Сварка медных жил проводов графитовым электродом

Сварка медных жил проводов графитовым электродом

В современном соединении проводов все больше находит применение угольный электрод для сварки концов медных проводов. Этот способ заменяет устаревший метод спаивания медных жильных скруток. При этом не требуется применение припоя и флюса.

Задача сварки такая же, как и при пайке – это обеспечение надежного и долговечного контакта между двумя, а то и несколькими проводами, так как обычным соединением добиться этого невозможно. На поверхности меди со временем непременно появляется пленка из-за окисления. После процесса сваривания место соединения жил сваривается отличительно, чем при спаивании, спайка происходит лишь на кончике. Однако и такой образованный контакт при завышенной нагрузке предотвращает перегрев сваренных жил кабелей.

Электроды графитовые для дуговых печей

Графитовые электроды в отличии от расходников из других материалов обладают очень весомым преимуществом: они пропускают электричество, не плавясь при этом. Это основное достоинство, которое и предопределяет их выбор для выполнения работ. Графитовые электроды производятся обычными или омедненными, с разными по длине и форме наконечниками.

Наиболее весомые характеристики расходных материалов из графита:

• продукция представлена в торговой сети большим ассортиментом;
• стоимость расходных материалов невысокая;
• малый расход электрода при использовании;
• быстро разогреваются до температур, при которых плавятся металлы;
• при выполнении сварочных работ инвертором для разжигания дуги требуется небольшой ток – 5-10 ампер.

Необходимо подчеркнуть, что сварочный шов, сформированный с применением графитовых электродов, устойчив к воздействию высоких температур, невосприимчив к коррозии. Помимо этого, медная проволока не дает трещин во время сваривания. Графитовые электроды дают возможность качественно соединять не только медные, но и алюминиевые провода.

Однако им свойственны не только преимущества, но и недостатки:

• сварочное соединение с помощью графитовых является достаточно сложным технологическим процессом из-за небольшого диаметра – 6 мм;
• применение графитовых расходных материалов повышает содержание углерода в заготовках. По этой причине могут ухудшаться эксплуатационные характеристики готового соединения;
• конкретный вид наконечника электродов пригоден для выполнения небольшого перечня операций. Поэтому необходим ассортимент расходных материалов в случаях, когда планируется выполнение различных видов работ.

Особенности использования на практике графитовых электродов

Виды сварки

Выполнить соединение медных проводов можно разными способами, но именно сварка является наиболее эффективным, быстрым и надежным из них.

Созданные таким образом швы характеризуются высокой прочностью, отменным показателями электропроводимости, отвечают нормам и требованиям безопасности, служат долгие годы. Для сварки проводов мастера используют графитовые электроды, обладающие неоспоримыми достоинствами.

Сварка кабелей самодельными и магазинными сварочными аппаратами

Сварка проводов — это один из разрешенных в ПУЭ методов соединения. Данный способ выделяется повышенной надежностью и гарантирует минимальное переходное сопротивление скрутки. Поэтому если необходимо выполнить надежную и долговечную проводку, то лучше всего воспользоваться именно сваркой.

Мастеру на заметку: необычное применение старой батарейки

Мы привыкли, что использованные элементы питания, если это не аккумуляторы, остаётся только выбросить. Но, как оказалось, из батареек можно сделать массу полезных вещей, которые пригодятся домашнему мастеру. Особенно интересным вариантом можно назвать способ, предложенный автором YouTube-канала АвтоХак, который использовал старый элемент питания для изготовления небольшого сварочного аппарата. Конечно, крупные детали им не сварить, а вот для мелких элементов такое приспособление вполне пригодно.

Читайте в статье

130 лет в сварке: угольный электрод

Графитовые электроды в отличии от расходников из других материалов обладают очень весомым преимуществом: они пропускают электричество, не плавясь при этом. Это основное достоинство, которое и предопределяет их выбор для выполнения работ. Графитовые электроды производятся обычными или омедненными, с разными по длине и форме наконечниками.

Наиболее весомые характеристики расходных материалов из графита:

• продукция представлена в торговой сети большим ассортиментом;
• стоимость расходных материалов невысокая;
• малый расход электрода при использовании;
• быстро разогреваются до температур, при которых плавятся металлы;
• при выполнении сварочных работ инвертором для разжигания дуги требуется небольшой ток – 5-10 ампер.

