Как можно повысить силу тока так чтобы нагревалась нихромовая нить

Где взять нихромовую проволоку и как рассчитать сопротивление?

Вы молодой и амбициозный вейпер. У вас появилась электронная сигарета, которая позволяет вам устанавливать собственные намотки и парить на них. Вы научились мотать очень классные койлы, но вот незадача. Когда вы захотели сделать нихромовую спиральку, если ваш термоконтроль на нихроме работает прекрасно, вас может ввести в заблуждение ценовой вопрос на этот материал.

И если вы не хотите тратить кучу денег на эту проволочку, то возникает вопрос – где взять нихромовую проволоку, чтобы не покупать ее в магазине? Попробуем помочь всем начинающим вейперам в этом нелегком деле.

Чаще всего перед создателями койлов возникает вопрос, что лучше для намотки кантал или нихром? Оба этих материала широко используются для изготовления намоток. Но когда речь зашла о том, какая лучше, мнения профи на этот счет разделились. У каждого есть и плюсы, есть и минусы.

Если собрать объективную информацию, то мы получим следующее:

  1. Нихромом называется сплав никеля и хрома, с возможными небольшими примесями других металлов. Проволока из такого материала будет довольно мягкая и гибкая. Эта проволока не будет быстро чернеть.
  2. Кантал – это сплав железа, алюминия и хрома. Если вы встретите название фехраль, то вы должны знать, что речь идет об одном и том же материале. Такая проволока, не имеющая в составе никель, пружинит и имеет не такой высокий срок службы. Такой материал по цене дешевле, чем нихром.

Так как же выбрать, кто из них будет лучше?

Как и касаемо всего, что относится к электронным сигаретам, лучшего не существует. Разнообразные характеристики хорошо подходят для одних целей и совершенно непригодны для других. С проволокой та же история.

Рассмотрим характеристики нихрома:

  • нихром, по сравнению с канталом, имеет меньшее удельно сопротивление;
  • на нихромовой проволоке боксмод может выдать больше мощности;
  • нихром не содержит железа. Такая намотка не будет ржаветь, а значит прослужит значительно дольше;
  • нихром очень хорошо проводит тепло. Спираль из этого металла будет быстрее разогреваться и быстрее остывать.

Очевидны преимущества нихрома перед канталом, а значит, самое время задаться вопросом, где найти такую проволоку.

В поисках нихрома

Как можно повысить силу тока так чтобы нагревалась нихромовая нить

Само собой, что нихромовую нить можно купить в магазинах, где продаются разнообразные принадлежности для парения. Само собой разумеется, что метр такой проволоки может обойтись достаточно дорого. А если вы только начинаете карьеру создателя койлов, то вам нужен будет не 1 м заготовки.

Выходом из ситуации может послужить паяльник, который вам удастся найти на радиорынке, или может быть нерабочее устройство вы обнаружите в кладовке или в гараже. Если вам так и не удалось найти паяльник, то его можно купить.

Есть некая сеть магазинов, которая называется Фикс Прайс. Там все товары продаются по фиксированной цене. И паяльник высочайшего китайского качества вам обойдется всего за 1 доллар США.

Дальше производим следующие манипуляции:

  1. Нужно разобрать паяльник и отыскать ту самую нихромовую нить. Нить внутри нашего паяльника действительно оказалась нихромовой и она была ну очень тонкая.
  2. Чтобы узнать сечение вашей проволоки, вам нужно взять карандаш и намотать на него 10 витков нити. Прижав плотно друг к другу 10 витков нити, мы можем достаточно точно определить сечение проволоки.

В нашем случае 10 витков занимают 1 миллиметр, что говорит нам о том, что сечение нашей нити 0.1 мм.

Нихромовая проволока, которую вы сможете извлечь из паяльника в домашних условиях, для использования ее в дальнейшем в намотке койла для электронных сигарет, имеет определенные размеры. Намотка из паяльника, которую нам удалось достать таким образом, стоит очень дешево, как мы узнали.

Купить таких дешевых паяльников можно сколько угодно, но, как мы узнали опытным путем, спираль из нихрома в таких приборах иногда отличается по длине. Разборка бытового паяльника, чтобы получить нихром – рабочая схема. Но что делать если паяльника не нашлось?

Следующее место, где можно достать нихром – это обогреватель, который построен по принципу вентилятора, правда этот способ будет немного дороже.

И самым труднодоступным способом достать этот металл будет извлечение его из электрической плиты с открытой спиралью.

Сегодня вы узнали, намотка из нихрома не столь затратное мероприятие. Если вы решите разобрать паяльник, то перед вами будет 2.5 метра проволоки. Из такого количества металла у вас получится далеко ни 1 намотка.

