Estou procurando uma maneira de montar um aquecedor elétrico de 1000W em uma base de aço inoxidável. Os aquecedores elétricos de chaleira podem atender às minhas necessidades, mas estou me perguntando como o aquecedor de alumínio é montado na base de aço inoxidável.
As figuras abaixo mostram um aquecedor de chaleira em uma base inoxidável. O aço é SS304 e o metal do elemento é uma liga de manganês e alumínio.
Como é montado e qual é a temperatura máxima que pode suportar?
Respostas:
Parece que o próprio elemento fica dentro de uma peça fundida (presumivelmente a liga mag / alumínio), que fica em um disco do mesmo material que é parafusado na base de aço inoxidável.
Não está totalmente claro se os parafusos na imagem estão segurando o alojamento do elemento na base ou existem para algum outro propósito, mas essa é certamente uma maneira de fazê-lo.
Você pode ver uma área cinza ligeiramente mais escura ao redor da junta, que eu suspeito que possa ser uma pasta / adesivo térmico de alguma descrição para garantir uma boa condutividade térmica entre a carcaça do elemento e o aço inoxidável.
Epóxis térmicos ect são tipicamente bons para até cerca de 300 graus C, o que deve ser suficiente para uma chaleira, pois a água fervente nunca fica mais quente que 100 graus C e atua como um bom dissipador de calor, embora, é claro, o próprio elemento precise ficar um pouco mais quente que isso.
Não é realmente possível soldar alumínio em aço inoxidável (certamente não com qualquer processo de produção de uso geral), eles podem ser soldados com o material de enchimento e o fluxo corretos, embora estes tendam a ter uma resistência relativamente baixa e um temperamento baixo, e por isso pode não ser o que muito melhor do que uma combinação de fixações mecânicas e pasta térmica.
A pasta / adesivo térmico é importante porque, a menos que você tenha um ajuste mecânico muito, muito bom entre o elemento e o aço inoxidável, haverá uma lacuna significativa em grande parte da área de contato, reduzindo bastante a taxa de transferência de calor. A pasta térmica é muito condutora (geralmente partículas de alumínio ou tira em algum meio semi-fluido) que preenche as lacunas e cria contato direto e condutor sobre toda a superfície.
Existem processos que envolvem insertos de interface bimetálicos para permitir a soldagem de aços a ligas de alumínio, mas estes definitivamente se enquadram na categoria de soldagem 'avançada'.
Uma das razões para o uso da fundição de alumínio é que a condutividade térmica do aço inoxidável é bastante baixa; portanto, é necessário um espalhador de calor feito de material condutor para distribuir a temperatura relativamente alta do elemento de aquecimento uniformemente pela interface de aço inoxidável para água. obtenha a melhor taxa de transferência de calor do elemento para a água.
Usar uma carcaça de cobre para o elemento de aquecimento ofereceria mais opções para ligações com temperaturas mais altas, pois é muito mais fácil soldar ou soldar cobre ao aço inoxidável do que ao alumínio ao aço inoxidável.