Способы ремонта нихромовой спирали: сварка, спайка. расчёт сопротивления

Ремонт нихромовой спирали

Существуют 3 способа восстановления целостности нихромного проводника:

• 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.

Особенности и свойства

Главными составными частями нихромовой проволоки являются хром и никель. Также в нем присутствуют такие добавки, как кремний, железо, алюминий, марганец.

Обычно этот вид продукции реализуется в мотках, катушках, при необходимости ее отмеряют и отрезают.

Об основных свойствах нихрома можно узнать из следующей таблицы.

У нихрома небольшой вес, за счет этого материал часто применяют для производства всевозможных электроприборов. Для проволоки не характерна потеря рабочих характеристик в жидкости и средах агрессивного вида. Благодаря хрому на материале возникает пленка, что держит его в изоляции от негативного воздействия внешних факторов. Свойства этого сплава подробно описаны в ГОСТ 10994-74, ГОСТ 8803-89, ГОСТ 12766.1-90.

Упомянем особенности, за счет которых нихром считается ценным металлом.

1. Не ржавеет, что отличает его от иных схожих материалов.
2. Имеет значительное сопротивление относительно удельного тока. Благодаря этому нихромовой проволоки требуется намного меньше, нежели стальной, для изготовления какого-либо приспособления. Ко всему прочему данная особенность способствует тому, что предметы из нихрома имеют небольшие габариты и весят мало.
3. Не деформируется, не горит под влиянием высокой температуры.
4. Характеризуется эластичностью, что позволяет без труда менять форму проволоки.

Недостаток у нихромового сплава один – это высокая цена, но она никак не уменьшает спрос на данный тугоплавкий материал.

Он не способен создавать соединений во время применения флюса. Чтобы осуществить данную процедуру, потребуется соблюдать некоторую последовательность использования паяльных инструментов. Припоем в данном случае может служить оловянно-свинцовый сплав.

Также стоит отдельно подготовить флюс, компонентный состав которого должен быть в строгости дозирован. Основными компонентами вещества являются вазелин технического происхождения, глицерин и хлористый цинк. Чтобы смесь получилась идеальной консистенции потребуется тщательно смешать все вышеперечисленные компоненты. Наждачной бумагой потребуется ликвидировать остатки загрязнений и окисленных образований. После этого участок стоит протереть ватой, наложить флюс и осуществляют пайку.

Маркировка

У нихромовой проволоки не одна марка, поэтому каждый вид изделия имеет определенные качественные характеристики. Основные группы нихрома такие.

1. Резисторный.
2. Материал встречается в составе конструкции нагревательных элементов бытового и промышленного типа. Группа имеет высокие жаропрочные возможности.
3. Группа нихрома, предназначенная для работы с завышенной температурой до 9 сотен градусов.

Проволока резисторной группы характеризуется диаметром 0,009-0,4 миллиметра.

Этим материалам характерно высокое электросопротивление, устойчивость к температурным режимам до 1400 градусов по Цельсию. Несмотря на все вышеперечисленные преимущества, канталы и фехрали не так надежны, как нихром, но стоят намного дешевле.

Нихромовая продукция имеет разное процентное соотношение составных частей. К наиболее распространенным можно отнести такие.

Х20Н73ЮМ плавится вакуумно-индукционным способом и в качестве составных элементов содержит такие доли веществ: 20% хрома, 73% никеля, 3% алюминия, 1, 5% молибдена.

Покупая нихром, стоит брать во внимание на маркировку:

• Н – категория нагревательных элементов;
• С – используется в элементах сопротивления;
• ТЭН – для бойлеров с трубчатым типом конструкции.

Устройство 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.

Концы нихромовой спирали соединены с медными проводниками электрического шнура с вилкой на конце. Для обеспечения надежности этого соединения концы нихромовой спирали согнуты и сложены вдвое, что снижает нагрев в месте соединения с медным проводом. 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.

При вставлении вилки паяльника в розетку электрический ток поступает на нихромовый нагревательный элемент, который нагревается и передает тепло медному стержню. Паяльник готов к пайке.

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.

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

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.

Сферы применения нихромовой проволоки

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. Такая форма признана наиболее оптимальной для данных устройств, так как позволяет добиться большей теплоотдачи за счет увеличения длины токопроводящего элемента. 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.

Нихромовая проволока: критерии выбора

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.

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. Для того чтобы избавить себя от трудоёмких расчетов, можно воспользоваться сводной таблицей, в которой приводятся значения длины спирали, в зависимости от диаметра проволоки и сердечника для нихрома диаметром от 0,2 до 0,5 мм.

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.

В том случае, если под рукой не оказалось мерительного инструмента и определить диаметр проволоки не представляется возможным, всегда можно воспользоваться простым, но в то же время действенным способом. Для этого достаточно взять обыкновенный карандаш и намотать на него проволоку, плотно прижимая виток за витком. В том случае, если 10 витков спирали укладываются в 1 мм. длины карандаша, то диаметр проволоки будет составлять 1\10 мм.

Как провести расчет параметров

Первый шаг – указать количество проводов и спиралей для намотки. Это может 1 провод, два койла, что актуально для создания намотки на дрипку или другого аналогичного атомайзера.

Далее фиксируется тип спирали. Наиболее распространенные: микро, когда витки прижимаются друг к другу, и клэптон, когда один провод обматывается другим по типу гитарной струны. Для проводов также указывается диаметр, а точнее – сечение соединения.

Диаметр витка – это характеристика, базируемая на диаметре основы. К примеру, для дрипки чаще всего берется 2,5 мм, что оптимально для комфортного парения. Количество витков подбирается индивидуально. Это может быть целый или половинный виток. Чем больше, тем сложнее проходит разогрев, требует больше времени. Поэтому с данным параметром большинство парильщиков экспериментирует, подбирая значение под себя.

Финальные параметры – тип провода и шкала напряжения. Для намоток чаще всего применяется Kantal A1.

С помощью онлайн калькулятора намотки проводят расчёты, необходимые для установки от 1 до 4 спиралей и определения подходящего диапазона мощности тока для их оптимальной работы. Поддерживаются расчеты для койлов, которые состоят максимум из 6-ти паралелных проводов, диаметром от 0.10 до 1.02 миллиметров. Рекомендованная калькулятором спирали мощность позволяет избегать перегрева жидкости, слишком быстрого “коксования” койлов, подгорания ваты, которое сильно влияет на вкусовые свойства намотки. Рассмотрим функционал калькулятора и ознакомимся с исходными параметрами:

1. Количество проводов: укажите число паралельних проводов в спирали.
2. Количество спиралей: поставьте необходимое число койлов для установки.
3. Тип спирали: укажите вариант:

• Normal – расположение витков отдельное.
• Micro – плотно прилегающие друг к другу витки.
• Clapton – у провода дополнительная оплётка из другой проволоки с меньшим поперечным сечением (внешний вид: как струна для гитары).

Диаметр провода – укажите величину диаметра. Диаметр витка – поставьте число, равное диаметру базы для намотки. Число витков – укажите количество витков. Доступен выбор полного витка и половины. Если используете две сплетенные между собой проволки, то отметьте подпункт «Косичка». Длина ножки – длина проволоки от окончания спирали до крепления. Тип провода – смотрите маркировку на упаковке. Распространённый – Kanthal A1. Шкала Battery – рабочее напряжение. Онлайн-калькулятор даст подсказку про подходящее значение. Всё зависит от сопротивления. Синий цвет означает, что койлы будут нагреваться плохо, зеленый – оптимальная величина, красный цвет указывает на перекал.

Что можно сделать из нихромовой нити. Нихромовая проволока: область применения, основные характеристики и изготовление (115 фото)

Наша страна никогда не испытывала недостатка в «народных умельцах». Сообразительность и изобретательность всегда являлись отличительными чертами русского человека. Один из вопросов, которые волнуют многих современных «Кулибиных» – где взять необходимое количество нихромовой проволоки? Но сначала разберемся, чем же она так привлекает отечественных «самоделкиных»?

Что это за материал? По сути, это особый сплав с повышенной концентрацией таких химических элементов, как никель и хром (отсюда и название проволоки). Она может иметь сечение самой различной конфигурации (круг, трапеция, квадрат, овал) и диаметра (от долей «мм» до нескольких «см»).

Почему «нихром» так ценится?

Во-первых , он не ржавеет, а коррозия, как известно – «больное место» большинства металлов и сплавов.

Во-вторых , проволока из этого материала характеризуется повышенным сопротивлением электрическому току. Следовательно, чтобы получить одинаковое количество выделяемого тепла при включении в эл/цепь, «нихрома» (в погонных метрах) понадобится в несколько раз меньше, чем, скажем, стали. Отсюда и уменьшение веса прибора (приспособления), и возможность миниатюризации конструкции (уменьшения габаритов).

В-третьих , нихромовая проволока не изменяет своих свойств, не деформируется, не «горит» при высоких температурах.

В-четвертых , она эластична, и ей можно придать любую форму.

Где применяется такая проволока? Честно говоря, всего и не перечислить, особенно если вести речь о производстве. Поэтому в качестве примера отметим только несколько вариантов ее использования в быту:

• станки для разрезания пенопластов;
• приспособления для выжигания по древесине;
• системы обогрева стекол «авто» и зеркал заднего обзора;
• простейшие бытовые обогреватели, более известные как «козлы»;
• печи для обжига (при самостоятельном изготовлении керамики);
• для разогрева некоторых видов металлов (в домашних кузнях);
• самодельные .

Где взять?

Вот мы и подошли к этому риторическому вопросу. Рассмотрим все возможные варианты.

Купить . Здесь также свои варианты.

Кстати, приобрести такую проволоку можно и в обычном хозяйственном магазине. Спирали для эл/плит делаются из того же «нихрома».

На базаре. В каждом населенном пункте есть места, где народ продает все, что угодно. Такие «точки» называются по-разному – «барахолка», «развал», «блошиный рынок». Нужно только не пожалеть времени и походить, посмотреть, поспрашивать. Все зависит от того, в каком объеме нужен «нихром». Наверное, это самый перспективный путь поиска, тем более, если материала нужно немного.

Вывод

Купить или достать иным способом нихромовую проволоку можно. Необходимо лишь проявить инициативу и испробовать все указанные выше способы.

В настоящее время нихром и изделия из него используются практически повсеместно. Ни воздействие промышленной агрессивной среды, ни высокие температуры, ни тяжелые нагрузки при работе не могут победить такой стойкий материал.

Это интересно: Правильное соединение электрических проводов между собой: разбираем вместе

Расчет нихромовой спирали. Готовы для Вас изготовить нихромовую спираль

Как рассчитать спираль из нихрома

При навивке спирали из нихрома для нагревательных элементов, операцию зачастую выполняют методом проб и ошибок, а затем подают напряжение на спираль и по нагреву нихромовой проволоки, нити подбирают требуемое количество витков.

Обычно такая процедура занимает много времени, а нихром теряет свои характеристики при множественных перегибах, что приводит к быстрому прогоранию в местах деформации. В худшем случае из делового нихрома получается нихромовый лом.

Чтобы правильно рассчитать  нихромовую спираль (напряжение сети 220 В), предлагаем воспользоваться данными приведенными в таблице, из расчета, что удельное сопротивление нихрома = (Ом · мм2 / м)

С ее помощью можно точно определить длину намотки виток к витку. В зависимости от Ø нихромовой проволоки и Ø стержня, на который наматывается нихромовая спираль. Пересчитать длину спирали из нихрома на другое напряжение нетрудно, использовав простую математическую пропорцию.

