Пошаговая последовательность получения надежного и безопасного соединения медных проводов методом сварки

Для сваривания подготовленных медных кабелей понадобится инвертор, электроды.

Особенности меди: текучесть, высокая теплопроводность, способность поглощать газы — требуют от исполнителя опыта и мастерства.

Применяемые электроды

Для сварки медных проводов применяют две разновидности электродов: угольные или графитовые с покрытием из медного напыления:

  • температура разрушения материала электрода — более 3800ºС, а у меди плавление при 1080ºС, что допускает их многократное использование;
  • быстрый разогрев материала стержня до температуры разжижения меди;
  • во время сварки углеродный стержень не прилипает к проводам;
  • 5-10 А — достаточный, хотя и небольшой ток для устойчивого разряда дуги.

Особенности использования угольных электродов

Электроды изготавливаются из прессованного в форме стержня электротехнического угля черного цвета. Концы его имеют скос. Даже при совсем небольшой силе сварочного тока на кончике электрода возникает высокая температура.

Угольный электрод используется, когда графитовым элементом сварить не удается. Работать нужно очень внимательно, чтобы не допустить перегрева изоляции. Угольные электроды обычно используются в сварочных устройствах малой мощности.

При работе с электродами из угля надо учитывать следующие особенности:

  • место сварки обладает хрупкостью, может окисляться и иметь пористую структуру;
  • из-за высокой температуры дуги электрод быстрее расходуется;
  • угольным стержневым электродом работать сложнее, чем графитовым, требуются практические навыки.

Примерная стоимость угольных электродов на Яндекс.маркет

Сварочные электроды из графита

Стержни-электроды из графита имеют серый цвет с небольшим металлическим оттенком. Кристаллическая структура углерода не подвержена окислению. При сварке кристаллический графит образует устойчивое к коррозии и температуре соединение. Эти электроды выгодны в использовании, они дешевле угольных. Стержни не растрескиваются, служат долго.

При необходимости возможна замена на подручные изделия из графита — щетки от коллекторных двигателей, стержни разобранных батареек. В случае использования подручной графитовой замены без омеднения вместо обычного держателя применяют зажим «крокодил».

Примерная стоимость графитовых электродов на Яндекс.маркет

Графитовые электроды чаще используются с инверторами, регулирующими сварочный ток.

Инверторы

Для сварки подойдет прибор постоянного или переменного тока с напряжением в диапазоне 12-36 В, регулировка тока обязательна.

Выбор модели исходит из предполагаемых режимов использования прибора: от получасовой работы без перерыва до многочасового интенсива.

Если прибор будет использоваться нечасто, то подойдет модель, обеспечивающая максимальный сварочный ток 150 А мощностью порядка 500 Вт. Этого достаточно для сварки скруток-жгутов сечением 20-25 мм².

Примерная стоимость инверторов для сварки на Яндекс.маркет

Принцип работы дуговой сварки – схема устройства

Так как для сварки нужен большой ток, то основой любого сварочного автомата является понижающий трансформатор – проигрыш в напряжении всегда сопровождается выигрышем в силе тока и наоборот.

Для преобразования переменного тока в постоянный используется стандартный диодный мост, а для сглаживания пульсаций – конденсатор.

Ощутимый минус использования устройства постоянного тока – диоды и конденсатор используются немаленьких размеров и они значительно увеличивают вес сварочного аппарата, который изначально делается переносным.

Также специалисты рекомендуют на входе или выходе диодного моста поставить добавочное сопротивление, так как диоды «не любят» короткое замыкание в чистом виде.

Многие умельцы вручную собирают себе сварочный аппарат для сварки медных проводов, что выдает дугу от переменного тока и с успехом ими пользуются. Поэтому однозначно утверждать, что нужно применять именно устройство постоянного тока нельзя – каждый выбирает себе необходимую модель по навыкам. Если вручную собирается сварочный аппарат переменного тока, то из схемы попросту выбрасываются диодный мост и конденсатор.

Необходимый навык, который придется освоить для использования сварочного аппарата переменного тока – научиться «на глаз» определять в течение какого времени следует удерживать зажженную дугу электрического разряда, чтобы конец скрутки разогрелся и сплавился.

