هدف و روش آهنگری گرم

هدف از گرم کردن بلنک فلزی قبل از آهنگری بهبود انعطاف پذیری فلز، کاهش مقاومت در برابر تغییر شکل، آسان کردن جریان و شکل دهی آن و به دست آوردن ریزساختار خوب پس از آهنگری است. بنابراین گرمایش قبل از آهنگری تاثیر مستقیمی بر بهبود بهره وری آهنگری، تضمین کیفیت آهنگری و صرفه جویی در مصرف انرژی دارد. با توجه به منابع مختلف گرما، روش های گرمایش بلنک های فلزی را می توان به گرمایش با شعله و گرمایش الکتریکی تقسیم کرد.

گرمایش شعله

گرمایش با شعله استفاده از سوخت (زغال سنگ، کک، نفت سنگین، گازوئیل و گاز) برای سوزاندن در کوره حرارتی شعله برای تولید گاز با دمای بالا (شعله) حاوی مقدار زیادی انرژی گرمایی است. انرژی گرمایی از طریق همرفت و تشعشع به سطح لایه خالی منتقل می شود و سپس سطح به مرکز منتقل می شود تا فلز خالی گرم شود.

هنگامی که دمای گرمایش کمتر از 600 تا 700 درجه است، شمش عمدتاً با انتقال حرارت همرفت گرم می شود. به اصطلاح انتقال حرارت جابجایی به جریان پیوسته شعله در اطراف و انتقال انرژی گرمایی به فلز خالی از طریق تبادل حرارت بین گاز با دمای بالا و سطح خالی اشاره دارد. هنگامی که دمای گرمایش از 700 تا 800 درجه تجاوز می کند، گرمایش قسمت خالی عمدتاً انتقال حرارت تشعشع است. به اصطلاح انتقال حرارت تابشی تبدیل انرژی گرمایی به انرژی تابشی از طریق گاز و کوره با دمای بالا است. پس از اینکه انرژی تابشی منتقل شده توسط مایکروویو الکتریکی توسط فلز خالی جذب شد، انرژی تابشی به انرژی گرمایی تبدیل می شود تا فضای خالی گرم شود. هنگامی که کوره آهنگری معمولی در دمای بالا گرم می شود، انتقال حرارت تشعشع بیش از 90 درصد است و انتقال حرارت جابجایی تنها 8 تا 10 درصد است.

روش گرمایش با شعله دارای مزایای منبع سوخت مناسب، ساخت کوره ساده، هزینه گرمایش کم و محدوده کاربرد وسیع برای بلانک ها است. با این حال، شرایط کار ضعیف است، سرعت گرمایش کند است، راندمان پایین است، و کنترل کیفیت گرمایش دشوار است. این روش گرمایش به طور گسترده ای برای گرم کردن قسمت های مختلف استفاده می شود.

گرمایش الکتریکی

گرمایش الکتریکی برای گرم کردن قطعات فلزی با تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی حرارتی است. گرمایش الکتریکی القایی، گرمایش الکتریکی تماسی، گرمایش کوره مقاومتی و گرمایش کوره حمام نمک وجود دارد.

1. گرمایش القایی

تحت عمل میدان مغناطیسی متناوب تولید شده توسط جریان متناوب وارد شده به سلف، جریان گردابی متناوب در داخل خالی فلزی ایجاد می شود. به دلیل جریان گردابی و گرمایش مغناطیسی (زیر نقطه انتقال مغناطیسی)، فلز خالی مستقیماً گرم می شود.

هنگامی که قسمت خالی با گرمایش القایی گرم می شود، چگالی جریان تولید شده در داخل در طول مقطع ناهموار است. چگالی جریان مرکزی کوچک و چگالی جریان سطحی بزرگ است. به این پدیده اثر پوستی می گویند. بنابراین، فلز سطح عمدتاً با عبور جریان گرم می شود و فلز هسته با گرمای لایه بیرونی گرم می شود. برای جاهای خالی با قطر بزرگ، به منظور بهبود سرعت گرمایش، فرکانس جریان کمتری باید انتخاب شود تا عمق نفوذ جریان افزایش یابد. برای خالی های با قطر کوچک، به دلیل اندازه مقطع کوچک، می توان از فرکانس جریان بالاتری استفاده کرد که می تواند بازده الکتریکی را بهبود بخشد.

2. تماس با گرمایش الکتریکی

اصل گرمایش الکتریکی تماسی این است که جریان زیاد ولتاژ پایین به طور مستقیم به فلز خالی متصل می شود. از آنجایی که فلز دارای مقاومت خاصی است، جریان از طریق آن گرما ایجاد می کند تا بتوان آن را گرم کرد.

برای خالی با اندازه معین، باید مقدار معینی گرما تولید کند تا تا دمای مشخص شده گرم شود. با این حال، مقدار مقاومت فلز عمومی نسبتا کوچک است. به منظور بهبود بهره وری و کوتاه شدن زمان گرمایش، لازم است جریان زیادی به قسمت خالی منتقل شود. به منظور جلوگیری از اتصال کوتاه، روش کاهش ولتاژ اغلب برای به دست آوردن ولتاژ پایین و جریان زیاد اتخاذ می شود. بنابراین، ولتاژ بی باری ترمینال کمکی ترانسفورماتور برای گرمایش الکتریکی تماسی تنها 2-15v است.

گرمایش الکتریکی تماسی با سرعت گرمایش سریع، اتلاف سوخت کمتر فلز، محدوده دمای گرمایش نامحدود، راندمان حرارتی بالا، مصرف برق کم، هزینه کم، تجهیزات ساده و عملکرد راحت مشخص می شود. با این حال، ناهمواری سطح و شکل و اندازه بلانک به شدت مورد نیاز است، به خصوص انتهای صفحه باید منظم و بدون اعوجاج باشد. علاوه بر این، اندازه گیری و کنترل دمای گرمایش دشوار است. مناسب برای گرم کردن کامل یا موضعی قطعات بلند.