Андрей Смирнов
Время чтения: ~22 мин.
Просмотров: 0

Нихромовая проволока: область применения, основные характеристики и изготовление (115 фото)

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.
  • Смесь вазелина, глицерина и хлористого цинка.
  • Лимонная кислота.
  • Аспирин.
  • Флюсы фабричного изготовления, типа Ф-38Н ПЭТ.
  • Измерение с помощью приборов.
  • Табличный способ.

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 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 нитрата 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: 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.

Не все так сложно, как казалось

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.

Если температурный контроль отлично работает на нихроме, то Вас может озадачить вопрос цены на этот материал. Если Вы хотите сэкономить деньги на проволочку, то встает проблема – где взять нихром, не покупая его в магазине. Попробуем разобраться с этой задачей и поможем новичкам в этом непростом деле.

Сплав Х20Н80

Нихром Х20Н80 — сплав нихрома следующего состава: Ni (73-78 %); Cr (19-21 %); Si (1 %); Mn (0,7 %); остальное Fe. Иногда сплав легируют редкоземельными металлами для достижения более высокой продолжительности работы.

Нихром Х20Н80, особенно проволока являются самым ликвидным сортаментом нихрома. Нихромовая лента и полоса остаются менее продаваемыми, по сравнению с проволокой, но более востребованы, нежели прутки и листы. Принято считать, что в марке Х20Н80 около 20 % хрома и 80 % никеля, но это не совсем соответствует ГОСТ, допускающим микролегирование прецизионных сплавов для улучшения их потребительских характеристик.

Удельное сопротивление нихрома, его температура плавления и применения

В таблице представлено удельное электрическое сопротивление нихрома в зависимости от температуры в интервале от 20 до 1200°С. Удельное сопротивление нихрома указано в размерности мкОм·м. Например, при температуре 900°С нихром Х20Н80-Н имеет удельное электрическое сопротивление, равное 1,149 микро Ом·м (или 1,149·10 -6 Ом·м).

С ростом температуры удельное сопротивление нихрома увеличивается. В процессе нагрева увеличение сопротивления нихрома от температуры может составлять 7…11% в интервале 20…1200°С. Однако, прямая линейная зависимость удельного сопротивления от температуры характерна только для ферронихрома Х15Н60, содержащего большое количество железа.

Сплавы Ni-Cr с низким содержанием железа имеют иной характер зависимости сопротивления от температуры: нихром Х20Н80 показывает снижение величины удельного сопротивления в диапазоне от 500 до 900°С; удельное сопротивление нихрома марки Nikrothal 80 не зависит от температуры в интервале 400…900°С.

Температура, °C Х15Н60 Х20Н80-Н Nikrothal 80
20 1,12 1,13 1,09
100 1,135 1,137 1,101
200 1,152 1,147 1,112
300 1,172 1,155 1,123
400 1,189 1,163 1,134
500 1,203 1,166 1,134
600 1,213 1,156 1,134
700 1,213 1,148 1,134
800 1,22 1,147 1,134
900 1,229 1,149 1,134
1000 1,238 1,158 1,145
1100 1,248 1,167 1,155
1200 1,175 1,166

Температура плавления нихрома составляет 1400°С. Ферронихром Х15Н60 имеет чуть более низкую температуру плавления. Максимальная рабочая температура рассмотренных сплавов имеет значение 1125…1200°С.

Основное назначение нихрома — применение в виде ленты и проволоки для электрических нагревателей. Необходимо отметить, что максимальная температура применения нихромовой проволоки существенно зависит от ее диаметра. Например, согласно ГОСТ 12766.1-90, для проволоки Х20Н80-Н диаметром 0,2 мм максимальная рабочая температура на воздухе составляет всего 950°С. При увеличении диаметра такой проволоки до 1 мм ее рабочая температура может достигать 1100°С.

Марка нихрома Состав tпл, °C tраб, °C
Х15Н60 55-61% Ni, 15-18% Cr, остальное Fe 1390 1125
Х20Н80-Н Основной Ni, 20-23% Cr, Fe не более 1% 1400 1200
Nikrothal 80 Основной Ni, 19-21% Cr, Fe не более 2% 1400 1200

Как распознать нихром?

Так выглядит нихромовая нить.

Указанный сплав, как правило, не отличается обилием внешних признаков, позволяющих судить о той или иной его разновидности. В большинстве своём нихром – материал белого или слегка серебристого цвета. Использованные образцы будут отличаться темно-серым оттенком, что свидетельствует об образовании оксидной пленки.

