তাপ চিকিত্সায় ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক আবেশের প্রয়োগ সাধারণ। যাইহোক, ইন্ডাকশন হিট ট্রিটমেন্টের বর্তমান পরিস্থিতি ইঙ্গিত দেয় যে বিকাশের জন্য অনেক জায়গা থাকতে পারে।
স্বয়ংচালিত এবং বিমান চালনা শিল্পে দক্ষতা এবং পরিবেশগত সুরক্ষার চাহিদা, ইন্ডাকশন পাওয়ার সাপ্লাইয়ের উদ্ভাবন এবং ইন্ডাকশন হিট ট্রিটমেন্ট প্রসেস সিমুলেশনের অগ্রগতি সবই ইন্ডাকশন হিট ট্রিটমেন্ট প্রযুক্তির বিকাশে অবদান রাখছে, যা একটি "সোনালী" হতে চলেছে। বয়স"।
দক্ষতা এবং পরিবেশগত সুবিধা:
ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশনের মৌলিক বৈশিষ্ট্য পরিবেশ সচেতনতার যুগে এবং কম খরচে তাপ চিকিত্সা শিল্পের কাছে আকর্ষণীয় করে তোলে। ইন্ডাকশন হিটিং হল গরম করার একটি প্রত্যক্ষ পদ্ধতি যেখানে আশেপাশের পরিবেশ থেকে উপাদানে প্রেরণের পরিবর্তে উত্তপ্ত হওয়া উপাদানটিতে তাপ উৎপন্ন হয়। যেহেতু ইন্ডাকশন হিটিং পৃষ্ঠে এবং নীচে তাপ উৎপন্ন করে, এটি কেবল দ্রুত নয়, সাধারণত অত্যন্ত দক্ষ।
আনয়ন তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়ার ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক দক্ষতা প্রায়শই খুব বেশি হয়। কার্বন স্টিল এবং মার্টেনসাইট স্টেইনলেস স্টিলের মতো ফেরোম্যাগনেটিক উপাদানগুলির আবেশন শক্ত করার জন্য, এই কার্যকারিতা সাধারণত 70-80% পরিসরে থাকে (এবং এই জাতীয় উপাদানগুলিকে টেম্পার করার জন্য এমনকি 90% এর কাছাকাছি)। ইন্ডাকশন হার্ডেনিংও অংশে রাসায়নিকের বিস্তারকে জড়িত করে না। অতএব, কার্বারাইজিং এবং নাইট্রাইডিংয়ের মতো থার্মোকেমিক্যাল পদ্ধতির তুলনায় ইন্ডাকশন হার্ডেনিংকে সাধারণত একটি "ক্লিনার" পদ্ধতি হিসাবে বিবেচনা করা হয়।
ইন্ডাকশন পাওয়ার সাপ্লাইতে উদ্ভাবন:
1950 এবং 1960-এর দশকে ট্রানজিস্টরাইজড উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি পাওয়ার উত্সগুলির বিকাশ ইন্ডাকশন হিট ট্রিটমেন্টের চেহারাকে অনেকাংশে পরিবর্তন করে। 1990-এর দশকের শেষের দিকে এবং 20 শতকের গোড়ার দিকে সিঙ্ক্রোনাস ডুয়াল-ফ্রিকোয়েন্সি পাওয়ার সাপ্লাইয়ের আবির্ভাব বিশেষত ছোট এবং মাঝারি আকারের গিয়ারগুলির জন্য শক্ত হয়ে যাওয়ার ক্ষমতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করেছে। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, প্রায় 20 বছরের ইন্ডাকশন পাওয়ারের ধীরগতির বিকাশের পরে, বিপ্লবী প্রযুক্তির আবির্ভাব হয়েছে - একটি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল যা বাস্তবে তাত্ক্ষণিকভাবে কাজের ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন করতে পারে।
