Новости

Нихромовая спираль / 27.02.2020

Каждый знает, что такое нихромовая спираль. Это нагревательный элемент в виде проволоки, свернутой винтом для компактного размещения. Эта 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».
Самые известные марки нихрома – Х20Н80 и Х15Н60. Первый из них близок к «классике». Он содержит 72—73 % никеля и 20—23 % хрома. Второй разработан с целью снижения стоимости и повышения обрабатываемости проволоки. Содержание никеля и хрома в нем уменьшено – до 61 % и до 18 % соответственно. Но увеличено количество железа – 17—29 % против 1,5 у Х20Н80.
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
Применение нихромовой проволоки

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 нихрома марок 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 навить спираль из нихрома

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.
Расчет сопротивления нихромовой спирали и ее длины

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.

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.
Навивка спирали

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.
Практичное решение
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. Для этого стоит обратиться в компанию «ПАРТАЛ», которая с 1995 года является крупным поставщиком прецизионных сплавов, в том числе проволоки и спиралей для нагревателей. Наша компания способна полностью снять вопрос о том, где купить нихромовую спираль, поскольку мы готовы изготовить ее на заказ по эскизам и техническим условиям заказчика.

Компания ПАРТАЛ

Ремонтная сварка, наплавка чугуна на холодную, сварочной проволокой ПАНЧ-11 / 27.02.2020

Основа этого метода состоит в исполнении механизированной сварки, наплавки ковкого чугуна сварочной проволокой ПАНЧ-11 диаметром 1,2 мм из сплава, в основе которого стоит никель, с примесями железа, кремния и углерода обладающей само защитными характеристиками.
Сплав ПАНЧ-11 разработан для холодной сварки, наплавки чугуна открытой дугой, без дополнительной защиты газом или флюсом. Так как в состав проволоки заложены редкие элементы, предотвращающие окисление сварочной ванны и помогают формировать качественный плотный шов. Дуга стабильна, процесс протекает практически «без брызг», что положительно влияет на качество шва ремонтируемой детали. Сварку чугуна, возможно производить со всех доступных пространственных положений.
Таким методом можно заваривать трещины, сколы, выбоины расположенные в любом доступном месте чугунной детали. Приваривать обломанные части, наплавлять небольшие пробоины, изношенные посадочные отверстия. Наплавленный металл идеально поддается обработке, отсутствует коробление, не создаются внутреннего напряжения.
Хорошо зарекомендовала себя сварочная проволока ПАНЧ 11 при сварке чугуна различных марок. Она качественно сваривает трудно свариваемый чугун, не отбеливает, не допускает при нагреве моментально переходить в жидкое состояние и противостоит трещинообразованию.
Для повышения надежности сварки проволокой панч11 можно вставить в разделенные кромки шва резьбовые шпильки. Также возможно использовать способ «отжигающих валиков». Накладывая второй и последующие валики, начальные сварочные швы повторно разогреваются, поэтому остывание происходит более щадящее равномерное. По этой причине основная часть цементита разрушается и образуется сплав, выделяющийся большим уровнем мягкости, и меньшим уровнем отбеливания. Несмотря на то, что структура разных зон сплавки неодинакова, она на много лучше, обычной сварки. Отличный результат показал объединенный способ отжигающих валиков и шпилек.
Благодаря малому диаметру проволоки сварку можно вести на малом токе, деталь сильно не нагревается. Глубина проплавления основного металла составляет 1,5-2 мм. Сплавление электродной проволоки с основным металлом детали хорошее, подрезы шва не образуются. Металл шва обладает высокими механическими свойствами: предел прочности на разрыв до 55 кг/мм2, твердость повышается только на узком участке рядом со швом, прочность соединения на разрыв не ниже 95% прочности основного металла. Оборудование. Для сварки проволокой ПАНЧ11 применяются полуавтоматы А-547, А-547У, А-825 и др. в комплекте с соответствующим выпрямителем. Указанные полуавтоматы комплектуются шланговыми держателями для проволоки диаметром 0,8 мм и 1,2 мм.
Как и при заварке трещины ручным электродуговым способом, поверхность вокруг нее должна быть зачищена до металлического блеска. При осмотре трещины очень важно точно определить ее размеры. На расстоянии 5-8 мм от видимого конца трещины в направлении ее развития просверливают отверстия диаметром 3-3,5 мм. Вдоль трещины делают неглубокую и узкую канавку (раза в два меньше, чем при разделке канавки под электродуговую сварку электродами ОЗЧ). Снижение объема наплавленного металла обеспечивает важное условие - возможно меньший разогрев основного металла при сварке.
Техника и режимы сварки. Сварка может выполняться в любом пространственном положении, однако предпочтение следует отдавать нижнему. Заварка трещины производится короткими участками длиной 20-60 мм. Чем меньше толщина свариваемого металла и чем напряженнее стенка в месте сварки, тем короче должен быть завариваемый участок трещины. После наложения шва на участок трещины сварку прекращают и дают охладиться металлу до температуры 50-60° С. Во время паузы шов проковывают легкими ударами молотка (носовой частью). Порядок наложения швов на трещину такой же, как при ручной электродуговой сварке чугуна.
Силу сварочного тока, напряжение, вылет электродной проволоки и скорость сварки выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла. Чем толщина меньше, тем меньше величины всех других параметров сварки. С учетом того, что толщина большинства стенок автомобильных деталей находится в пределах 3-8 мм, полуавтоматическую сварку проволокой ПАНЧ-11 диаметром 1,2 мм осуществляют при силе сварочного тока 90-140 А, напряжении 16-19 В, вылете электродной проволоки 10-15 мм и скорости сварки 8-12 м/ч.
Сварные соединения, поддаются обработке любым режущим инструментом.
Несмотря на большие преимущества полуавтоматической сварки проволокой ПАНЧ-11, применение этого способа при восстановлении чугунных деталей пока ограничено из-за сравнительно высокой стоимости.

Компания ПАРТАЛ