Так или иначе, такие условные признаки не могут служить явным доказательством, указывающим на подлинность данного сплава. Как же определить нихромовую проволоку по внешнему виду. Нихром имеет одно специфическое свойство при длительном использовании. В отличие от других термостойких материалов, на его поверхности, как правило, проступает характерная темно-зелёная пленка. Кроме того, о качестве сплава можно судить и по степени восстановления формы спирали после нагрева. Если образец принял первоначальное положение, что говорит о его высокой деформационной стойкости, то есть все основания полагать, что это – нихром.

Несмотря на то, что рабочая температура нагрева нихромовой проволоки составляет высокие значения, её качественные характеристики могут заметно снизиться, если не принимать во внимание режимы длительного и кратковременного использования, каждый из которых предписывает определенные параметры работы. Соблюдение данных требований поможет существенно увеличить срок службы нагревательных элементов и послужит гарантией высоких эксплуатационных показателей

Самоделки из двигателя от стиральной машины:

1. Как подключить двигатель от старой стиральной машины через конденсатор или без него 2. Самодельный наждак из двигателя стиральной машинки 3. Самодельный генератор из двигателя от стиральной машины 4. Подключение и регулировка оборотов коллекторного двигателя от стиральной машины-автомат 5. Гончарный круг из стиральной машины 6. Токарный станок из стиральной машины автомат 7. Дровокол с двигателем от стиральной машины 8. Самодельная бетономешалка

Нихром-проволока: где взять и как использовать

Нихром – специфический материал, это не сталь или железо, о которых слышал каждый. Этот сплав металлов впервые получил американец Маршал в 1905 году. Из названия материала понятно, что главные компоненты – никель и хром. Кроме этих металлов в состав входят микродобавки кремния, железа, алюминия и марганца. В разных отраслях промышленности используется нихромовая проволока – серебристая нить диаметром 0,1–7 мм. Продукция упаковывается в мотки и катушки, нужное количество проволоки отматывается и отрезается.

Как определить?

Внешне нихромовая проволока выглядит как многие другие изделия, поэтому каждому потребителю важно узнать, как отличить ее от другой. Главные отличительные черты стойкого к коррозии нихрома:

  • новый металл имеет белый окрас, а уже использованный темнеет;
  • магнитность проволоки минимальна либо полностью отсутствует;
  • нихром – довольно жесткий материал;
  • этот металл могут разрушить кислоты;
  • изделия не окисляются, если на них оказывает влияние повышенная температура.

Для этого рассчитывают удельное сопротивление рабочего элемента по формуле R = ρ · l / S, где берется во внимание длина, площадь сечения

Особенности

Для изготовления вольфрамовой проволоки – ГОСТ 18903-73 – применяют кованые прутки. В ходе волочения осуществляется постепенное понижение температурного режима. После этого изделие очищают за счет отжига и электролитической полировки.

Сырьем для изготовления данной разновидности проволочной продукции служит самый тугоплавкий металл. Этот материал жароустойчив и прочен, ему не страшны кислотные и щелочные среды. Подобные характеристики позволяют применять вольфрамовую проволоку для выпуска деталей, предназначенных для эксплуатации в условиях нагрева, вследствие чего они не утрачивают исходных свойств.

Характерные для этого вида проволочной продукции механические параметры (повышенная твердость, устойчивость к износу в процессе нагревания, низкое значение температурного расширения), превышающие многие аналогичные материалы, делают вольфрамовые изделия очень востребованными.

Данную разновидность металлопроката отличает высокий модуль упругости, отменное омическое сопротивление, хорошая тепловая проводимость. Это долговечный и надежный в использовании материал, способный переносить экстремальные эксплуатационные условия, что делает его незаменимым в различных производственных отраслях.

Насчитывается несколько марок такой проволоки. Классификацию выполняют в соответствии с диаметром сечения и процентным соотношением вольфрама в составе материала.

Диаметр проволоки может составлять от 12,5 до 500 мкм.

Наиболее востребована марка ВА. Марку ВРН задействуют для производства катодов электронных устройства.

Спросом также пользуются марки вольфрамового металлопроката ВМ, ВТ.

Методики расчета

По сопротивлению

Давайте разберемся как рассчитать длину нихромовой проволоки по мощности и сопротивлению. Расчёт начинается с определения требуемой мощности. Представим, что, нам нужна нить из нихрома для паяльника малых размеров мощностью в 10 Ватт, который будет работать от блока питания на 12В. Для этого у нас есть проволока диаметром 0.12 мм.