ইন্ডাকশন হিটিং-এ, প্রয়োগ করা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডের ফ্রিকোয়েন্সি (অর্থাৎ, ইন্ডাকশন কয়েলের মধ্য দিয়ে যাওয়ার বিকল্প কারেন্টের ফ্রিকোয়েন্সি) উত্তপ্ত হওয়া উপাদানে তাপ শক্তি উৎপাদনের গভীরতাকে প্রভাবিত করে। যে গভীরতায় পর্যায়ক্রমে চলমান একটি পরিবাহী বেশিরভাগ তাপ উৎপন্ন করে (প্রায় 86%) তাকে সাধারণত অনুপ্রবেশ গভীরতা বলে। অনুপ্রবেশ গভীরতা (δ) হল কন্ডাকটর রেজিসিটিভিটি (ρ), ব্যাপ্তিযোগ্যতা (μ) এবং প্রয়োগকৃত চৌম্বক ক্ষেত্রের ফ্রিকোয়েন্সি (F) এর একটি ফাংশন এবং নিম্নরূপ আনুমানিক করা যেতে পারে:
কেস স্টাডি: স্ক্যান হার্ডেনিং
স্ক্যান হার্ডেনিং হল পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি পাওয়ার সাপ্লাইয়ের একটি পরিপক্ক প্রয়োগ। ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন করার ক্ষমতা স্ক্যান করা অংশের দৈর্ঘ্য বরাবর বিভিন্ন আকারের শক্ত হওয়ার প্রয়োজনীয়তা মেটাতে একটি আদর্শ সমাধান প্রদান করে।
চিত্র 1 একটি মাঝারি কার্বন ইস্পাত (SAE 4140) শ্যাফ্টের জন্য একটি স্ক্যান শক্ত করার প্রক্রিয়াকে চিত্রিত করে, একটি উপযুক্ত কেস স্টাডি প্রদান করে। এই ফাঁপা খাদটি অনেক আধুনিক স্বয়ংচালিত অংশের প্রতিনিধি। এর শেষটি একটি ফ্ল্যাঞ্জের আকারে। শ্যাফ্ট বডির ব্যাস উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়, ট্রানজিশন অংশের উপরে এবং নীচের ব্যাস যথাক্রমে প্রায় 45 মিমি এবং 50 মিমি।
চিত্র 1. একটি মাঝারি কার্বন ইস্পাত (SAE 4140) শ্যাফ্টের জন্য শক্ত হওয়ার প্রক্রিয়া স্ক্যান করুন
এই 5 মিমি ব্যাসের বৈচিত্রটি শক্ত হওয়া স্তরের প্রয়োজনীয় গভীরতার তুলনায় খুব বড়, যা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ড এবং গরমকে নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন করে তোলে। ব্যাস ট্রানজিশনের অভ্যন্তরীণ কোণে, আশেপাশের উপাদানগুলির একটি অপেক্ষাকৃত বড় পরিমাণে প্রেরণ করার জন্য পর্যাপ্ত তাপ উৎপন্ন করা কঠিন। 0.5 মিমি খাঁজের অস্তিত্ব কার্যকরভাবে কয়েল এবং উপাদানগুলির মধ্যে স্থানীয় সংযোগকে উন্নত করে কিন্তু প্রক্রিয়াটির জন্য অতিরিক্ত চ্যালেঞ্জ তৈরি করে। উপরন্তু, বাইরের কোণটি অতিরিক্ত উত্তাপের প্রবণতা রয়েছে কারণ এটি বাইরের দিকে প্রসারিত হয় এবং একক-টার্ন কয়েলের চারপাশে চৌম্বক ক্ষেত্র লাইন অঞ্চলে প্রবেশ করে।
যদি একটি একক ফ্রিকোয়েন্সি এই ধরনের উপাদানকে শক্ত করার জন্য ব্যবহার করা হয়, তাহলে 30 kHz নির্বাচন করা হতে পারে আনুমানিক 2 মিমি একটি কার্যকরী শক্ত করার গভীরতা নিশ্চিত করতে। চিত্র 2 তে দেখানো হয়েছে, প্রক্রিয়াটি উপাদানটির বেশিরভাগ দৈর্ঘ্য বরাবর ভাল শক্ত হয়ে যায়, তবে ব্যাস পরিবর্তনের সাথে সমস্যা রয়েছে।
চিত্র 2. প্রক্রিয়াটি উপাদানটির বেশিরভাগ দৈর্ঘ্য বরাবর ভাল শক্ত হওয়া অর্জন করেছে, তবে ব্যাস পরিবর্তনের সাথে সমস্যা ছিল।
