装炉子的时候,丝与丝之间留多少,是现场最容易被“看着差不多”糊弄过去的一件事。留少了,两根丝互相辐射,中间那段实际表面负荷比设计值高一截,最先烧断的就是那里。留多了,同样的功率要更长的丝,炉膛放不下,只能减功率。
元件散热的途径有三条:对炉衬辐射、对工件辐射、对炉内气体对流。两根丝靠得越近,彼此之间的辐射占比越高,能被炉衬和工件吸收的比例就越低。工程上把这种互相遮挡折成一个系数,间距小于两倍丝径时,这个系数开始明显下降。
| 丝径 / 带宽 | 建议净间距 | 最小可接受 | 说明 |
|---|---|---|---|
| φ1.0 ~ φ2.0 mm | 8 ~ 15 mm | 6 mm | 小功率、低温炉取下限 |
| φ3.0 ~ φ5.0 mm | 15 ~ 30 mm | 12 mm | 中温炉常用区间 |
| φ6.0 ~ φ8.0 mm | 30 ~ 50 mm | 25 mm | 高温炉、大功率 |
| 带宽 10 ~ 20 mm | 20 ~ 40 mm | 15 mm | 波形带按波距另算 |
| 带宽 30 ~ 60 mm | 40 ~ 80 mm | 30 mm | 注意带面不要正对 |
表里的数字是净间距,也就是两根丝外表面之间的空隙,不是中心距。现场量的时候容易量成中心距,结果实际净间距少了半个丝径。
三种情况要把上表的数值往上抬 20% 到 50%:炉内有强制对流风机、元件装在炉顶且下方就是工件、炉膛内有金属蒸汽(比如镀锌、渗铝)。这三种都会让局部热流密度升高,间距不够时最先出现的是丝表面出现彩色氧化环,再往后才是熔断。
反过来,真空炉和氢气炉里对流的占比很低,辐射是主路径,间距可以取表中下限,但要注意元件与炉衬的距离不能小于间距本身。
通电升温到工作温度,用红外测温枪扫一遍丝的表面。同一条丝上温差不超过 30℃、相邻两根丝温差不超过 50℃,说明间距基本合理。如果某一小段明显偏高,多半是那里两根丝弯得近了,或者有陶瓷件挡住了辐射。
把丝绕成螺旋再拉开,螺距不等——这是最常见的。手工绕制时两端容易拉得稀、中间挤得密,装上去以后中间那几圈就是先坏的地方。有条件的话用固定螺距的芯棒绕,或者绕完再统一回火定型。
为了塞进炉膛把丝压扁、把波形带压平——这等于把元件的有效散热面积减小了,表面负荷当场升高,寿命直接砍半。放不下就换规格,别硬压。
陶瓷支撑件的槽宽比丝径大太多,丝在里面能晃——运行时的电磁振动会让丝和陶瓷互相磨,磨出的沟槽就是断裂起点。槽宽比丝径大 0.2 到 0.5 mm 就够。