Вы наматывали свой койл, и тут вас посетила мысль – а кто вам сказал, что металл, который вы достали, это вообще нихром? Как отличить его от других металлов и как определить, он ли это? Есть один простой и надежный способ.

Вам нужно будет взять обычный магнит и проверить с его помощью вашу проволоку. Для сравнения, кантал моментально притянется к магниту, а металлу, который вы искали, на магнитное поле будет абсолютно все равно. Удачных вам экспериментов.

А в комментариях мы бы попросили вас поделиться личным опытом. Как и где вы доставали свою нихромовую проволоку?

Расчёт сопротивления спирали из хромоникелевого сплава выполняется с помощью следующих методов:

  • Измерение с помощью приборов.
  • Табличный способ.

Если у вас имеется готовая спираль, то вычислить её сопротивление с помощью прибора не составит труда. Однако если требуется выполнить предварительный расчёт параметров спирали перед её изготовлением, то применяется табличный способ. Таблицы удельного сопротивления различных сплавов из никеля и хрома можно найти в интернете, или в специальной литературе.

В таблицах приводятся данные для каждого сплава как для проволоки, так и для лент. Данные по проволочным проводникам приводятся с учётом диаметра (от 0,1 мм). Показатели у лент приводятся с учётом площадей сечения. Чтобы рассчитать сопротивление спирали, нужно умножить общую длину проволоки на удельное сопротивление 1 м проводника с соответствующим сечением. Если информация о марке сплава отсутствует, удельное сопротивление вычисляется экспериментальным путем при помощи приборов.

Как можно повысить силу тока так чтобы нагревалась нихромовая нить

Производственная фирма ПАРТАЛ изготавливает спирали с заданными заранее характеристиками из различных марок нихромовых сплавов. Качественно и быстро мы произведем изделие из проволоки нужной толщины, с определенным количеством и диаметром витков, а также с конкретными характеристиками сопротивления, мощности, энерговыделения и энергопотребления!

Расчет параметров проволоки

Р/л технология

Главная  Радиолюбителю  Р/л технология

Оглавление

Расчеты по формулам более точны, чем по таблицам, и необходимы тех случаях, когда в таблицах отсутствуют нужные данные. Сопротивление провода (в омах) вычисляется по формуле

р-удельное сопротивление (по таблице); I – длина провода, м; s – площадь поперечного сечения провода, мм2; d – диаметр провода.

Пайка, сварка нихрома

Длина провода из этих выражений определяется по формулам

Площадь поперечного сечения провода подсчитывается по формуле

Сопротивление R2 при температуре t2 может быть определено по формуле

α – температурный коэффициент электросопротивления (из таблицы 1), R1 – сопротивление при некоторой начальной температуре t1.

Допустимая сила тока при заданной норме плотности тока А/мм2 находится из формулы

Необходимый диаметр провода по заданной силе тока определяют формуле

Ток плавления для тонких проволочек с диаметром до 0,2 мм подсчитывается по формуле

Таблица 1.

Материал Удельное сопротивление, Ом*мм2 м(р) Удельный вес, г/см3 Температурный коэффициент электросопротивления (a) Температура плавления, oС Максимальная рабочая температура, oС
Медь 0,0175 8,9 0,004 1085
Алюминий 0,0281 2,7 0,004 658
Железо 0,135 7,8 0,005 1530
Сталь 0,176 7,95 0,0052
Никелин 0,4 8,8 0,00022 1100 200
Константан 0,49 8,9 -0,000005 1200 200
Манганин 0,43 8,4 0,00002 910 110
Нихром 1.1 8,2 0,00017 1550 1000
Допустимая сила тока, А 1 2 3 4 5 6 7
Диаметр нихромовой проволоки при температуре 700 oС, мм 0,17 0,3 0,45 0,55 0,65 0,75 0,85
Площадь поперечного сечения проволоки, мм2 0,0227 0,0707 0,159 0,238 0,332 0,442 0,57
ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Угольная вытяжка виды плюсы и минусы как правильно выбрать вытяжку с угольным фильтром

Подставляя полученные значения в формулу

где l – длина проволоки, м; S – сечение проволоки, мм2; R – сопротивление проволоки. Ом; р – удельное сопротивление проволоки (для нихрома р=1,1, для фехраля р=1,3), Ом*мм2/м, получим необходима длину проволоки для нагревательного элемента.

При эксплуатации электрорадиотехнической аппаратуры необходимо знать сечение монтажных проводов – в зависимости от величины проходящего по ним тока. В таблице приведены максимально допустимые токи нагрузки для медных проводов различного сечения.

