schnell anhebbaren Kontaktköpfen ausgerüstet werden. Auf Grund des durch hohe Vorschubgeschwindigkeiten ermöglichten großen Durchsatzes und die hohe Zuverlässigkeit ist das induktive Rohrlängsnahtschweißen perfekt für die Rohrindustrie geeignet. 10

11 Glühen und Normalisieren mit Induktion Was ist induktives Glühen? Bei diesem Vorgang werden Metalle erhitzt, die schon einmal erheblich bearbeitet wurden. Induktives Glühen reduziert Härte, erhöht die Formbarkeit und verringert innere Spannungen. Das Full-Body-Annealing wird zum Glühen ganzer Werkstücke (Rohre) verwendet. Beim Seam Annealing (präziser: Seam Normalizing) wird nur die vom Schweißprozess hervorgerufene Wärmeeinflusszone behandelt. Welche Vorteile bietet es? Das induktive Spannungsarmglühen und Normalisieren ermöglicht schnelle, zuverlässige und lokal begrenzte Erwärmung, präzise Temperatursteuerung und einfache Integration in Produktionslinien. Mit Induktion werden verschiedene Werkstücke entsprechend genauer Spezifikationen behandelt, während externe Steuersysteme den Prozess durchgehend überwachen und die Daten aufzeichnen. Welche Geräte sind erhältlich? Jedes System zum Spannungsarmglühen von EFD Induction wurde im Hinblick auf die Erfüllung spezieller Anforderungen konzipiert. Das Herzstück eines jeden Systems ist ein Sinac-Frequenzumrichter von EFD Induction, welcher über automatic load matching sowie einen gleichbleibenden Leistungsfaktor über den gesamten Leistungsbereich verfügt. Die meisten ausgelieferten Systeme beinhalten auch kundenspezifische Lösungen betreffend Bedienung und Steuerung. Wo wird es eingesetzt? Die Verwendung von induktivem Spannungsarmglühen und Normalisieren ist in der Rohrindustrie weit verbreitet. Es wird auch zum Spannungsarmglühen von Drähten, Bandstählen, Messerklingen und Kupferrohren verwendet. Tatsächlich ist Induktion praktisch für jede Aufgabenstellung des Spannungsarmglühens perfekt geeignet. Die Steuerung unterstützt dabei, die durch die neue Generation von API-Normen bedingten Herausforderungen beim Normalglühen von Schweißnähten zu bewältigen. Die schwenkbaren Induktionsspulen dieser Anlage von EFD Induction zum Normalglühen gewährleisten die zielgenaue Nachverfolgung des Verlaufs der Längsschweißnaht. Das Normalisieren ist ein wesentlicher Bearbeitungsschritt bei der Herstellung von Rohren für die Öl- und Gasindustrie. 11

12 Vorwärmen mit Induktion Was ist induktives Vorwärmen? Induktives Vorwärmen ist ein Vorgang, bei dem Materialien oder Werkstücke vor der Weiterverarbeitung durch Induktion erwärmt werden. Es gibt verschiedene Gründe für das Vorwärmen. In der Kabel- und Drahtindustrie werden Kabeladern vor der Extrusion der Isolation vorgewärmt. Bandstahl wird vor dem Beizen bzw. Verzinken vorgewärmt. Induktives Vorwärmen macht Metalle vor dem Biegen weicher oder bereitet Werkstücke für das Schweißen vor. Mobile Vorwärmlösungen ermöglichen den Aus- und anschließenden Einbau von Wälzlagern zwecks Austausch oder Reparatur vor Ort. Welche Vorteile bietet es? Vorwärmsysteme von EFD Induction sind extrem effizient, wodurch sie sehr energiesparend sind. Wenn man Bandstahl, Kabel und Drähte vorwärmt, gewährleisten die Halbleiter-Gleichrichterdioden einen gleichmäßigen Wirkfaktor von 0,95, sodass Blindleistungskosten eliminiert werden. Die Erwärmzeiten sind ebenfalls kurz. Kontinuierliches automatisches Matching bewirkt, dass mit einer einzigen Spule eine große Produktionspalette abdeckt werden kann. Induktive Vorwärmsysteme sind kompakt und können einfach in bestehende oder geplante Produktionslinien integriert werden. Wo wird es eingesetzt? Induktives Vorwärmen wird in der Automobil-, der mechanischen Industrie, der Luft- und Raumfahrtindustrie, der Elektrotechnik-, Weißwaren- sowie in der Schiffsbauindustrie verwendet. Einer der Hauptanwendungsbereiche ist das Vorwärmen für das Schweißen. Unsere mobilen Minac-Systeme werden im Offshore- Sektor für das Vorwärmen beim Schweißen vor Ort verwendet. Minac-Geräte werden regelmäßig zu Bohrinseln und Flughäfen geflogen, wo sie Reparatur- und Wartungsarbeiten durchführen. Welche Geräte sind erhältlich? EFD Induction entwirft und baut spezielle Systeme zum Vorwärmen von Bandstahl, Drähten und Kabeln. Diese Systeme basieren normalerweise auf unseren Sinac-Geräten und haben vertikal oder horizontal angeordnete Induktoren. Kundenspezifische Lösungen sind ebenfalls möglich. Die mobilen und kompakten Minac-Geräte kommen beim Vorwärmen vor Ort auf Baustellen und dergleichen zum Einsatz. Die Sinac von EFD Induction, ein Mittelfrequenz- Induktionswärmegerät, wärmt nahtlose Offshore- Rohre vor, bevor diese beschichtet werden. Kein Staub, keine Abgase, kein Lärm. Ein Induktionswärmegerät von EFD Induction erwärmt 177 mm Anodenhalterungen. 12