Простейший расчет длины нихрома по мощности без учета нагрева выполняется так:

Определим силу тока:

P=UI

I=P/U=10/12=0,83 A

Расчет сопротивления нихромовой проволоки проводим по закону Ома:

R=U/I=12/0,83=14,5 Ома

Длина проволоки равна:

l=SR/ρ,

где S – площадь поперечного сечения, ρ – удельное сопротивление.

Или по такой формуле:

l= (Rπd2)/4ρ

Но сначала нужно рассчитать удельное сопротивление для нихромовой проволоки диаметром 0.12мм. Оно зависит от диаметра – чем он больше, тем меньше сопротивление.

L=(14.5*3,14*0.12^2)/4*1,1=0,149м=14,9см

Тоже самое можно взять из ГОСТ 12766.1-90 табл. 8, где указана величина в 95.6 Ом/м, если по ней пересчитать, то получится почти тоже самое:

L=Rтреб/Rтабл=14,4/95,6=0,151м=15,1см

Для нагревателя мощностью 10 ватт, который питается от 12В, нужно 15.1см.

Если вам нужно выполнить расчет числа витков спирали, чтобы её свить из нихромовой проволоки такой длины, то используйте следующие формулы:

Длина одного витка:

l1=π(D+d/2),

Количество витков:

N=L/(π(D+d/2)),

где L и d – длина и диаметр проволоки, D – диаметр стержня на котором будут мотать спираль.

Допустим мы будем мотать нихромовую проволоку на стержень диаметром 3 мм, тогда расчеты проводим в миллиметрах:

N=151/(3,14(3+0,12/2))=15,71 витков

Но при этом нужно учитывать, способен ли вообще нихром такого сечения выдержать этот ток. Подробные таблицы для определения максимального допустимого тока при определенной температуре для конкретных сечений приведены ниже. Простыми словами – вы определяете, до скольки градусов должна греться проволока и выбираете её сечение для расчётного тока.

Также учтите, что если нагреватель находится внутри жидкости, то ток можно увеличить в 1.2-1.5 раз, а если в замкнутом пространстве, то наоборот – уменьшить.

По температуре

Проблема приведенного выше расчёта в том, что мы считаем сопротивление холодной спирали по диаметру нихромовой нити и её длине. Но оно зависит от температуры, при этом же нужно учитывать при каких условиях получится её достичь. Если для резки пенопласта или для обогревателя такой расчет еще применим, то для муфельной печи он будет слишком грубым.

Приведем пример расчетов нихрома для печи.

Сначала определяют её объём, допустим 50 литров, далее определяют мощность, для этого есть эмпирическое правило:

  • до 50 литров – 100Вт/л;
  • 100-500 литров – 50-70 Вт/л.

Тогда в нашем случае:

P=Pэмп*V=50*100=5 кВт.

Дальше считаем силу тока и сопротивление:

Для 220В:

I=5000/220=22.7 Ампера

R=220/22.7=9,7 Ом

Для 380В при подключении спиралей звездой, расчет будет следующим.

Делим мощность на 3 фазы:

Pф=5/3=1,66 кВт на фазу

При подключении звездой, к каждой ветви прикладывается 220В (фазное напряжение, может отличаться в зависимости от вашей электроустановки), тогда ток:

I=1660/220=7.54 А

Сопротивление:

R=220/7.54=29.1 Ом

Для соединения треугольником рассчитываем по линейному напряжению 380В:

I=1660/380=4.36 А

R=380/4.36=87.1 Ом

Для определения диаметра учитывают удельную поверхностную мощность нагревателя. Рассчитаем длину, удельные сопротивления берем с табл. 8. ГОСТ 12766.1-90, но прежде определим диаметр.

Для расчета удельной поверхностной мощности печи используют формулу.

Bэф (зависит от теплопринимающей поверхности) и a (коэф. Эффективности излучения) – выбираются по следующим таблицам.

Итак, для нагрева печи до 1000 градусов, возьмём температуру спирали в 1100 градусов, тогда по таблице подбора Вэф выбираем значение в 4,3 Вт/см2, а по таблице подбора коэффициента а – 0,2.

Вдопэф*а=4,3*0.2= 0,86 Вт/см2 =0.86*10^4 Вт/м2

Диаметр определяют по формуле:

рт – удельное сопротивление материала нагревателя при заданной t, определяется по ГОСТ 12766.1, таблица 9 (приведена ниже).

Для нихрома Х80Н20 – 1,025

рт201000=1.13*10^6*1.025=1.15*10^6 Ом/мм

Тогда для подключения к трёхфазной сети по схеме «Звезда»:

d=1,23 мм

Длина рассчитывается по формуле:

L=42м

Проверим значения:

L=R/(p*k)=29.1/(0.82*1.033)=34м

Значения отличаются из-за высокой температуры спирали, проверка не учитывает ряда факторов. Поэтому примем за длину 1 спирали – 42м, тогда для трёх спиралей нужно 126 метров нихрома 1,3 мм.