Параметр Сечение провода, мм2
0,05 0,07 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,7 1 1,5 2 2,5 4 6 11
Наибольший допустимый ток, А 0,7 1 1,3 2,5 3,5 4 5 7 10 14 17 20 25 30 54

Источники

  1. В.Г.Бастанов. 300 практических советов. Московский рабочий, 1986.

Свойства нихромовой проволоки и ее применение

19 июля 2018 г. в 09:18, 1016

Нихромовая спираль — это нагревательный элемент в виде проволоки, свернутой винтом для компактного размещения.

 Проволока изготавливается из нихрома — прецизионного сплава, главными компонентами которого являются никель и хром. «Классический» состав этого сплава — 80% никеля, 20% хрома.

Композицией наименований этих металлов было образовано название, которым обозначается группа хромоникелевых сплавов — «нихром».

На базе этих сплавов были получены их модификации с более высокой живучестью и стойкостью к окислению при высокой температуре. Это марки Х20Н80-Н (-Н-ВИ) и Х15Н60 (-Н-ВИ). Они применяются для нагревательных элементов, контактирующих с воздухом. Рекомендуемая максимальная температура эксплуатации – от 1100 до 1220 °С

 Главное качество нихрома – это высокое сопротивление электрическому току. Оно определяет области применения сплава. Нихромовая спираль применяется в двух качествах — как нагревательный элемент или как материал для электросопротивлений электрических схем.

Для нагревателей используется электрическая спираль из сплавов Х20Н80-Н и Х15Н60-Н. Примеры применений:

  • бытовые терморефлекторы и тепловентиляторы;
  • ТЭНы для бытовых нагревательных приборов и электрического отопления;
  • нагреватели для промышленных печей и термооборудования.

Сплавы Х15Н60-Н-ВИ и Х20Н80-Н-ВИ, получаемые в вакуумных индукционных печах, используют в промышленном оборудовании повышенной надежности.

Спираль из нихромамарок Х15Н60, Х20Н80, Х20Н80-ВИ отличается тем, что его электросопротивление мало меняется при изменении температуры. Из нее изготавливают резисторы, соединители электронных схем, ответственные детали вакуумных приборов.

Как можно повысить силу тока так чтобы нагревалась нихромовая нить

 Резистивная или нагревательная спираль может быть изготовлена в домашних условиях. Для этого нужна проволока из нихрома подходящей марки и правильный расчет требуемой длины.

Расчёт спирали из нихрома опирается на удельное сопротивление проволоки и требуемую мощность или сопротивление, в зависимости от назначения спирали. При расчете мощности нужно учитывать максимально допустимый ток, при котором спираль нагревается до определенной температуры.

Учет температуры

 Например, проволока диаметром 0,3 мм при токе 2,7 А нагреется до 700 °С, а ток в 3,4 А нагреет ее до 900 0С. Для расчета температуры и тока существуют справочные таблицы. Но еще нужно учитывать условия эксплуатации нагревателя.

При погружении в воду теплоотдача повышается, тогда максимальный ток можно повысить на величину до 50 % от расчетного. Закрытый трубчатый нагреватель, наоборот, ухудшает отвод тепла.

В этом случае и допустимый ток необходимо уменьшить на 10—50 %.

На интенсивность теплоотвода, а значит и на температуру нагревателя, влияет шаг навивки спирали. Плотно расположенные витки дают более сильный нагрев, больший шаг усиливает охлаждение. Следует учитывать, что все табличные расчеты приводятся для нагревателя, расположенного горизонтально. При изменении угла к горизонту условия теплоотвода ухудшаются.

 Определившись с мощностью, приступаем к расчету требуемого сопротивления. Если определяющим параметром является мощность, то вначале находим требуемую силу тока по формуле I=P/U. Имея силу тока, определяем требуемое сопротивление. Для этого используем закон Ома: R=U/I.

Обозначения здесь общепринятые:

  • P – выделяемая мощность;
  • U – напряжение на концах спирали;
  • R – сопротивление спирали;
  • I – сила тока.

Расчет сопротивления нихромовой проволоки готов. Теперь определим нужную нам длину. Она зависит от удельного сопротивления и диаметра проволоки. Можно сделать расчет, исходя из удельного сопротивления нихрома: L=(Rπd2)/4ρ. Здесь:

  • L – искомая длина;
  • R – сопротивление проволоки;
  • d – диаметр проволоки;
  • ρ – удельное сопротивление нихрома;
  • π – константа 3,14.