13 Nachwärmen mit Induktion Was ist induktives Nachwärmen? Induktives Nachwärmen bezieht sich auf jeden Prozess, bei dem Induktion zum Erwärmen von Werkstücken oder Materialien verwendet wird, die bereits bearbeitet wurden. Metallteile und Schweißnähte zum Beispiel müssen oft nachgewärmt werden, um innere Spannungen zu verringern, die durch vorherige Prozesse entstanden sind. Induktives Nachwärmen wird auch zum Erwärmen von Kabeladern nach der Extrusion verwendet. Wo wird es eingesetzt? Unsere Nachwärmlösungen werden hauptsächlich in der Kabel-, Draht- und Rohrindustrie, der Elektrotechniksowie in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet. In der Automobilindustrie werden Ringe, Wellen, Gelenke und Getriebe nachgewärmt und korrosionsbeständige Bremsscheibenabdeckungen ausgehärtet. Induktion wird auch für die Zinnbeschichtung mit dem Reflow- Verfahren eingesetzt. Welche Vorteile bietet es? Aufgrund ihrer Geschwindigkeit, Vielseitigkeit, Präzision und Beherrschbarkeit ist Induktion für eine Vielzahl von Aufgabenstellungen des Nachwärmens ideal geeignet. Unsere Systeme zum Nachwärmen von Kabeln und Drähten induzieren die Wärme direkt in die Kabelader. Dies führt zu einer extrem schnellen Vernetzung der Polymere der Isolation. Gleichzeitig verkleinert Induktion das Risiko von Kabeldeformationen auf ein Minimum. Unsere mobilen Minac-Systeme bringen die Vorteile der Induktion zu explosionsgefährdeten Orten wie Bohrinseln. Welche Geräte sind erhältlich? Stationäre Sinac-Systeme von EFD Induction mit zahlreichen Optionen und Steuer- und Bedienfunktionen werden für Kabel- und Drahtanwendungen sowie für andere Anwendungen mit Massenproduktion verwendet. Mobile Minac-Systeme bringen Induktionswärmelösungen auch zu Bohrinseln, Windparks und zu Kraftwerken usw. Nachwärmen vor Ort für die Öl- und Gasindustrie ist für EFD Induction ein Anwendungsgebiet mit Wachstumspotenzial. Diese Fotos zeigen eine mobile Minac (links) und eine stationäre Sinac, die zum Erwärmen von Pipelines verwendet werden. 13