Наиболее распространенный способ сделать минусовый контакт, которым осуществляется сварка – это старые плоскогубцы, которыми удерживаются провода.

Для фазы берется зажим, которым можно удерживать графитовый стержень. Конструкция зажима может быть самой разнообразной – от винтового соединения до так называемых «крокодилов», как самодельных, так и заводского изготовления. Для соединения с самим сварочным аппаратом применяются кабели сечением порядка 10 мм².

Несмотря на то, что устройство собранное в промышленных условиях на порядок дороже самодельного, всё же его цена не является заоблачной и позволяет приобрести такой сварочный аппарат даже при ограниченном бюджете. Преимущества его использования очевидны – это точно рассчитанная конструкция с регулятором тока, которая позволяет работать с разными типами металлов и количеством свариваемых проводов.

Технология сварных работ

Сварные работы необходимо производить с использованием защитной маски, очков, рукавиц, специальной одежды. Существует возможность обжечься раскаленным металлом, «поймать зайчиков».

Сварка медных проводов в домашних условиях инвертором производится с применением графитовых, угольных электродов. Заменить электроды можно угольным стержнем отработавшей батарейки.

Ориентировочный диапазон сварочного тока:

  • 2 жилы, сечение каждой 1,5 мм² – 70 А;
  • 3 жилы, сечение каждой 1,5 мм² – 80-90 А;
  • 2-3 жилы, сечение 2,5 мм² – 80-100 А;
  • 3-4 жилы, сечение 2,5 мм² – 100-120 А.

Используемая при изготовлении электропроводов медь – разного состава, качества, что определяет применяемый режим сварки. Показатели оптимально подобранного режима: электрод не липнет к сварному месту, дуга устойчива. Данное сочетание удается удерживать при наличии опыта сварных работ.

  • Снимается изоляционная оболочка медного кабеля (7-10 см);
  • Выполняется скрутка многожильных проводов;
  • Скруток медных проводов подрезается, чтобы образовался ровный срез. Оставшаяся длина скрутки – 5 см;
  • На скрутке размещается медный зажимной механизм отведения избыточного тепла, подключается заземление («масса»);
  • Срез скрутки подносится к электроду;
  • Производятся сварные работы до появления на конце проводов расплавленного медного шарика, достаточно 1-2 сек;
  • После сварка медных скруток прекращается, чтобы изоляционный материал остался целым;
  • Остывшие концы проводки необходимо изолировать (изолента, термоусадочная трубка).

Кроме того, необходимо своевременно менять наконечник медный сварочный, который удерживает электрод во время сварки. Основная функция – подавать электрический ток электродному стержню. Его состояние определяет качество сварного шва: отверстие внутри наконечника должно плотно удерживать стержень, но оно быстро теряет свои свойства в процессе сварных работ. Наконечник медный сварочный изнашивается, требует замены чаще всего.

Распространённые виды соединений

Клеммные колодки

Один из видов электроустановочных изделий для быстрого и относительно простого соединения проводов. Представлены в виде корпуса из диэлектрических материалов (либо безкорпусные) с несколькими металлическими контактами, к которым крепится провод. Могут оснащаться механическими, пружинными или болтовыми фиксаторами. Максимально допустимый температурный режим работы — до +300 °С и только для керамических клеммных колодок.

Подходят для использования в распределительных коробках, модулях, различных приборах освещения и блоках электропитания.

Преимуществом клеммных колодок является их простота использования. Недостаток — отсутствие возможности совмещать проводники из разных металлов.

Клеммные зажимы Wago

Подходят для экспресс-фиксации токопроводящей жилы. В основе изделия — рычажный зажимной механизм с предохранением фиксируемого кабеля от повреждения. Доступны в двух вариантах исполнения: разъёмные или многоразовые и неразъёмные.

Читайте также  Подключение шагового двигателя

Область применения: электророзетки общего и бытового назначения, а также системы освещения. В других областях применение не рекомендовано ввиду возможного оплавления клеммника и нарушения контакта между соединёнными проводами.