অপর্যাপ্ত অস্টিনিটাইজেশনের (অর্থাৎ, গরম করার) কারণে, খাঁজে খুব অল্প পরিমাণে মার্টেনসাইট তৈরি হয়। এই এলাকায় কয়েলের শক্তি বৃদ্ধি করা এবং/অথবা কার্যকর গরম করার সময় বাড়ানো যৌক্তিক সংশোধন বলে মনে হবে। যাইহোক, এটি পার্শ্ববর্তী বাইরের কোণে সর্বোচ্চ তাপমাত্রাকে আরও বাড়িয়ে তুলবে। যদি এই তাপমাত্রা ইতিমধ্যেই 1,060°C(1,940°F) স্তরে থাকে, তাহলে আরও বৃদ্ধির ফলে স্থানীয় শস্য বহন করা অবাঞ্ছিত (এবং সম্ভবত অগ্রহণযোগ্য) হতে পারে।
যেহেতু ভিতরের কোণ এবং বাইরের কোণের মধ্যে দূরত্ব মাত্র 3 মিলিমিটার, তাই বাইরের কোণে তাপমাত্রা না বাড়িয়ে ভিতরের কোণে তাপমাত্রা বাড়ানো একটি অসম্ভব কাজ বলে মনে হয়। যাইহোক, চিত্র 3 তে দেখানো হয়েছে, কয়েলটি যেখানে আসে সেখানে ব্যাস ট্রানজিশন গরম করার সময় ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন করে এটি সফলভাবে করা হয়।
চিত্র 3. ব্যাস ট্রানজিশন অংশ গরম করার সময় ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন করে, বাইরের কোণ ছাড়া ভিতরের কোণে তাপমাত্রা সফলভাবে উত্থাপিত হয়েছিল।
বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল আউটপুট ফ্রিকোয়েন্সি 30 kHz থেকে 10 kHz-এ কমিয়ে কম্পোনেন্টে অনুপ্রবেশ গভীরতা প্রায় 1.7 গুণ বৃদ্ধি করে, ভিতরের কোণে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক প্রক্সিমিটি প্রভাবকে হ্রাস করে এবং বাইরের কোণে অতিরিক্ত গরম হওয়ার ঝুঁকি কমায়। এই ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তনটি কার্যকরভাবে স্লটে পৃষ্ঠের শক্তকরণ স্তরের গভীরতা বাড়িয়েছে এবং পার্শ্ববর্তী কাঁধের সর্বোচ্চ তাপমাত্রা প্রায় 40 ডিগ্রি সেলসিয়াস কমিয়েছে।
এই অপেক্ষাকৃত সহজ কেস স্টাডি পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি স্ক্যান হার্ডেনিং সিস্টেমের একটি গুরুত্বপূর্ণ গুণগত সুবিধা প্রদর্শন করে। ফ্রিকোয়েন্সি সামঞ্জস্য করার ক্ষমতা অতিরিক্ত সুবিধা প্রদান করে যদি উপাদানটির দৈর্ঘ্য বরাবর শক্ত হওয়া স্তরের বিভিন্ন গভীরতার প্রয়োজন হয়। উপরন্তু, যদিও এই নিবন্ধের সুযোগের বাইরে, IFP প্রযুক্তি অনুভূমিক ক্রমাগত শক্ত হওয়া, ঘূর্ণমান শক্তকরণ (গিয়ার এবং স্প্রোকেটের জন্য), মেজাজ এবং স্ট্রেস রিলিফ সহ অন্যান্য অনেক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ভর এবং নমনীয়তা সুবিধা প্রদান করে।
সরঞ্জাম এবং প্রক্রিয়া নকশা সিমুলেশন:
ইন্ডাকশন হিট ট্রিটমেন্ট সিস্টেমের ডিজাইনে কম্পিউটার সিমুলেশন ব্যবহার করে পণ্যের গুণমান উন্নত করতে পারে, ডিজাইনের সময় কমাতে পারে, উৎপাদন খরচ কমাতে পারে এবং প্রক্রিয়ার বিকাশকে ত্বরান্বিত করতে পারে। যাইহোক, নির্ভরযোগ্য মডেলগুলি বিকাশ করতে এবং পছন্দসই ফলাফলগুলি গণনা করার জন্য এই সুবিধাগুলি সহজেই মুছে ফেলা যেতে পারে।
