Analysis of induction heating system for high frequency welding

Iatcheva, Ilona; Gigov, Georgi; Kunov, Georgi; Stancheva, Rumena

doi:10.2298/fuee1203183i

Cited by 6 publications

(3 citation statements)

References 3 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Thanks to this, HFI heating is used in a number of processes: induction hardening, tempering, soldering, welding, annealing, preheating and postheating, forging, melting, straightening, etc. [2]. In addition, HFI processes can be successfully used for both non-alloy and alloy steels and for copper, brass, aluminum, titanium and gold [3] although other techniques can be applied [4,5].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

The Use of the Linear Energy Calculation Model in High-Frequency Induction (HFI) Tube Welding Technology to Obtain Optimal Microstructure and Weld Geometry

Techmański¹,

Stȩpień²,

Garstka

et al. 2023

Metals

View full text Add to dashboard Cite

The article presents a calculation model of the linear energy of welding P235GH steel tubes with high-frequency currents in order to obtain an optimal microstructure and geometry of the weld of high internal purity. The model was developed based on real data for the standard linear energy used in the steelworks Huta Łabędy and presented as the power factor P/V and P/(V·t), where P is the power [kW], V the production speed [m/min] and t the wall thickness. The model can be used for two ranges of pipe diameters: 114.3–168.3 mm and 219.1–323.9 mm. The data from the model were implemented into the High Frequency Induction (HFI) control panel of Huta Łabędy in order to produce test tubes which were subsequently tested with ultrasounds to verify the quality of the internal weld. In addition, samples were taken for metallographic analysis, which was supposed to check whether the applied linear energy calculation model allows the obtainment of the optimal weld geometry and the optimal angle of the metal flow line allowing for swelling and the extrusion of melted impurities from the inside of the joint by the squeeze rolls. The metallographic analysis also determined the nature of the occurrence of ferrite inside of the center diffusion bond and the zonal microstructure of the joint, the control of which is based on the correlation of the parameters of the mechanical process of forming the tube with the linear energy of welding. Carrying out the technological and technical process based on the applied HFI linear energy calculation model allowed us to obtain a weld of high purity and metallurgical consistency. This model can be used in the future on an industrial scale for the production of pipes using the HFI method.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

The Use of the Linear Energy Calculation Model in High-Frequency Induction (HFI) Tube Welding Technology to Obtain Optimal Microstructure and Weld Geometry

Techmański¹,

Stȩpień²,

Garstka

et al. 2023

Metals

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Due to the skin effect and the proximity effect, dense high-frequency currents flow from the inductor, along the edge, to the closing point, and back through the opposite edge. This is the V-zone extending just in front of the closing point [10]. This means that the V-angle and the V-zone length in the HFI method must be as small as possible to maximize the current density and increase the resistive heating effect [11].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Improving the Energy Efficiency of the Production of Pipes Welded with High-Frequency Induction

Techmański,

Stępień,

Garstka

et al. 2023

Processes

View full text Add to dashboard Cite

This article presents the technical aspects that may reduce electric power consumption during the welding of pipes with the high-frequency induction (HFI) method. Experiments were carried out at Huta Łabędy S.A. Steelworks, during the test production of 323.9 × 5.6 mm pipes of P235GH steel grade. Two sets of HFI heating system settings were studied: with a variable squeeze force of the heated edges and a variable position of the inductor in relation to the welding point. It was proven that the temperature at the welding point increased due to the stronger squeeze of the heated edges, which reduced the electric power consumption. Reducing the distance of the inductor relative to the welding point had the same effect. By optimizing the squeeze force and the position of the inductor, energy consumption was reduced by about 5.5%. Microstructural studies of the welds did not show any adverse effects of the optimization.

show abstract

“…Bu etkiler sonucunda akım, sargıların dış yüzeyindeki belirli bir bölgeye yoğunlaşma eğilimi göstermekte ve dolayısıyla, bakır sargı kesitinin tümü akım tarafından etkin olarak kullanılamamaktadır. Bu olumsuz etkiler dikkate alınarak, daha sonra yıllarda indüksiyon bobin tasarımı için, içi boşaltılmış silindirik bakır borular kullanılmıştır [9,20]. Yüksek güçlü indüksiyon ısıtma sistemlerinde açığa çıkan ısı, indüksiyon bobin sargılarını da ısıtarak olumsuz etkilemektedir; bu olumsuz etki, içi boşaltılmış bakır boru içinden soğutma sıvısı geçirilerek önlenmiş ve daha verimli bir çalışma sağlanmıştır.…”