Одно из преимуществ соединения — простота. Способ не требует наличия специальных инструментов или аксессуаров, а также специфических знаний и навыков. Отличается большой площадью контакта и высокой силой зажима. Недостаток — плавятся при чрезмерном нагреве.

Соединительные изолирующие зажимы или СИЗ

Изделия представляют собой пластиковый колпачок с фиксирующей пружиной. Выполняются из негорючих материалов и отличаются низкой себестоимостью. Удобны для маркировки, так как поставляются в разном цветовом исполнении.

Область применения: монтажные коробки, осветительные приборы и оборудование.

Преимущества: низкая стоимость, простота применения, цветовое разнообразие, многократное использование. Недостатки метода: нельзя соединять между собой медь и алюминий, относительно слабая фиксация контактирующих поверхностей.

Гильзы для опрессовки

Соединительные обжимные гильзы — это полые алюминиевые либо медные трубки, в которые помещаются соединяемые провода. В отдельных случаях применяется как альтернатива сварке или пайке. Благодаря комбинированному варианту исполнения алюмомедные гильзы подходят для соединения разных типов кабеля (медного и алюминиевого).

Для создания надёжного контакта метод требует наличия специализированного инструмента — обжимных клещей. Обычные плоскогубцы для этой цели не подойдут, так как не имеют необходимых диаметров для опрессовки. Рекомендовано использование термоусадочных трубок для защиты гильзы от внешних воздействий.

Сфера применения: обжимные гильзы идеально подходят для организации безопасных контактов в розетках.

Преимущества: опрессовка — долговечный способ соединения, возможность коммутации медных и алюминиевых проводов между собой. Недостатки: относится к одноразовым/неразъёмным, требуют наличие специального инструмента.

Зажим «орех»

Удобный тип соединения проводников. Отличается простотой конструкции — 2 металлических пластины с местом под соединение и 4 зажимных винта по углам. Соединительные пластины защищаются карболитовой оболочкой, благодаря которой способ и получил своё название.

Область применения: в основном в распределительных щитах многоквартирных домов.

Преимущества: высокая степень надёжности, не требует разрыва проводника, к которому необходимо присоединить дополнительный провод, допустимо соединять между собой медь и алюминий. Недостатки: из-за размеров не подходит для использования в распределительных коробках, где требуется разместить много контактов, низкая степень пыле- и влагозащиты.

Болтовое соединение

Способ прост и не отличается эстетическими изысками. Однако надёжен и долговечен. Используется болт, 3 шайбы и гайка. Для создания контактной поверхности необходимо надеть первую шайбу на резьбу болта, прикрутить одну из токопроводящих жил, затем надеть вторую шайбу, прикрутить второй проводник, после чего надеть 3 шайбу и прочно зафиксировать гайкой.

Область применения: хорошо подходит в качестве временного соединения «на скорую руку». Не рекомендован к длительной эксплуатации, особенно в местах, где отсутствует возможность постоянного контроля.

Преимущества: допустимо соединение проводов из разных материалов, быстрота. Недостатки: металлические шайбы могут сильно нагреваться, что создаёт риск возникновения пожара, полное отсутствие пыле- и влагозащиты.

Сварка

Метод требует наличия профессиональных навыков работы со сварочными аппаратами и ряд специализированных инструментов: пассатижи, бокорезы, флюс (для сварки алюминия) и защитные средства для глаз.

Область применения: чаще всего используется на производстве.

Преимущества: крайне высокая степень надёжности ввиду сплавления контактирующих поверхностей. Недостатки: не подходит для сварки между собой меди и алюминия.

Пайка

Область применения: радио- и микроэлектроника (для присоединения проводов на плату). Пайка также применяется для скрепления между собой различных проводников.

Преимущества: допустимо соединение между собой меди и алюминия. Существенный недостаток — слабое место коммутации. Разрыв в месте пайки может произойти даже при слабом воздействии. Также необходим набор обязательных аксессуаров: паяльник либо паяльная станция и припой.

Скрутка

Один из самых популярных и примитивных способов соединения. Используется повсеместно и с любыми видами кабельно-проводниковой продукции. Относительно недавно включен в разряд запрещённых (прямого запрета в ПУЭ на это нет, но и в список разрешённых соединений скрутка не входит). Изолирование контактирующих поверхностей при скрутке осуществляется с помощью изоленты или с применением термоусадочных трубок.

В зависимости от многих факторов, таких как профессиональный навык, усилие при скручивании, применение зажимного инструмента, а также видов проводников может быть как надёжным, так и нет. Подобное соединение связано с определённым риском, так как со временем скрутка теряет свои прижимные свойства, вследствие чего ослабляется контакт между проводниками, что приводит к повышению температуры в месте соединения и возгоранию.

Применение: скрутка больше подходит для организации временного соединения. Для исключения возможных рисков рекомендовано воспользоваться одним из выше представленных способов.

Преимущества: быстрота и простота применения, возможность соединения меди и алюминия. Недостатки: высокий риск возникновения пожара, быстрое окисление места соединения и, как следствие, ухудшение контакта.

Особенности процесса

Сварка медных проводов имеет свои особенности. Это связано с тем, что при температуре 300 °C медь становится хрупкой, а при 1080 °C плавится.

Электроды выдерживают температуру в три раза большую. Поэтому важно не передержать дугу, чтобы не повредить изоляцию и сами провода.

Для их защиты надо подсоединить в районе скрутки мощный радиатор, желательно из меди с большой поверхностью теплоотдачи и плотным прижимом к скрутке и потом только сваривать.

При сварке медных проводов скрутку желательно располагать вертикально. В этом случае расплавленная капля приобретет сферическую форму, которая охватит все свариваемые провода.

Иногда необходима сварка не одножильных, а многожильных медных проводов. В таком случае необходимо сначала поместить скрутку в гильзу, обжать, торчащий конец отрезать и потом его заварить.

Технология работ с медью

Перед сваркой меди необходимо заранее подготовить все оборудование, компоненты, проверить их исправность. Чтобы избежать, ожогов, травм, ухудшения зрения, сварочные работы надо производить в специальной робе, рукавицах, защитной маске.

Наготове должен быть огнетушитель. Только неукоснительное соблюдение правил безопасной сварки позволит вам получить требуемый результат. Для сварки меди мы будем использовать электроды двух видов – угольные и графитовые.

Угольные стержни из отработавших батареек могут стать им неплохой заменой. После того, как все оборудование проверено, выставляем требуемую нам силу тока.

Электропровода отличаются составом и качеством меди, поэтому подбирать параметры тока необходимо, учитывая это.

Если сварочный ток подобран правильно – дуга будет устойчивой, электродный стержень не будет залипать. Умение быстро подбирать параметры тока под характеристики свариваемого материала приходит с опытом.

Вот примерные характеристики тока для разных типов проводов:

Подготовка окончена, можно приступать к сварке. Для начала снимем изоляцию кабеля на расстоянии 7-10см. Затем провода из нескольких жил скручиваются.

Образовавшуюся скрутку аккуратно подрезаем, оставляем около 5 сантиметров, на ней размещаем зажим из меди. Его функция – отвод избыточного тепла. Также подключаем массу (заземление).

Подносим электродный стержень к скрутке и варим в течение нескольких секунд, до образования на конце скрутки медного шарика. Сваривать надо аккуратно, не повреждая изоляцию.

Затем ждем, пока провода остынут и изолируем, используя для этого изоленту или специальную термоусадочную трубку.

При таких работах медный наконечник, удерживающий электродный стержень и подающий на него сварочный ток, быстро изнашивается и теряет функциональность.

Его задача – плотно держать электрод, от этого зависит качество сварки. В случае износа его следует заменить.

Читайте также  Сова из резинок

Аппараты для сварки медных проводов

Медь относится к специфичным видам металлов, чья сварка выполняется только в хорошо защищенной среде, предотвращающей взаимодействие углерода и окружающего воздуха. Но поскольку для медных кабелей нет необходимости в длинном шве, а лишь требуется быстро расплавить торец скрутки, то подойдет обычный агрегат с переменным или постоянным током.