Как можно повысить силу тока так чтобы нагревалась нихромовая нить

Но проще взять готовое линейное сопротивление из таблиц ГОСТ 12766.1-90. Там же можно взять и температурные поправки, если нужно учитывать изменение сопротивления при нагреве. В этом случае расчет будет выглядеть так: L=R/ρld, где ρld – это сопротивление одного метра проволоки, имеющей диаметр d.

Теперь сделаем геометрический расчет нихромовой спирали. У нас выбран диаметр проволоки d, определена требуемая длина L и есть стержень диаметром D для навивки. Сколько нужно сделать витков? Длина одного витка составляет: π(D d/2). Количество витков – N=L/(π(D d/2)).

Расчет закончен.

На практике редко кто занимается самостоятельной навивкой проволоки для резистора или нагревателя. Проще купить нихромовую спираль с требуемыми параметрами и при необходимости отделить от нее нужное количество витков.

Компания «ПАРТАЛ»

Среди прецизионных сплавов, подверженных большим перепадам температур, особое место занимает нихром. Благодаря высокой термостойкости, его применение в большей степени оправдывает себя при изготовлении нагревательных устройств и ключевых узлов печного оборудования.

Рабочим материалом в данном случае выступает нихромовая проволока определенной марки.

Каждая из них отличается процентным соотношением различных легирующих добавок, что позволяет на основе проектных эксплуатационных показателей сделать выбор в пользу того или иного образца, в зависимости от его основных качественных характеристик, главная из которых — сопротивление нихромовой проволоки.

Проволока нихромовая.

Представленный сплав отличается наличием двух основных компонентов – никеля и хрома. В качестве присадочных элементов в состав нихрома могут также входить кремний, алюминий, марганец, железо, титан, цирконий. Количественное соотношение данных лигатур позволяет судить об определённом типе нихрома.

В настоящее время налажено производство двух марок проволок на основе сплавов: Х20Н80 и Х15Н60. Х20Н80 содержит порядка 70-75 % никеля, 20-25% хрома и 0,8-1% железа. Он обладает следующими свойствами:

  • рабочая температура – 1250-13000 С;
  • удельное сопротивление для проволоки диаметром свыше 3 мм. — 13 Ом*мм/м;
  • плотность – 8,5 г/см3;
  • удельная теплоемкость – 0,44 кДж/кг·К.

Незначительное содержание железа в данном сплаве говорит о его низких магнитных свойствах. Это положительно сказывается на его коррозионной устойчивости и износостойкости.

Х15Н60 также характеризуется преобладанием никеля – 60-65% и хрома – 15-18%. Представленный сплав заметно уступает своему аналогу по основным техническим показателям.

  • рабочая температура – 1000-11000 С;
  • удельное сопротивление для проволоки диаметром свыше 3 мм. — 12 Ом*мм/м;
  • плотность – 8,0-8,5 г/см3;
  • удельная теплоемкость – 0,46 кДж/кг·К.

Как можно повысить силу тока так чтобы нагревалась нихромовая нить

Благодаря большему содержанию железа, концентрация которого может достигать 3%, данный вид нихрома наделён магнитной восприимчивостью, что не позволяет говорить о высокой коррозионной стойкости сплава. Тем не менее, благодаря низкой плотности нихромовой проволоки, выполненной из данного сплава, становится возможным производить образцы с меньшим сечением, отличающиеся большей пластичностью.

Ферронихром отличается высокой механической прочностью и не уступает более легированным сплавам по жаропрочности при эксплуатации в условиях агрессивных сред.

Специфические свойства нихрома нашли своё применение в различных сферах деятельности, как бытового, так и промышленного характера.

Всевозможные разновидности этого сплава используются в качестве нагревательных элементов различных приборов: электрических печей, сушилок, термопар, а также в керамических изделиях, исполняя роль несущего каркаса.

Нихромовая проволока, как основной исполнительный орган электронагревательных приборов, в большинстве случаев представляет собой спираль, через которую пропускают электрический ток заданного значения.

Высокая степень пластичности представленного материала существенно увеличивает срок службы таких устройств, ввиду высокой устойчивости к деформациям.

Где же взять нихромовую проволоку в домашних условиях? Этот сплав повсеместно используется в различных бытовых приборах. Их примерами могут служить электрообогреватели, фены, паяльники, тостеры и духовки. Кроме этого, их применяют в электронных сигаретах.

Реализация проекта по созданию различных видов электротермического оборудования предполагает тщательный анализ номинальных эксплуатационных параметров, который и послужит отправной точкой в расчете ключевых показателей нихромовой проволоки.

В первую очередь необходимо рассчитать электрическое сопротивление рабочего элемента. Оно зависит от трех физических величин, а именно: удельное сопротивления материала, его длина и площадь поперечного сечения. Формула расчета активного сопротивления выглядит следующим образом: R = ρ · l / S.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Можно ли ставить галогенные лампы в накладные светильники

Как можно повысить силу тока так чтобы нагревалась нихромовая нить

Для получения недостающих данных необходимо произвести расчет длины спирали.