14 Schmieden mit Induktion Was ist induktives Schmieden? Induktives Schmieden nutzt Induktion, um Metallteile zu erhitzen, bevor sie durch Schmiedepressen oder hämmer umgeformt werden. Welche Vorteile bietet es? Induktives Schmieden hat einige große Vorteile gegenüber dem Schmieden mit Öfen. Die Geschwindigkeit und Beherrschbarkeit von Induktion gewährleisten hohen Durchsatz. Induktion reduziert auch die Oxidation auf ein Minimum und hilft dabei, die metallurgische Unversehrtheit des Metalls zu erhalten. Und da Induktion präzise, gezielt auf die gewünschten Bereiche konzentrierte Wärme erzeugt, spart sie Energie. Durch ihre Gleichmäßigkeit und Reproduzierbarkeit ist Induktion ideal für die Integration in automatisierte Produktionslinien geeignet. Wo wird es eingesetzt? Induktives Schmieden ist in der Metallindustrie und Gießereibranche weit verbreitet, um Blöcke, Stäbe und Stabenden zu erwärmen. Unter den Metallen, die am häufigsten mit Systemen von EFD Induction geschmiedet werden, sind Aluminium, Messing, Kupfer, Stahl und Edelstahl. Welche Geräte sind erhältlich? Für Schmiedeanwendungen bietet EFD Induction Geräte aus drei Produktreihen: HeatLine, Sinac und Minac. Die HeatLine-Reihe beinhaltet jedoch verschiedene Modelle, die speziell für das Schmieden von Blöcken, Stangen, Lenkstangen, Stabenden, Bolzen und vorgeformten Bauteilen in hohen Stückzahlen konzipiert wurden. Oben ist eine Anlage von EFD Induction zum Erhitzen eines vertikalen Teilbereichs von Stangenenden zu sehen. Diese Systeme können mit einer beliebigen Anzahl an Induktionsspulen ausgestattet werden und sind in den IGBT- und Thyristorversionen erhältlich. Ein von einer Schmiedestation von EFD Induction erwärmter Stahlblock. 14

15 Schmelzen mit Induktion Was ist induktives Schmelzen? Induktives Schmelzen ist ein Vorgang, bei dem Metall im Schmelztiegel eines Induktionsschmelzofens geschmolzen wird, bis es flüssig ist. Das geschmolzene Metall wird dann aus dem Schmelztiegel ausgegossen, normalerweise in eine Gussform. Welche Vorteile bietet es? Induktives Schmelzen ist extrem schnell, sauber und gleichmäßig. Wenn es richtig ausgeführt wird, ist induktives Schmelzen so sauber, dass es möglich ist, den Entschlackungsprozess, der bei anderen Methoden benötigt wird, zu überspringen. Die gleichmäßig ins Metall induzierte Wärme trägt zu einer hohen Qualität des Endergebnisses bei. Schmelzsysteme von EFD Induction weisen fortschrittliche ergonomische Merkmale auf. Sie machen den Arbeitsplatz nicht nur sicherer, sie erhöhen auch die Produktivität, indem sie den Schmelzvorgang beschleunigen und angenehmer machen. Wo wird es eingesetzt? Die induktiven Schmelzsysteme von EFD Induction werden in Gießereien, Universitäten, Labors und Forschungszentren verwendet. Die Systeme schmelzen alles, von Eisen- und Nichteisenmetallen bis zu nuklearen Materialien und medizinischen und zahnmedizinischen Legierungen. Welche Geräte sind erhältlich? EFD Induction bietet fünf verschiedene Bauarten von Induktionsschmelzöfen an, um den vielen verschiedenen Anforderungen beim Schmelzen gerecht zu werden: Schmelzöfen mit Einachsen-Kipptiegel, mit Zweiachsen-Kipptiegel, Schmelzöfen mit beweglichen Spulen, sowie Rollover- und Laboröfen. Ein Schmelzofen von EFD Induction mit Einachsen-Kipptiegel. Derartige Systeme können Eisen- und Nichteisenmetalle (Kupfer- und Aluminiumlegierungen) schmelzen. Um allen Kapazitätsanforderungen gerecht zu werden, sind mehrere Modelle erhältlich. Sie sind mit einfach zu wechselnden, vorgefertigten Schmelztiegeln oder mit Stampfauskleidung erhältlich. Geschmolzenes Messing in einem Schmelztiegel mit beweglichem Induktor. Der vorgefertigte Schmelztiegel aus Tongrafit bleibt während des ganzen Schmelzvorgangs stationär, die Spule bewegt sich berührungslos um den Schmelztiegel herum. Schmelztiegel, die zugleich als Gießpfanne fungieren, verhindern eine Verunreinigung der Schmelze mit anderen Metallen. 15

16 Richten mit Induktion Was ist induktives Richten? Induktives Richten benutzt eine Induktionsspule, um räumlich begrenzte Wärme in vordefinierten Erwärmungszonen zu erzeugen. Wenn diese Zonen dann abkühlen, ziehen sie sich zusammen und ziehen dabei das Metall in einen flacheren Zustand. Welche Vorteile bietet das? Induktives Richten ist extrem schnell. Beim Richten von Schiffsdecks und Schotten berichten unsere Kunden häufig von mehr als 50% Zeitersparnis im Vergleich zu herkömmlichen Methoden mit offener Flamme. Ohne Induktion kann das Richten eines großen Schiffs ohne weiteres zehntausende Arbeitsstunden in Anspruch nehmen. Die Präzision der Induktion fördert auch die Produktivität. Zum Beispiel muss man beim Richten eines LKW-Fahrgestells die hitzeempfindlichen Bauteile nicht entfernen. Induktion ist so präzise, dass die umliegenden Materialien nicht beeinflusst werden. Wo kann es verwendet werden? Induktionserwärmung wird weithin zum Richten von Schiffsdecks und Schotten verwendet. In der Baubranche werden damit Träger gerichtet. Induktives Richten wird vermehrt in der Herstellung und bei der Reparatur von Lokomotiven, Schienenfahrzeugen und Schwerlastfahrzeugen verwendet. Welche Geräte sind erhältlich? Die Terac-Systeme von EFD Induction wurden speziell für das Richten von Schiffen konzipiert. Jedes Terac- Gerät beinhaltet einen Frequenzumrichter, ein Kühlsystem, ein Bedienpult und eine Einheit zum Erwärmen von Decks. Ein tragbares Gerät ersetzt das Gerät für die Decks, wenn die Schotten gerichtet werden. Für alle Aufgabengebiete des Richtens außerhalb des Schiffsbaus kommen mobile Minac-Induktionswärmegeräte zum Einsatz. Die Terac funktioniert für Schotten und andere vertikale Strukturen genauso gut wie für Decks. Für eine noch ergonomischere Bedienung kann an dem oben abgebildeten Handtransformator eine Zugentlastung montiert werden, die mit einem Magnet oder Drahtseil fixiert ist. 16 Das Terac-System von EFD Induction gewährleistet einen reibungslosen Betrieb die Terac verhindert, dass magnetischer Stahl überhitzt wird. Außerdem produziert die Terac keine giftigen Gase an der Wärmequelle. Es wird auch kein Lärm erzeugt.

17 Sonderanwendungen Dieses Dokument soll einen Überblick über die Hauptanwendungsgebiete für die Systeme und Lösungen von EFD Induction geben. Allerdings werden unsere Geräte auch für eine Vielzahl an anderen Anwendungen in Branchen, die unterschiedlicher nicht sein könnten, wie die Stromerzeugungs-, die Lebensmittelverpackungs- oder die Bekleidungsindustrie, herangezogen. Nachfolgend sehen Sie eine auszugsweise Liste mit einigen dieser Anwendungen. Aufschrumpfen und Abziehen Unsere Systeme werden in der Automobilindustrie dazu verwendet, Zahnräder und Ringe aufzuschrumpfen. Sie werden außerdem dazu verwendet, Flugzeuge, Züge und LKWs zu reparieren. Unsere mobilen Systeme werden genutzt, um z.b. auf Bohrinseln Lager und Wellen abzuziehen und aufzuschrumpfen. Ferner werden sie auch immer mehr dazu genutzt, um in Kraftwerken die riesigen Muttern und Bolzen von Turbinengehäusen anzuziehen bzw. zu lösen. Glasfaserherstellung Induktion wird verwendet, um die Wärme zu erzeugen, die in der Zerfaserungsphase bei der Glaswolleherstellung benötigt wird. Diese Anwendung erfordert die Einbringung von Hitze in geschmolzenes Glas, damit es in Form von Fasern durch die Öffnungen einer Spinndüse extrudiert wird. Induktives Kettenhärten im Durchlaufverfahren EFD Induction baut individuelle Systeme zum induktiven Härten und Anlassen von Ketten. Diese Systeme minimieren das Handling und gewährleisten gleichzeitig, dass die Ketten entsprechend ihrer spezifischen Parameter wärmebehandelt werden. Induktionserwärmung ist ideal, um qualitativ hochwertige Ketten mit feinkörnigem Gefüge herzustellen. Härten von Großwälzlagern Eine von EFD Induction patentierte Lösung wird verwendet, um Großwälzlager in Windturbinen zu härten. Früher blieb beim induktiven Härten solcher Lagerringe immer ein weicher Bereich übrig, was sie für viele Anwendungsgebiete in der Windenergieerzeugung disqualifizierte. EFD Induction hat das Problem mit einem Mehrspulensystem gelöst, das derartige Lagerringe härten kann, ohne dass ungewollte weiche Bereiche übrig bleiben. Ein Beispiel für das induktive Abziehen eine mobile Minac von EFD Induction entfernt große Muttern und Schrauben im Bruchteil der Zeit, die das herkömmliche Gas- oder Widerstandserwärmen in Anspruch genommen hätte. Ein Großlagerring wird von einer Vertikal-Härtemaschine von EFD Induction gehärtet. 17

18 18 Er bleibt kalt. Er berührt nicht das Werstück. Wie bringt der Induktor den Bauteil binnen weniger Sekunden zum Glühen?

19 Wie Induktion funktioniert Induktion ist eine flammenlose, berührungslose Erwärmungsmethode, die einen präzise definierten Bereich einer Metallstange innerhalb von Sekunden zum Glühen bringen kann. Wie ist das möglich? Durch eine Spule fließender Wechselstrom erzeugt ein Magnetfeld. Die Stärke dieses Feldes schwankt in Abhängigkeit von der durch die Spule fließenden Stromstärke. Das Magnetfeld ist auf den von der Spule umschlossenen Bereich konzentriert; sein Ausmaß hängt von der Stärke des Stroms und der Anzahl der Wicklungen in der Spule ab. (Abb. 1) Wirbelströme werden in ein elektrisch leitfähiges Objekt, z.b. eine Metallstange, induziert, das in eine Spule eingeführt wird. Bedingt durch den elektrischen Widerstand wird Wärme in dem Bereich, in dem die Wirbelströme fließen, erzeugt. Erhöht man die Stärke des Magnetfeldes, erhöht man den Erwärmungseffekt. Allerdings wird der gesamte Erwärmungseffekt auch von den magnetischen Eigenschaften des Objekts und seinem Abstand von der Spule beeinflusst. (Abb. 2) Abb. 1 Die Wirbelströme erzeugen ihr eigenes Magnetfeld, das dem von der Spule erzeugten Feld entgegengerichtet verläuft. Dieser Gegensatz hält das ursprüngliche Feld davon ab, sofort ins Zentrum des von der Spule umschlossenen Objekts einzudringen. Die Wirbelströme sind an der Oberfläche des erwärmten Gegenstandes am aktivsten, werden aber in Richtung Zentrum deutlich schwächer. (Abb. 3) Der Abstand zwischen der Oberfläche des erwärmten Gegenstandes zu der Tiefe, in der die Stromdichte auf 37% fällt, ist die Eindringtiefe. Die Eindringtiefe korreliert umgekehrt proportional zur Frequenz. Deswegen ist es besonders wichtig, die richtige Frequenz zu wählen, um die gewünschte Eindringtiefe zu erhalten. Abb. 2 Stromdichte The smarter heat Induktion nutzt die grundlegenden elektromagnetischen Gesetze, um kontrollierbare Wärme direkt im Werkstück zu erzeugen. Die Spule berührt dabei nie das Werkstück. Abb. 3 Eindringtiefe Abstand von der Oberfläche 19

20 Die beste Lösung auswählen Wie effizient ist induktive Erwärmung wirklich? Welche Frequenzen passen am besten zu Ihrer Anwendung? Der Leitfaden unten wird Ihnen einen Einblick in das Potenzial der Induktion geben. Um mehr zu erfahren, kontaktieren Sie einfach die nächstgelegene Niederlassung von EFD Induction. Wieviel Energie benötigen Sie? Bevor Sie Ihren Energiebedarf errechnen können, müssen Sie folgendes wissen: kwh/kg 0,40 Die Art der Werkstoffe (Stahl, Kupfer, Messing, etc.) Die Abmessungen des Werkstückes Gewünschte stündliche Produktion Gewünschte Endtemperatur 0,35 0,30 0,25 0,20 Al Mg Guseissen Stahl Cr Ni Cu Zn Errechnen Sie Ihren Energiebedarf Schritt 1 Bestimmen Sie die Energieabsorptionsrate des Werkstoffs. Abb. 3 zeigt Raten für einige weit verbreitete Werkstoffe. Schritt 2 Multiplizieren Sie die Energieabsorptionsrate mit der von Ihnen gewünschten stündlichen Produktionsleistung (kg/h). Das Ergebnis ist Ihr spezifischer Energiebedarf. Schritt 3 Sie können nun den Gesamtwirkungsgrad des Induktionsgeräts ermitteln. Einige typische Wirkungsgradbereiche der Induktionserwärmung für gängige Werkstoffe sind in der Abb. 5 aufgelistet. Dividieren Sie Ihren spezifischen Energiebedarf durch den Wirkungsgrad des Geräts. Das Resultat ist Ihr gesamter Energiebedarf. 0,15 0,10 0,05 Messing Ag Au Pt Pb C Temp. Abb. 4. Energieabsorptionsraten für verschiedene Werkstoffe. Material Zieltemp. C Wirkungsgrad Stahl ,65 Stahl 700 0,80 Rostfreier Stahl ,60 Messing 800 0,50 Kupfer 900 0,40 Aluminium 500 0,40 Sn Abb. 5 Typische Induktionserwärmungs-Wirkungsgrade. Die oben genannten Werte setzen die Verwendung von umschließenden Spulen mit mehreren Wicklungen voraus. Verschiedene Spulendesigns können Auswirkungen auf den Wirkungsgrad haben. So beträgt z.b. der Wirkungsgrad von Kupfer aufgrund der normalerweise verwendeten Induktoren üblicherweise 0,1-0,2. 20

21 Die richtige Frequenz wählen Die Wahl der Frequenz ist entscheidend, wenn man Induktionserwärmung verwendet, da die Frequenz die Eindringtiefe der Wärme bestimmt. Abb. 6 zeigt ungefähre Frequenzen für das Durchwärmen einiger weitverbreiteter Materialien. Material Aluminium Stahl Stahl und Aluminiumnicht magnetisch magnetisch Messing Kupfer legierungen Frequenz Endtemperatur C 700 C 800 C 850 C 500 C Ø mm Ø mm Ø mm Ø mm Ø mm Hz , , , ,7 3,0 3, ,5 2,0 2,5 30 1,5 60 1, ,8 8 0,2 1,0 1,2 15 0,6 20 0, Abb. 6 Einige wirtschaftliche Größenbereiche für gängige Werkstoffe bei verschiedenen Frequenzen. Die gezeigten Frequenzen sind nur ungefähre Richtlinien. Die kürzeste Erwärmzeit für bestimmte Werkstoffe und Größen wird erreicht, wenn man nahe am unteren Frequenzlimit arbeitet. 21

22 Internationale Zertifizierungen EFD Induction ist der internationale Spezialist für Induktionserwärmung und besitzt Produktionsstätten in Norwegen, Deutschland, Frankreich, China, Indien, den USA und Rumänien. Zusätzlich gibt es Vertriebs- und Serviceniederlassungen in Schweden, Dänemark, Finnland, Italien, Österreich, Spanien, Japan, Großbritannien, Russland, Polen, Brasilien, Thailand und Malaysia. Der Schlüssel des Wachstums von EFD Induction war die Fähigkeit, den harten Qualitätsstandards zu entsprechen, die uns unsere Kunden gesetzt haben viele von ihnen arbeiten in den am meisten umkämpften und qualitätsbewussten Branchen der Welt. Wir können zahlreiche Zertifizierungen vorweisen. Die Beispiele aus drei Ländern (China, Indien und Deutschland) vermitteln eine ungefähre Vorstellung über die Bandbreite an Qualitätszertifizierungen, die EFD Induction erreicht hat. Deutschland Das Produktionszentrum von EFD Induction in Freiburg wurde selbstverständlich für die Qualitätsmanagement- Norm DIN EN ISO 9001 zertifiziert. China In China ist unsere Produktionsstätte in Shanghai von Det Norske Veritas gemäß ISO 9001:2000 zertifiziert. Die Härtesysteme, die in der Produktionsstätte in Shanghai hergestellt werden, sind nach den Normen EN ISO :2003, EN ISO :2003 und EN :2006 zertifiziert, was sie zur CE-Kennzeichnung qualifiziert. Indien Unsere Produktionsstätte in Bangalore entspricht den technischen Spezifikationen der ISO/TS 16949:2000. Die Anlage hat außerdem ein Arbeits- und Gesundheitsschutz-Managementsystem, das entsprechend der OHSAS 18001:1999 Norm zertifiziert ist. Zusätzlich zur ISO 9001:2000 Zertifizierung hat die Anlage ein Umweltmanagement-System, das die Anforderungen der EN ISO 14001:2004 Norm erfüllt. 22