Область применения в промышленности и в быту

Нихромовую продукцию используют в местах, требующих качественного металла. Особенно востребована в индустриальном производстве.

В промышленном производстве

Одно из первых мест металлическая продукция занимает на рынке промышленного и бытового электрического оборудования. Широкое применение она нашла в производственных отраслях, использующих электронагревательные печи, печи обжига и сушки, печи, нагревающиеся до высоких температур, аппараты, обладающие тепловым воздействием. Ее используют в сварочных аппаратах, бытовых обогревателях и системах обогрева стекол и зеркал заднего вида автомобиля, в резисторах, узлах сопротивления и реостатах в качестве нагревательного или резисторного элемента. Как уже отмечалось выше, материал находит широкое применение среди домашних умельцев.

В домашнем хозяйстве

В бытовой сфере применяется для резки пенопласта и полистирола. В домашних условиях разрезать эти материалы довольно проблематично. Есть несколько способов. Часто для этих целей используется нож, от которого материал начинает крошиться.

Домашние умельцы знают, чем резать пенопласт в домашних условиях, чтобы он не крошился. Для этого понадобится нихромовая проволока. Она нужна для того, чтобы сделать станок, режущим инструментом которого является разогретая струна. С его помощью можно резать пенопласт и изготавливать изделия из него своими руками.

Для резки пенопласта в домашнем хозяйстве можно сконструировать простейший станок с вертикальным или горизонтальным расположением режущего инструмента

Как сделать резак для пенопласта своими руками

Сделать станок не представляет сложности. Для этого потребуется:

  • понижающий трансформатор;
  • подкладка из трубы (труба толщиной не менее 20 мм, толщина пенопласта – не менее 2 см);
  • пружины для натяжки струны;
  • металлическая струна.

Для изготовления столешницы понадобится стол, доска и лист профнастила.

Простейший вариант станка для резки пенопласта, который можно сделать своими руками

Понижающий трансформатор можно изготовить своими руками из трансформаторного железа. Понадобится сделать реостат, чтобы подобрать величину тока. Для этого можно взять спираль из электроплитки, предварительно растянув ее в струну. Каркас обмотки сооружается из асбестоцементной или керамической трубы толщиной 15-20 мм и длиной около 80 мм.

Для фигурной резки используется терморезак из куска нихромовой проволоки. Его закрепляют на ручке из изоляционного материала. Самодельный резак для пенопласта отлично справляется с задачей, в том числе и с фигурной резкой материала Приспособление позволяет делать углубления, вырезать полости, работать с пенопластом так, как скульптор работает с глиной.

Резак для пенопласта можно сравнить с инструментом скульптора, работающего с глиной

С помощью самодельных приспособлений, в которых нашла применение нихромовая проволока, можно не только нарезать пенопласт, но и выжигать по дереву. Также ее можно использовать в самодельных бытовых обогревателях, сварочных аппаратах, в системах обогрева автомобильных стекол и зеркал заднего вида.

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.

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.

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.

Характеристики нихромовой нити

Существует несколько модификаций нихромовых волокон, которые имеют свои особые характеристики, но в целом диапазон значений располагается в одном нешироком спектре. Например, в показателях плотности сплав находится в коридоре от 8200 до 8500 кг/м 3 . Рабочая температура большинства марок соответствует диапазону 1000-1200˚C. При этом в размерах разброс форматов довольно обширен. Наиболее популярна нихромовая нить, диаметр которой составляет 0,01-0,08 мм. Встречаются и изделия, выходящие за рамки этого типоразмера, но это, скорее, исключения, рассчитанные на использование материала в узкоспециализированных сферах. Что касается физической стойкости, то в среднем нить выдерживает 0,65-0,7 ГПа, но для поддержания этого уровня следует учитывать и предостережения технологов в плане эксплуатационной безопасности материала. К примеру, нить нельзя оставлять в сернистой атмосфере, так как подобные среды губительно сказываются и на свойствах нихрома, и на его структуре.