В зависимости от приложенного на неё напряжения, следует остановиться на наиболее оптимальном значении длины проволоки, её диаметра, а также размера сердечника.

D 0,2 мм D 0,3 мм D 0,4 мм D 0,5 мм
D сердечника,(мм) Длина спирали(см) D сердечника,(мм) Длина спирали(см) D сердечника,(мм) Длина спирали(см) D сердечника,(мм) Длина спирали(см)
1,5 49 1,5 59 1,5 77 2 64
2 30 2 43 2 68 3 46
3 21 3 30 3 40 4 36
4 1 4 22 4 28 5 30
5 13 5 18 5 24 6 26
6 20

Представленная таблица применима для расчета длины спирали при использовании напряжения 220 В. Например, для проволоки диаметром 0,4 мм и диаметром сердечника равным 3 мм, длина спирали для бытовой электросети составит 40 см.

Стоит отметить, что при помощи данной таблицы не составит труда рассчитать искомое значение для напряжения 380 В. Для этого достаточно подобрать нужные данные и составить пропорцию следующего вида: 220 В – 40 см / 380 В – х.

Ремонт нихромовой спирали, сварка, спайка нихрома, сопротивление нихрома

Нагревательныеэлементы, изготовленные из высокоомных сплавов на основе хрома и никеля, применяются во всех современных бытовых устройствах, предназначенных для преобразования электричества в тепло. Спирали, или ленты из нихрома отличаются высокой сопротивляемостью к окислению благодаря образованию оксидных плёнок.

По этой причине надежная пайка нихромовых нагревателей при отсутствии специального оборудования (вакуумные камеры, газовые среды) должна проводиться после обработки соединяемых поверхностей флюсами, в состав которых входят кислоты, способные разрушать защитный слой окислов. Нихромовые спирали служат дольше аналогов из фехральных сплавов, однако и они подвергаются разрушению при длительной эксплуатации.

Вероятность возникновения пережиганий и обрывов увеличивается на таких участках проводника, где имеются механические повреждения, зазубрины, перегибы, или перехлёсты с поверхностью соседних нагревательных элементов. Ремонт повреждённой спирали из нихрома возможно провести в домашних условиях. При соблюдении несложных технологий эксплуатационные характеристики электрооборудования будут полностью восстановлены.

Как можно повысить силу тока так чтобы нагревалась нихромовая нить

·Механический — скрутки, муфты, резьбовые зажимы при помощи шайб, винтов и гаек.

·Пайка.

·Сварка.

Последний способ — наиболее надёжен в плане прочности и долговечности. Сварные соединения не влияют в существенной мере на параметры электрических цепей, поэтому технические характеристики приборов остаются в прежних нормах. Соединения в виде скруток, муфт и зажимов создают условия для скапливания продуктов окисления, влияют на общее показатели сопротивления цепи, а также могут создавать участки повышенного нагрева, что усиливает риск повторных обрывов и выхода электрооборудования из строя.

При отсутствии специального оборудования надёжный ремонт спирали нихрома лучше всего проводить с помощью метода контактной сварки с низковольтной дугой, созданной графитовым электродом. Для этого нужен специальный источник питания, но если его под рукой нет, то можно воспользоваться способом пайки при помощи тонкой медной проволоки.

Соединение получается прочным и относительно долговечным, а если произойдёт повторное выгорание, то разрыв можно без труда восстановить этим способом за несколько минут. Чтобы провести качественную пайку, концы проволоки нужно зачистить, погрузить в порошок лимонной кислоты и нагреть паяльником. Вещество расплавится и покроет поверхность металла тонким слоем. Оксидная пленка будет разрушена. Перед лужением соединяемые концы можно дополнительно обработать канифолью.

Как видите на чертеже электрическая схема паяльника очень простая, и состоит всего из трех элементов: вилки, гибкого электропровода и нихромовой спирали.

Как можно повысить силу тока так чтобы нагревалась нихромовая нить

Как видно из схемы, в паяльнике отсутствует возможность регулировки температуры нагрева жала.

И даже, если мощность паяльника выбрана правильно, то все равно не факт, что температура жала будет требуемой для пайки, так как длина жала со временем уменьшается за счет постоянной его заправки, припои тоже имеют разные температуры плавления.

Поэтому для поддержания оптимальной температуры жала паяльника приходится подключать его через тиристорные регуляторы мощности с ручной регулировкой и автоматическим поддержанием заданной температуры жала паяльника.