Трансформаторы

Сварочный аппарат для сварки проводов должен быть способен выдать силу тока, достаточную для оплавления края кабеля. Температура плавления меди немного более 1000 градусов. Поэтому для работы подойдет обычный трансформатор с регулировкой тока до 400 А. Единственным отличием от сварки углеродистой стали будет использование не стального покрытого электрода, а угольного с примесью меди и не покрытого.

Для осуществления сварки скруток нужно подключить аппарат в сеть, выставить необходимую силу тока, и подсоединить «минусовый» кабель к зажиму, а «плюсовой» к держателю электрода. Прямая полярность обеспечит лучшую работу электрической дуги на этом виде соединения. Работа с трансформатором подойдет для подключения и оснащения электрического щитка со множеством контактов. Поскольку весь процесс может занять день и больше, то не потребуется частый перенос громоздкого аппарата. А вот для маневренной работы по большому пространству, где требуется сварить несколько скруток в коробке, и переходить дальше, трансформатор будет неудобен.

Инверторы

Для передвижной быстрой работы с проводкой лучше приобрести небольшой аппарат. Это может быть обычный инвертор с минимальным весом, чья конфигурация позволяет вешать оборудование на плече и выполнять сварку скруток на любой высоте.

Работа инвертором производится так же, как и трансформатором. «Плюс» с электродом находится в одной руке электрика, а «минус» со специальным зажимом в другой. Характеристик аппарата с диапазоном силы тока от 40 до 200 А хватит на большинство видов проводки встречающейся в быту. Сварку медных проводов инвертором выполнять удобнее, ввиду «мягкой» работы дуги и меньшего шума от самого источника тока.

Аппарат для сварки

Главная особенность технологии сварки медных проводов – это интервал времени в одну – две секунды. Если процесс длится дольше, тепло успевает достичь основания скрутки. Следствием этого становится нагревание и разрушение изоляции. По этой причине сварочное приспособление должно обладать достаточной электрической мощностью. Минимальное значение 500…1000 Вт. А для оптимального поджога дуги напряжение рекомендуется выбирать от 25 до 36 В.

Качество сварки существенно зависит от качества напряжения. Переменное напряжение – это просто с технической стороны, однако и результат получается наихудшим. Но это в теории сварки, когда надо держать дугу и варить качественный шов. А для процесса, который длится всего пару секунд, нет смысла, как говорится, городить огород. Для всех форматов проводов, применяемых для электропроводки, двухкиловаттный трансформатор со вторичной обмоткой 36 вольт – это оптимальный вариант.

Очень хороший результат можно получить, используя два автомобильных аккумулятора, которые соединены последовательно. Они в пределах половины разрядки дают токи существенно большие в сравнении с трансформаторами аналогичной массы. Учитывая то, что сварку можно делать в помещении, к которому не подведено электричество, аккумуляторный вариант получается вне конкуренции. А поскольку эти батареи можно применять и в автомобиле, и для точечной сварки, пожалуй, имеет смысл потратить деньги именно на них, а не на специализированный мощный трансформатор.

При выборе сварочного приспособления рекомендуется соблюдать такие соотношения между сечением провода скрутки и силой тока при напряжении холостого хода 25 В:

2,25 кв. мм > 80 А,

2,5 кв. мм > 100 А,

5,0 кв. мм > 120 А.

Термитная сварка

Термитная сварка проводов, это чуть ли не самый популярный способ для соединения двух проводников тока. Для самого процесса используется специальная термитная смесь. Для получения правильного результата, нужно с точностью до миллиметров придерживаться всех правил и рекомендаций.

Эта технология только начинает набирать популярность. Её всё чаще применяют в самых разных сферах производства. Для проведения качественных работ, сварщик должен обладать специальными знаниями по химии на высоком уровне.

Заключение

После внимательного изучения материалов статьи и некоторой практики, Вы сможете самостоятельно проводить соединение электрических проводов методом сварки.
Это позволит сэкономить значительные средства, Средняя цена на сварку одного соединения – 100 рублей. Количество соединений в двухкомнатной квартире более 50.

Как своими руками произвести соединение проводов методом сварки видео смотрите ниже:


Мы рады помочь Вам своим опытом в обустройстве Ваших домов. Соблюдайте правила техники безопасности и будьте осторожны!