Section: Introductionunclassified

İndüksiyon Bobin Tasarımında Kullanılan İletken Türlerinin İndüksiyon Sıvı Isıtıcı Performansına Etkilerinin Araştırılması

Altıntaş¹

2016

Marmara Fen Bil Dergisi

View full text Add to dashboard Cite

ÖZSahip olduğu bazı üstünlükler dolayısıyla, indüksiyon prensibiyle sıvı ısıtma sitemlerinin endüstriyel ve evsel kullanımı giderek artmaktadır. İndüksiyon sıvı ısıtma sistemlerinin en önemli unsurlarından biri indüksiyon bobinleridir. İndüksiyon bobinleri, rezonans durumunda en verimli çalıştıkları ve büyük akımlar taşıdıkları için, büyük kesitli iletkenlerden az sipirli sarılarak oluşturulurlar. Günümüzde, indüksiyon bobin tasarımında kullanılabilecek birçok iletken türü mevcuttur. Bu çalışmada, COMSOL® Multiphysics yazılımı kullanılarak, 8 farklı iletken türünden oluşturulan indüksiyon bobinlerinin 3B katı modelleri oluşturulmuş, eşit çevresel faktörler ve farklı çalışma frekansları için 2B manyetik ve termal analizleri gerçekleştirilmiş, ısıtıcı aparat üzerinde açığa ısıtma gücü hesaplanarak ısıtıcı performans testi yapılmıştır. Bu çalışma aynı zamanda tasarımcı ve üretici firmalara, indüksiyon bobin tasarımında kullanılabilecek iletken türü seçiminde yardımcı olmayı da amaçlamaktadır.Anahtar kelimeler: İndüksiyon sıvı ısıtma, indüksiyon bobin tasarımı, manyetik analiz, Comsol. I. GİRİŞGünümüzde en yaygın ve en temiz enerji türlerinden olan elektrik enerjisi, ısıtma sistemlerinin vazgeçilmez bir unsurudur. Elektriksel ısıtma, genel olarak rezistif ısıtma ve indüksiyon ısıtma olmak üzere iki ana başlık altında toplanabilir. Rezistif ısıtma sistemlerinde kullanılan temel unsur, krom-nikel telden imal edilen rezistanslardır. Rezistanslar, uygun güç ve şekillerde imal edilerek, gerekli ısı enerjisi elektrik şebekesinden kolaylıkla sağlanmış olur. Diğer bir elektriksel ısıtma yöntemi olan indüksiyon ısıtma, yüksek frekanslı alternatif akımın oluşturduğu manyetik alanın, ısıtılacak parçalar üzerinde oluşturduğu histerezis ve eddy akımlarıyla sağlanmaktadır. İndüksiyon ısıtma sisteminin temel yapıtaşları, yüksek frekanslı alternatif akımı sağlayacak olan inverter ve manyetik alan kaynağı olan indüksiyon bobinidir [1][2][3].Sabit duran ve/veya sürekli akan sıvıların ısıtılmasında her iki elektriksel ısıtma yöntemini kullanmak mümkündür. Endüstriyel ve evsel sıvı ısıtma uygulamalarında rezistif ısıtma yöntemi, indüksiyon ısıtma yöntemine göre çok Investigating the Effects of Conductor Types of Induction Coil on Performance of the InductionLiquid Heater ABSTRACTIn residential and industrial applications, the usage of induction liquid heater using induction heating principles is increasingly growing due to having some advantages. One of the components of the induction heating is induction coil. Because of working best at resonance condition and carrying a lot of current, induction coils are constituted from a wire having a big cross-sectional area; and also have a few turn. At present, there are a lot of wire types being used in induction coil design. In this study, by using the COMSOL® Multiphysics software, 3D solid models of a total of eight-induction-coil designed with different wire types are created; magnetic and thermal analysis of those are performed under identical environmental conditions for different workin...

show abstract

Analysis of induction heating system for high frequency welding

Cited by 6 publications

References 3 publications

The Use of the Linear Energy Calculation Model in High-Frequency Induction (HFI) Tube Welding Technology to Obtain Optimal Microstructure and Weld Geometry

The Use of the Linear Energy Calculation Model in High-Frequency Induction (HFI) Tube Welding Technology to Obtain Optimal Microstructure and Weld Geometry

Improving the Energy Efficiency of the Production of Pipes Welded with High-Frequency Induction

İndüksiyon Bobin Tasarımında Kullanılan İletken Türlerinin İndüksiyon Sıvı Isıtıcı Performansına Etkilerinin Araştırılması

Contact Info

Product

Resources

About