Паяльник представляет собой стержень из красной меди, который нагревается спиралью из нихрома до температуры плавления припоя. Стержень паяльника делается из меди благодаря высокой ее теплопроводности.

Ведь при пайке нужно быстро передать жалу паяльника от нагревательного элемента тепло. Конец стержня имеет клиновидную форму, является рабочей частью паяльника и называется жалом. Стержень вставляется в стальную трубку, обернутую слюдой или стеклотканью.

На слюду намотана нихромовая проволока, которая служит нагревательным элементом.

Поверх нихрома намотан слой слюды или асбеста, служащий для снижения потерь тепла и электрической изоляции спирали из нихрома от металлического корпуса паяльника.

В дополнение соединение обжато металлической пластинкой, лучше всего обжим делать из алюминиевой пластины, которая имеет высокую теплопроводность и будет эффективнее отводить тепло от места соединения.

Для электрической изоляции на место соединения надевают трубки из термостойкого изоляционного материала, стеклоткани или слюды.

Медный стержень и нихромовая спираль закрывается металлическим корпусом, состоящим из двух половинок или сплошной трубки, как на фотографии. Корпус паяльника на трубке фиксируется накидными колечками. На трубку, для защиты руки человека от ожога, насаживается ручка из плохо провидящего тепло материала, дерева или термостойкой пластмассы.

Маломощные транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы, микросхемы и тонкие провода паяют паяльником мощностью 12 Вт. Паяльники 40 и 60 Вт служат для пайки мощных и крупногабаритных радиодеталей, толстых проводов и небольших деталей. Для пайки крупных деталей, например, теплообменников газовой колонки, потребуется уже паяльник мощностью сто и более Вт.

Электрические паяльники выпускаются рассчитанные на напряжение питающей сети 12, 24, 36, 42 и 220 В, и этому есть свои причины. Главной, является безопасность человека, второй – напряжение сети в месте выполнена паяльных работ.

Как можно повысить силу тока так чтобы нагревалась нихромовая нить

В производстве, где все оборудование заземлено и имеется высокая влажность, разрешено использовать паяльники напряжением не более 36 В, при этом корпус паяльника должен быть обязательно заземлен.

Есть и конструктивные ограничения, например, паяльник мощностью 12 Вт сложно сделать на питающее напряжение 220 В, так как спираль потребуется мотать из очень тонкого провода и поэтому намотать много слоев, паяльник получится большим, не удобным для мелкой работы. Так как обмотка паяльника намотана из нихромовой проволоки, то питать его можно как переменным, так и постоянным напряжением. Главное чтобы напряжение питания соответствовало напряжению, на которое рассчитан паяльник.

Мощностью электрические паяльники бывают 12, 20, 40, 60, 100 Вт и больше. И это тоже не случайно. Для того, чтобы припой при пайке хорошо растекался по поверхностям спаиваемый деталей, их нужно прогреть до температуры чуть большей, чем температура плавления припоя.

При контакте с деталью тепло передается от жала к детали и температура жала падает. Если диаметр жала паяльника не достаточный или мощность нагревательного элемента мала, то отдав тепло, жало не сможет нагреться до заданной температуры, и паять будет невозможно.

В лучшем случае получится рыхлая и не прочная пайка.

Более мощным паяльником можно паять маленькие детали, но возникает проблема недоступности к месту пайки.

Есть и еще одно ограничение. При большой мощности, паяльник быстро прогреет элемент, а многие радиодетали не допускают нагрева выше 70˚С и по этому, допустимое время их пайки составляет не более 3 секунд. Это диоды, транзисторы, микросхемы.

Паяльник перестает нагреваться по одной из двух причин. Это в результате перетирания сетевого шнура или перегорания нагревательной спирали. Чаще всего перетирается шнур.

При пайке сетевой шнур паяльника постоянно изгибается, особенно сильно в месте выхода из него и вилки. Обычно в этих местах, особенно если сетевой шнур жесткий, он и перетирается. Сначала проявляться такая неисправность недостаточным нагревом паяльника или периодическим его охлаждением. В конечном итоге, паяльник перестает нагреваться.

Поэтому перед ремонтом паяльника нужно проверить наличие питающего напряжения в розетке. Если напряжение в розетке есть, то проверить сетевой шнур. Иногда неисправность шнура можно определить, плавно перегибая его в месте выхода из вилки и паяльника. Если паяльник при этом стал чуть теплее, значит точно неисправен шнур.

Проверить исправность шнура можно подключив к штырям вилки щупы мультиметра, включенного в режим измерения сопротивления. Если при изгибании шнура показания будут изменяться, то шнур перетерся.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Почему нагревается вилка от удлинителя в розетке при включении водонагревателя

В случае, если шнур перетерся в месте выхода из ручки паяльника или мультиметр, подключенный к штырям вилки, при изгибании шнура не показывает сопротивление, то придётся разбирать паяльник.

Для получения доступа к месту присоединения спирали к проводам шнура достаточно будет снять только ручку. Далее последовательно прикоснуться щупами мультиметра к контактам и штырям вилки.

Если сопротивление равно нулю, то в обрыве спираль или плохой контакт ее с проводами шнура.

При ремонте или при самостоятельном изготовлении электрического паяльника или любого другого нагревательного прибора приходится мотать нагревательную обмотку из нихромовой проволоки.

Исходными данными для расчета и выбора проволоки является сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора, которое определяется исходя из его мощности и напряжения питания.

Рассчитать, какое должно быть сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора можно с помощью таблицы.

Как сварить нихром?

На производстве для надёжной сварки проволоки, или ленты из нихрома применяется аргонодуговой метод. Однако проволоку небольшого диаметра, которая используется в качестве нагревательных спиралей в бытовых приборах, можно сварить при помощи самодельной сварочной системы в домашних условиях. Для этого потребуется источник питания 12-24 V с силой тока 10 ампер и выше.

В качестве электрода можно взять графитовый стержень соляной батарейки. Соединяемые концы нагревательной спирали скручиваются. Минусовой провод от источника питания присоединяется к нихромовой проволоке. К плюсовому проводу через дроссель лампы дневного света присоединяется графитовый стержень. При прикосновении графита к участку сварки возникает дуга низкого напряжения, энергии которой будет достаточно, чтобы расплавить нихром.

Как спаять нихром?

Спаять нихромовую спираль можно следующими способами:

  • Нагрев обмотки в виде тонкой медной проволоки.

  • Использование ляписа (азотистого серебра).

  • Применение специальных припоев и кислотосодержащих флюсов.

Первый способ — наиболее простой и доступный, но он подходит только для соединения проводников высокого сопротивления с толщиной не более 0,5 мм. Медную проволоку для обмотки лучше всего брать с толщиной 0,1 мм. Нагрев производится с помощью газовой горелки, но также можно использовать обычную зажигалку с турбонаддувом.

Медная проволока нагревается докрасна и прилипает к нихрому, создавая электрический контакт на атомарном уровне. Метод пайки при помощи ляписа применяется для усиления контакта механической скрутки, если рабочая температура нагревательного элемента в приборе не будет превышать 200 °C (граница сплавления нитрат серебра).

Вещество наносится на скрутку при её разогреве током. Наиболее надежные результаты даёт метод пайки с помощью специальных припоев и флюсов. Оксидная пленка, которая образуется на поверхности хромоникелевых спиралей, — основное препятствие для выполнения качественного лужения. В условиях промышленного производства для решения этой проблемы целесообразно применять вакуумные камеры, или нейтральные газовые среды. В домашних условиях используются кислотосодержащие флюсы:

  • Смесь вазелина, глицерина и хлористого цинка.

  • Лимонная кислота.

  • Аспирин.

  • Флюсы фабричного изготовления, типа Ф-38Н ПЭТ.

Соединяемые поверхности очищаются от оксидной пленки, обезжириваются и покрываются флюсами при помощи паяльника. После этого производится предварительное лужение и пайка с помощью припоев ПОС 40/50/61.

Как соединить перегоревшую нихромовую спираль?

Способ ремонта перегоревшей нихромовой спирали выбирается в зависимости от толщины проволоки, а также от характеристик прибора, в котором используется вышедший из строя нагревательный элемент. Если рабочая температура превышает 150-200 °C, — следует применять сварку. Механические соединения в виде скруток, муфт и зажимов дадут только временный результат, а спайка с помощью тонкой медной проволоки и газовой горелки будет надежным решением для маломощных электронагревателей, в которых работают спирали из тонкой проволоки. Пайка с помощью припоев создает отличный контакт, но быстро разрушается, если нагрев превышает 300 °C.

Как проверить сопротивление нихрома?

Электрическое сопротивление нихромовой проволоки легко измеряется при помощи бытовых мультиметров. Операция проводится в целях расчет удельного сопротивления. Один контакт закрепляется на конце проводника. Второй контакт присоединяется на различном удалении от места создания первого контакта. Полученные показания заносятся в таблицу.

Зависимость роста сопротивления от длины носит линейный характер. Для получения данных об удельном сопротивлении проволоки длиной 1 м нужно провести измерение этой характеристики у проводника соответствующих размеров, либо вывести этот параметр расчетным путем, если проволока имеет недостаточный размер.

Материалы для нагревателей

Нагреватели это наиболее важный элемент печи, и они должны соответствовать многим требованиям.

  • Жаростойкость и жаропрочность. Проволочные нагреватели должны обладать хорошей жаростойкостью (сопротивление металла или сплава при высокой температуре к газовой коррозии), а также жаропрочностью.
  • Низкий температурный коэффициент сопротивления. Этот фактор важен при выборе материала. Низкий коэффициент говорит, что даже при нагревании материала, его электрическое сопротивление очень слабо меняется. Например, если этот температурный коэффициент велик, то, чтобы включить печь в холодном состоянии, нужно использовать трансформаторы пониженного напряжения в начальный момент.
  • Высокое удельное электрическое сопротивление. Этой характеристикой, должен обладать нагреватель в электропечи. Чем выше значение сопротивления, тем больше материал может нагреться, и тем меньшей длины его нужно. Чем больше диаметр нагревательной проволоки, тем больше ее срок службы. Материалы с очень высоким электрическим сопротивлением это хромоникелевые прецизионные сплавы нихром Х20Н80 и Х15Н60, и сплав фехраль Х23Ю5Т.
  • Хорошие технологические свойства. Материалы должны иметь хорошую пластичность, свариваемость, так как из них изготавливаются: проволоки, ленты, сложной формы нагревательные элементы.
  • Постоянные физические свойства. Ни не должны меняться при больших нагревах, большие промежутки времени.

Лучше всего для производства электрических нагревателей для электропечей подходят нихром и фехраль, которые имеют высокое электрическое сопротивление. Более подробно о марках  и их свойствах можно посмотреть ГОСТ 10994-74.

Марки нихрома подходящие для изготовления нагревателей: Х20Н80, Х20Н80-Н, Х15Н60, Х15Н60-Н.

Марки фехрали подходящие для изготовления нагревателей: Х23Ю5, Х23Ю5Т, Х15Ю5, Х27Ю5Т.

Также железо — хромоникелевые сплавы: Х27Н70ЮЗ, Х15Н60Ю3.

Все эти сплавы обладают теми характеристиками, о которых писалось выше. Например, высокая жаростойкость обеспечивается благодаря образовывавшейся пленке на поверхности из окиси хрома.

Сравним нихром и фехраль

Достоинства нихрома:

  • Прекрасные механические свойства при любых температурах;
  • крипоустойчивость;
  • Пластичный и хорошо обрабатывается;
  • Имеет прекрасную свариваемость;
  • не стареет;
  • немагнитен.

Достоинства фехрали:

  • имеет более низкую цену чем нихром, так как нет в его составе дорогого никеля;
  • фехраль Х23Ю5Т имеет лучшую жаростойкость чем нихром. Фехралевая проволока толщиной 6 мм может работать при 1400 °С.

Недостатки нихрома:

  • Более дорогой чем фехраль, так как основной компонент никель имеет высокую стоимость;
  • Рабочая температура ниже чем у фехрали.

Недостатки фехрали:

  • сплав более хрупкий, особенно при температурах около 1000 °С и больше;
  • Низкое сопротивление ползучести;
  • сплав является магнитный, так как имеет в составе железо. Фехраль также ржавеет во влажной среде.
  • Взаимодействует с окислами железа и шамотной футеровкой;
  • Во время работы фехралевые нагреватели удлиняются.

Также есть сплавы Х27Н70ЮЗ и Х15Н60Ю3 которые содержат 3% алюминия. Этот элемент позволяет улучшить жаростойкость сплавов. Данные сплавы не воздействуют с окисями железа, и с шамотом. Они нехрупкие, прочны и хорошо обрабатываются. Максимальная рабочая температура составляет 1200 °С.

Также нагреватели изготавливают и с тугоплавких металлов, или неметаллов (уголь, дисилицид молибдена, графит, карборунд). Дисилицид молибдена и карборунд применяют для нагревателей в высокотемпературных печах. Графитовые и угольные нагреватели используют в печах с защитной атмосферой.

Тугоплавкие металлы, которые часто используют это тантал, молибден, ниобий, вольфрам. В печах з защитной атмосферой, а также высокотемпературных вакуумных печах применяют вольфрам и молибден. Нагреватели из молибдена используют в вакууме до 1700 °С и в защитной атмосфере при температуре до 2200 °С. Данная особенность в том, что молибден начинает испарятся при температуре 1700 °С (вакуум). Нагреватели из вольфрама способны работать при тем. до 3000 °С. Весьма редко для производства нагревателей используют ниобий и тантал.

Оцените статью
MALIVICE.RU
Adblock
detector