Сортамент сплавов нихрома с высоким омическим сопротивлением

Холоднотянутая нихромовая проволока

Горячекатаная нихромовая проволока

Сплав Х20Н80 имеет такие физические свойства:

  • удельное сопротивление 1,0-1,1•106 Ом•м;-
  • рабочая температура нихрома 800-1100 °C, температура плавления от 1100 до 1300 °C;
  • плотность нихрома — 8200-8500 кг/м3;
  • удельная теплоемкость нихрома — 0,45 кДж/(кг•К);
  • предел прочности на растяжение — 0,65-0,70 ГПа;
  • высокая жаростойкость нихрома до 1250 °C;

Нихром имеет минимальное повышение сопротивление при нагревании, повышенную жаропрочность, пластичность, прекрасно держит форму. Высокая пластичность сплава дает возможность подвергать его точению, сварке, штамповке, волочению, штамповке и другой механической обработке. Цена на нихром достаточно высокая, но учитывая его показатели долговечности и надёжности, с этим можно смирится. Самая востребованная марка нихрома Х20Н80, которую рекомендуется применять для нагревательных элементов в высокотемпературных печах, печах для обжига и сушки а также в качестве химически стойкого сплава в агрессивных средах. Нихром Х20Н80 содержит — 20% хрома Cr, и 80% никеля Ni. Сплав имеет удельное сопротивление — 650 Ohms/cmf, рабочую температуру 1100 °C и температуру плавления до 1300 °C.

Нихромовая проволока Х15Н60 содержит — Ni60 %, Cr15 %, Fe24 %. Сплав имеет удельное сопротивление — 675 Ohms/cmf, и температуру плавления — 1390 °C.

Проволока нихром Х20Н80 как правило это проволока с круглым, иногда с квадратным поперечным сечением. Самым оптимальным сечение считается круглое, так как оно обладает максимальным соотношением площади сечения к периметру проволоки. Также есть в продаже полиметаллические и биметаллические проволоки. Их изготавливают при протяжении (волочении) металла через последовательно уменьшаемые отверстия. Таким образом можно получить изделие самых различных диаметров.

Самая важная характеристика нихрома это электрическое сопротивление. Оно определяется самыми разными факторами, например, сопротивление зависит от диаметра проволоки и марки сплава. При значительном повышении температуры сопротивление нихрома остается таким же, что позволяет использовать нихромовую проволоку в изготовлении нагревательных приборов и в узлах сопротивления, например, в резисторах, реостатах, и в производстве электронагревательного оборудования.

Проволока из нихрома обладает коррозийной стойкостью при работе в агрессивных средах, высоким пределом текучести, прочностью, позволяя использовать проволоки меньших диаметров.

Проволоки маркируются на:

  • Н — для нагревательных элементов ;
  • С — для элементов сопротивления ;
  • ТЭН — для трубчатых электронагревателей .

Применение нихромовых проволок

Проволоки марок Х20Н80 и Х15Н60 имеют очень широкое применение, например используют в качестве нагревательных и режущих элементов в упаковочных ножах. Используют в качестве нагревательных элементов в промышленных электропечах, и в различных устройствах электрического нагрева, например в бытовых обогревательных приборах. В промышленности используют в водо и воздухонагревателях. В среднем проволока имеет плотность 8,4 г/см3. Ее часто используют при производстве электрических проводов, свёрл, термопар, метизов, электродов, пружин, электронных приборов и других элементов. Очень часто нихром используют в качестве жаростойкого сплава и в сильно агрессивных средах.

Нихромовую проволоку можно купить в Украине из наличия на складе в г. Днепр.

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.

Производство нихрома

Для начала стоит подчеркнуть, что нить является лишь одним из форматов выпуска нихрома. Она же наиболее близкая по своим качествам к проволочным изделиям. Производят материал по технике протяжки под давлением. Но до начала операции заготовка не подвергается нагреву, поэтому технологию называют холоднотянутой. Также могут применяться методы травления — они качественно улучшают физические свойства, которые получает на выходе нихромовая нить. Где взять данный материал? Обычно изготовлением занимаются металлургические комбинаты

Но здесь важно понимать, что сама процедура создания нихромовых материалов не относится к распространенным. Во многом это связано и со спецификой применения сплава

Тем не менее есть немало предприятий, занимающихся металлопрокатом, которые концентрируют в своем ассортименте наиболее востребованные типоразмеры и марки нихромовых нитей.

Видео: как сделать термолобзик своими руками

Приборы для резки не обязательно мастерить своими руками. В продаже имеются станки и приспособления промышленного производства, отвечающие потребностям любителей и профессионалов. Такие приборы изготовлены в соответствии с нормами и правилами техники безопасности.

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.

Технологии получения особых металлических сплавов в некоторых отраслях были успешно вытеснены композитами. Этот процесс не останавливается, но есть направления, в которых все еще доминируют более традиционные материалы. К таким, в частности, относится нихромовая нить, которая, благодаря уникальному спектру технико-физических качеств, нашла применение в самых разных отраслях.

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 С. 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.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации