tecnico

Metalografía y Tratamientos Térmicos

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XI- TEMPLES SUPERFICIALES

XI.1. TEMPLE POR INDUCCION
El calentamiento por inducción eléctrica se aplica a materiales conductores de la energía eléctrica,
esencialmente metálicos, en muchos procesos industriales. Si se hace atravesar un material conductor por un
campo magnético variable se genera en el seno del mismo una fuerzaelectromotriz, que crea una corriente
cuyas características (tensión o intensidad) dependerán de las propiedades eléctricas de la pieza como
también de la fuerza y frecuencia del campo magnético actuante.
Se trata de corrientes parásitas (Corrientes de Foucault) que, al fluir por el conductor en contra de la
resistencia eléctrica de éste, disipan energía en forma de calor. Esta generación de calor esaprovechada en
variadas operaciones de procesamiento de metales tales como: fusión, soldadura, brazing (soldadura con
bronce, latón u otras aleaciones de base cobre), tratamientos térmicos, distensionado, calentamiento previo al
trabajado mecánico, etc., y en otras operaciones no precisamente metálicas como secados o curados. Entre
todas estas aplicaciones, predomina el uso en el tratamientotérmico y especialmente el temple de superficies
de acero y fundición.
Comparándolo con la utilización de hornos, el calentamiento por inducción ofrece ahorros de energía
y mayores velocidades de trabajo que la producción de calor por los sistemas convencionales de transmisión
por convección, radiación, etc. Estas mismas consideraciones se extienden al temple superficial por la acción
de llamasproducidas por la combustión de gases tales como acetileno, metano, etc.
Además de lo dicho existen otras ventajas de mucha importancia:
a) Facilidad de automación y control
b) Reducidos requerimientos de espacio
c) Limpieza en las condiciones de trabajo
d) Facilidad para integrarse en una línea de producción debido a la eliminación de calentamientos
secundarios por radiación.

XI.1.1.Fundamentos y componentes básicos en el calentamiento inductivo
El campo magnético variable a que se aludió anteriormente es producido por una corriente eléctrica
alterna de intensidad y frecuencia adecuadas para el trabajo a efectuar, que recorre una bobina de forma
especialmente adaptada a la zona de la pieza a calentar. Ese campo magnético depende, además de la
intensidad de la corrienteeléctrica que recorre la bobina y de su frecuencia, del número de vueltas que la
integra.
Si una pieza se coloca dentro de una bobina de N vueltas por la que circula una corriente alterna de
intensidad J, capaz de producir un campo de intensidad de flujo , se generará una fuerza electromotriz e
que se puede expresar como:
(1)
El sistema bobina inductora-pieza de trabajo funciona como untransformador en donde la bobina
inductora es el primario, y el secundario una bobina de una sola espira en cortocircuito que es la pieza de
trabajo.

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Las corrientes inducidas en la pieza de trabajo generan su propio campo magnético de sentido
contrario al generado por el inductor, siendo éste el motivo por el cual las corrientes inducidas sedebilitan
hacia el interior provocando el llamado "skin effect" o efecto pelicular.
La disminución de la intensidad de la corriente inducida desde la periferia hacia el interior está
expresada por una ley exponencial:
(2)
en donde ix indica la densidad de corriente a la distancia x de la superficie calentada; is indica la densidad de
corriente en la superficie calentada y d es la "Profundidad depenetración" que determina la efectiva
profundidad de las corrientes parásitas en su generación de calor. El valor de d está dado por la siguiente
expresión:

(3)
donde µo es la permeabilidad magnética del vacío; µ es la permeabilidad magnética relativa de la pieza que
se calienta (disminuye cuando aumenta la temperatura);  es la resistividad de la pieza de trabajo (aumenta
con la...