23 Einige unserer Kunden EFD Induction wurde bei der Fertigung von Motoren bis hin zu der Wartung der Trägerrakete Ariane 5 der Europäischen Weltraumorganisation ESA eingesetzt. Nachfolgend finden Sie eine Liste mit einigen unserer Kunden. Fallstudien und Referenzen auf der ganzen Welt erhalten Sie von Ihrer nächsten EFD Induction Niederlassung. ABB Alcatel Alstom Andritz Hydro Ansaldo Ashok Leyland Aston Martin Audi Autocam Avesta Sandvik Tube Baosteel Bartell Machinery Benteler BHEL BMW Bodycote Boehler Bombardier Borg Warner Bosch BPW Brakes India Burseryds Bruk Busatis Caterpillar Changzhou XD Transformer Chrysler Citroen DAF Daimler Danfoss Delphi Deutsche Bahn DEUTZ Dongfang Electrical Machinery Dongying Dongyi Doosan Dreister Dörrenberg Edelstahl Edelstahlwerke Südwestfalen EMD Curtiss Wright Electro- Mecha. Corp. FAG Fardis Federal-Mogul Ferrovaz Fiat Fincantieri Ford Fraunhofer-Institut Gamesa Gearbox del Prat Geislinger Gelenkwellenwerk Stadtilm General Electric General Motors Getrag GKN Grundfos Hägglunds Halberg Precision Haldex Garphyttan Hanomag Heidelberger Druckmaschinen Hilti Hitachi Hoerbiger Antriebstechnik HQM Haertetechnik Hydro Aluminium Hyundai Hörmann Industrietechnik I.S.R. Indar ISI Airbag Jaguar Land Rover John Deere Johnson Control Joseph Vögele Jos L. Meyer KBP Kettenwerk KmB Technologie KME Komatsu Kongsberg Automotive Koni KS Kolbenschmidt Lankhorst Indutech Linamar Antriebstechnik Linde LUK Läpple Magna Mahle Migma Maillefer MAN Mannesmann Marcegaglia Mercedes Benz Metalor Miba Mitec Mitsubishi MTU Nexans NTN OAO Electrosila Opel Otto Meyer Peugeot Pratt & Whitney PSA Renault Retezarna Rieckermann Rockinger Roctool Roth Technik Rothe Erde Rover Group S.N.R. Saint Gobain Sandvik Sauer Sundstrand Savoilor SCANIA Schaeffler Schneeberger Shanghai Baosteel Shanghai Turbine Generator Showa Siemens SKF Skoda SNR Sona Koyo Steering Splintex Sprimag Stabilus Stihl STX Europe Sumitomo Suzlon Suzuki Swarovski SAAB Thermotite Bredero Shaw Thyssen Krupp Tianjin Pipe International Timken Toshiba Toto TRW Vallourec VEG Vestas Visteon Voestalpine Voith Volkswagen Volvo Vyksa Steel Works Wanxiang Qianchao Weigl Antriebstechnik Whirlpool ZF Zhuzhou Electric 23

24 Eine Produktfamilie für jeden Bedarf Unsere Induktionserwärmungsanlagen sind in fünf Produktfamilien gruppiert. Damit lassen sich praktisch alle Herausforderungen der industriellen Fertigung an eine induktive Erwärmung meistern. Sollte eine Anwendung doch einmal so speziell sein, dass wir keine fertige Lösung haben, entwickeln wir mit unseren Kunden gemeinsam ein eigenes Induktionserwärmungssystem. EFD Induction entwickelt, verkauft und liefert auch mechanische Vorrichtungen, Induktionsspulen und elektronische Steuerungen für Induktionsanlagen. Außerdem bieten wir weltweit einen umfassenden Service an. Wenn Sie mehr über EFD Induction und unsere Lösungen für Ihr Unternehmen erfahren möchten, dann wenden Sie sich bitte an unsere EFD Induction-Niederlassung in Ihrer Nähe. Sinac Universelle stationäre Generatoren für die induktive Erwärmung Weldac Hochleistungs-Rohrschweißgeneratoren Minac Universelle mobile Generatoren für die induktive Erwärmung HeatLine Industrielle Induktionserwärmungssysteme HardLine Anlagen zur induktiven Wärmebehandlung Putting the smarter heat to smarter use EFD /15 - DEU