কিছু নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনে, বিশেষ করে যেগুলির জন্য ত্রিমাত্রিক সিমুলেশন প্রয়োজন, সিমুলেশনের মাধ্যমে দরকারী তথ্য পেতে যে সময় প্রয়োজন তা কেবল অগ্রহণযোগ্য। সৌভাগ্যবশত, সিমুলেশন সফ্টওয়্যারের ক্রমবর্ধমান শক্তি এবং কম্পিউটার হার্ডওয়্যারের পতনশীল খরচ এই বাধাকে আরও ছোট করে তুলছে।
কেস স্টাডি: এককালীন শক্ত হওয়া:
এক-সময়ের শক্ত হওয়ার প্রক্রিয়ায়, পরিধি এবং অনুদৈর্ঘ্য স্রোত উভয় প্ররোচিত করতে সক্ষম একটি আনয়ন কয়েল পুরো উপাদানটিকে শক্ত করার জন্য গরম করতে ব্যবহার করা হয় (চিত্র 4)। পুরো শরীরের অভিন্ন শক্ত হয়ে যাওয়ার জন্য গরম এবং নিভানোর প্রক্রিয়া চলাকালীন অংশগুলি ঘোরে। যুক্তিসঙ্গত সময়ে ওয়ান-টাইম হার্ডনিং প্রক্রিয়াকে নির্ভরযোগ্যভাবে অনুকরণ করার ক্ষমতা ইন্ডাকশন হিট ট্রিটমেন্ট সরঞ্জাম নির্মাতা এবং ব্যবহারকারীদের জন্য গুরুত্বপূর্ণ কারণ:
ডুমুর 4. এক-সময়ের শক্ত হওয়ার প্রক্রিয়াটি ইন্ডাকশন কয়েল ব্যবহার করে যা সামগ্রিকভাবে উপাদানগুলিকে গরম করার জন্য পরিধি এবং অনুদৈর্ঘ্য উভয় স্রোত তৈরি করে।
• এককালীন শক্ত হওয়া একটি খুব সাধারণ আবেশন তাপ-চিকিত্সা প্রক্রিয়া।
• ডিসপোজেবল ইন্ডাকশন কয়েলের ডিজাইন অন্যান্য ইন্ডাকশন হার্ডেনিং কয়েলের তুলনায় অনেক কম স্বজ্ঞাত।
• হার্ডনিং ট্রিটমেন্টের প্রভাব প্রাথমিকভাবে প্রক্রিয়া প্যারামিটারের পরিবর্তে কয়েলের আকৃতির উপর নির্ভর করে (স্ক্যান হার্ডেনিংয়ের বিপরীতে)।
• কয়েল তৈরি করা ব্যয়বহুল হতে পারে, বিশেষ করে বিবেচনা করে যে ট্রায়াল-এবং-এরর ডিজাইনের জন্য প্রায়ই বারবার সংশোধনের প্রয়োজন হয়।
• ডিসপোজেবল ইন্ডাকশন কয়েলগুলি সাধারণত শক্তির ঘনত্বে বেশি থাকে এবং তাই অকাল ক্ষতির সম্ভাবনা থাকে।
দুর্ভাগ্যবশত, এককালীন কঠিনীকরণ প্রক্রিয়ার শারীরিক বৈশিষ্ট্যের জন্য তিন-মাত্রিক ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হিটিং সিমুলেশন ব্যবহার করা প্রয়োজন, এবং ত্রিমাত্রিক সসীম উপাদান মডেল স্থাপন এবং সঠিক ফলাফল গণনা করার জন্য প্রয়োজনীয় সময় যথেষ্ট বাধা হয়ে দাঁড়িয়েছে। অতএব, শিল্পে এক-কালীন আনয়ন শক্তকরণ প্রক্রিয়া সিমুলেশন এখনও খুব বিরল।
যাইহোক, চিত্র 5 দেখায়, এটি পরিবর্তন হচ্ছে। সফ্টওয়্যারের ক্রমবর্ধমান শক্তি, কম্পিউটিং সংস্থানগুলির ক্রমহ্রাসমান ব্যয়ের সাথে, জটিল সিমুলেশনগুলি তৈরি করে যার জন্য প্রচুর পরিমাণে সংস্থান প্রয়োজন ক্রমবর্ধমানভাবে সম্ভব। ইন্ডাকশন হিট ট্রিটমেন্ট ইকুইপমেন্টের নির্মাতা এবং ব্যবহারকারীরা পুরষ্কার কাটছে।
চিত্র 5. সফ্টওয়্যারের ক্রমবর্ধমান ক্ষমতা এবং কম্পিউটিং সংস্থানগুলির ক্রমহ্রাসমান ব্যয় জটিল সিমুলেশন তৈরি করে যার জন্য প্রচুর পরিমাণে সংস্থান ক্রমবর্ধমানভাবে সম্ভবপর হয়৷