Длина нихромовой спирали в зависимости от диаметра нихрома и диаметра стержня

Например, требуется определить длину нихромовой спирали на напряжение 380 В из  проволоки Ø 0,3 мм, стержень для намотки Ø 4 мм. Из таблицы видно, что длина такой спирали на напряжение 220 В будет равна 22 см. Составим простое соотношение:

220 В — 22 см

380 В — Х см

тогда:

X = 380 · 22 / 220 = 38 см

Намотав нихромовую спираль, подключите ее, не обрезая, к источнику напряжения и убедитесь в правильности намотки. У закрытых спиралей длину намотки увеличивают на 1/3 значения, приведенного в таблице. 

 Расчет электронагревательных элементов из нихромовой проволоки

Длину нихромовой проволоки для изготовления спирали определяют исходя из необходимой мощности.

Пример: Определить длину проволоки из нихрома для нагревательного элемента плитки мощностью P = 600 Вт при Uсети=220 В.

Решение:

1) I = P/U = 600/220 = 2,72 A

2) R = U/I = 220/2,72 = 81 Ом

3) По этим данным (см. таблицу 1) выбираем d=0,45; S=0,159

тогда длина нихрома

l = SR / ρ = 0,159·81 /1,1 = 11,6 м

где l — длина проволоки (м)

S — сечение проволоки (мм2)

R — сопротивление проволоки (Ом)

ρ — удельное сопротивление (для нихрома ρ=1.0÷1.2 Ом·мм2/м)

Коротко о главном

Итак, как было сказано ранее, можно купить готовые спирали, которые рассчитаны на определенное сопротивление и подходят для определенных моделей электронок.

Однако, переходя на этап профессионального вейпинга, многие парильщики изъявляют желание наматывать испарители своих электронных собственными силами, что дает массу преимуществ:

Расчет сопротивления: зачем и как правильно провести?

Обычно проблемы легко исправляются. Проверьте положение катушек, чтобы убедиться, что он не касается колоды или столбов. Убедитесь, что ваш распылитель полностью завинчен в считыватель омов. Если эти шаги исправили вашу проблему, вы готовы перейти к следующему шагу. Если эти шаги не исправили вашу проблему, попробуйте сделать еще одну катушку. Если у вас по-прежнему возникает проблема, может возникнуть проблема с вашим распылителем или с вашим считывателем омов.

Испытание на обмотку катушки и устранение горячих точек

Как только ваши катушки начнут светиться, прекратите стрелять в ваш мод и аккуратно сжать свою катушку вместе с пинцетом. Повторяйте этот процесс до тех пор, пока катушка не будет равномерно светиться, начиная с центра, движущегося к внешним оберткам.

1. Экономия.
   
   Если говорить о долгосрочной самостоятельной намотке атомайзера, то речь идет о колоссальной экономии. Готовые спирали стоят практически столько же, сколько обойдется целый моток канталовой или нихромовой проволоки, из которой можно скрутить как минимум десяток вкусных койлов.
2. Уровень мастерства.
   
   Это, пожалуй, то, ради чего вейперы и придумывают всевозможными сэтапы для своих модов. Каждый, кто занимается намоткой атомайзера, пытается придумать что-то новенькое, чтоб показать свой уровень профессионализма в этой поистине увлекательной культуре.
3. Достижение определенных показателей вейпа.
   
   К примеру, односпиральный обслуживаемый атомайзер можно намотать таким образом, что он будет выдавать вдвое больше пара, нежели его более современный собрат. Да-да, все это благодаря удачно подобранной намотке. Тогда как готовые спирали рассчитаны только на определенные показатели сопротивления.

Что помогает определить калькулятор?

Есть много вещей, которые вы можете использовать для фитиля вашей катушки, органического хлопка, кремнистого фитиля, эко-шерсти, все очень популярны по разным причинам и использованию. Для этой цели мы предпочитаем органический хлопок для его превосходных вкусовых и капиллярных способностей. Вам понадобится кусок материала, достаточно большой, чтобы плотно вписаться в вашу катушку, оставляя примерно половину дюйма с каждой стороны. Иногда это помогает мокрой и скручивать конец фитиля, чтобы начать.

Основные сведения и марки нихрома

Нихромом называют сплав никеля и хрома с добавками марганца, кремния, железа, алюминия. У этого материала параметры зависят от конкретного соотношения веществ в сплаве, но в среднем лежат в пределах:

• удельное электрическое сопротивление — 1,05-1,4 Ом*мм2/м (в зависимости от марки сплава);
• температурный коэффициент сопротивления — (0,1-0,25)·10−3 К−1;
• рабочая температура — 1100 °C;
• температура плавления — 1400°C;

В таблицах удельное сопротивление часто приводится в мкОм*м (или 10-6 Ом*м) – численно значения те же, разница в размерности.

В настоящее время есть две самых распространённых марки нихромовой проволоки:

• Х20Н80. Состоит на 74% из никеля и на 23% хрома, а также по 1% железа, кремния и марганца. Проводники этой марки можно использовать при температуре до 1250 ᵒС, температура плавления – 1400 ᵒС. Также он отличается повышенным электросопротивлением. Сплав применяют для изготовления элементов нагревательных приборов. Удельное сопротивление – 1,03-1,18 мкОм·м;
• Х15Н60. Состав: 60% никеля, 25% железа, 15% хрома. Рабочая температура не более 1150 ᵒС. Температура плавления – 1390 ᵒС. Содержит больше железа, что повышает магнитные свойства сплава и увеличивает его антикоррозийную устойчивость.

Более подробно о марках и свойствах этих сплавов вы узнаете из ГОСТ 10994-74, ГОСТ 8803-89, ГОСТ 12766.1-90 и других.

Как уже было сказано, нихромовая проволока применяется повсеместно где нужны нагревательные элементы. Высокое удельное сопротивление и температура плавления позволяют использовать нихром в качестве основы для разных нагревательных элементов, начиная от чайника или фена, заканчивая муфельной печью.

Как связать шарф-спираль спицами

Чтобы связать шарф-спираль, наберите на спицы 24 петли и провяжите 1-й ряд: — 1 кромочная петля;- 11 лицевых;- 12 изнаночных петель.

1-й ряд: сначала 1 кромочная петля, затем 1 накид, далее 1 лицевая петля, после этого 1 накид и 8 лицевых петель. Одну снимите на правую спицу как изнаночную, протяните нить между спицами вперед. Снятую петлю возвратите на левую спицу, протяните нить между спицами назад (при этом петля получится обернутой нитью). Поверните работу и свяжите 12 изнаночных петель.

2-й ряд: сначала свяжите 1 кромочную петлю, затем 1 накид, после этого провяжите 3 лицевые петли, 1 накид и 6 лицевых петель. Одну снимите на правую спицу как изнаночную, протяните нить между спицами вперед. Далее возвратите петлю на левую спицу, протяните нить между спицами назад, после чего поверните работу и свяжите 12 изнаночных петель.

3-й ряд: свяжите 1 кромочную петлю, затем 2 петли вместе лицевой, после этого 1 лицевая, далее 2 петли вместе лицевой и 4 лицевые петли. Одну снимите на правую спицу как изнаночную, протяните нить между спицами вперед, возвратите петлю на левую спицу, затем протяните нить между спицами назад. После этого поверните работу и свяжите 8 изнаночных петель.

4-й ряд: свяжите 1 кромочную, затем 3 петли вместе лицевой, после этого 4 лицевых петли, *достаньте снизу обернутую петлю и провяжите вместе со следующей лицевой, 1 лицевая* (повторите вязание от * до * 3 раза). Не переворачивая работу, свяжите изнаночные петли.

Таким образом вяжите спиральный шарф до необходимой длины блоками из этих 4 рядов.

Практически перед всеми женщинами встает вопрос контрацепции. Одним из надежных и проверенных способов является внутриматочная спираль, которая востребована и сегодня.