Необходимо подчеркнуть, что сварочный шов, сформированный с применением графитовых электродов, устойчив к воздействию высоких температур, невосприимчив к коррозии. Помимо этого, медная проволока не дает трещин во время сваривания. Графитовые электроды дают возможность качественно соединять не только медные, но и алюминиевые провода.

Однако им свойственны не только преимущества, но и недостатки:

• сварочное соединение с помощью графитовых является достаточно сложным технологическим процессом из-за небольшого диаметра – 6 мм;
• применение графитовых расходных материалов повышает содержание углерода в заготовках. По этой причине могут ухудшаться эксплуатационные характеристики готового соединения;
• конкретный вид наконечника электродов пригоден для выполнения небольшого перечня операций. Поэтому необходим ассортимент расходных материалов в случаях, когда планируется выполнение различных видов работ.

Свойства и разновидности

Угольный электрод представляет собой твёрдый стержень, состоящий из угля (кокса) и нескольких добавок. В роли связующего элемента здесь применяется смола.

Такими стержнями можно сваривать все сорта и разновидности металлов — от тугоплавких и тяжёлых до лёгких и пористых. Диаметр угольного электрода может варьироваться от 1,5 до 25 мм, а длина – от 25 до 300 мм (самые длинные используются тогда, когда соединяемые детали располагаются в труднодоступном месте). Также они могут иметь разную форму:

• круглую;
• полукруглую;
• прямоугольную;
• полую.

В большинстве ситуаций для работы применяются круглые и полукруглые электроды — это лучший вариант для получения стандартного сварного шва.

Прямоугольные изделия в основном используются для заделки дефектов на стальных поверхностях, а полые характеризуются тем, что способны создать в месте соединения канавку в виде буквы U.

Стоит также знать, что помимо обычных существуют омеднённые угольные электроды. На них наносят медное напыление для увеличения прочности, но при этом все иные эксплуатационные свойства остаются примерно такими же.

Виды электродов для сварки медных проводов

Классификация электродов для сварки.

Сварка меди должна осуществляться специализированными электродами. Об угольном уже упоминалось. Кроме него, существуют графитовые электроды. Нужно сказать, что в этом качестве могут выступать угольные щетки коллекторных двигателей, стержни элементов питания и подобные им изделия. Они полноценно заменяют электроды из магазина, разве что на них нет омеднения, но для этих приспособлений придется сконструировать более удобные держатели. Самодельные зажимы типа «крокодил» и для электрода, и для подключения массы не будут так громоздки, как штатные, поэтому ими гораздо легче пользоваться при работе в распределительных коробках. Конечно же, необходимо позаботиться и о надежной изоляции их ручек.

Угольные и графитовые электроды обладают сходством в главном: и у тех, и у других температура плавления более чем в 3 раза превышает температуру плавления меди. Благодаря этому обстоятельству их расход при монтаже электропроводки крайне низок. В то же время электроды нагреваются до высоких температур практически мгновенно, поэтому существует опасность перегрева свариваемого материала, что может привести к нарушению изоляции в кабелях. Все эти факторы необходимо учитывать сварщику, чтобы быть достаточно расторопным при выполнении работы, ведь нескольких мгновений хватит и для того, чтобы надежно скрепить скрутку, и для того, чтобы привести в негодность часть проводки.

Технология сварки проводов

Технология сварки электропроводки основана на расплавлении токоведущих жил и их дальнейшем сплавлении друг с другом. Весь процесс протекает при высоких температурах порядка 1000°C, когда металл проводников находится в жидком состоянии. Нагрев осуществляется с помощью электрического тока в десятки и даже сотни ампер.

Достоинства и недостатки графита

Графитированные электроды способны проводить ток, не плавясь при этом, что случается с проволокой из иных материалов. В этом заключается главная отличительная особенность таких изделий. Электроды из графита выпускаются с наконечниками разных форм и длины, бывают обычными или омедненными.

Опишем наиболее выгодные характеристики электродов данного вида:

• доступная стоимость, широка распространенность;
• экономичный расход;
• материал, из которого создают стержень, не прилипает к соединяемым деталям;
• способность быстро разогреваться до температуры плавления металла;
• для разжигания дуги при работе инвертором потребуется ток в 5-10 А.

Также следует отметить, что сварной шов на медных проводах, изготовленный с применением графитовых электродов своими руками, получается стойким к коррозии, высоким температурам, но сама проволока при этом не склонна к образованию трещин при выполнении работы.

Таблица режимов сварки графитовыми электродами.

С их помощью можно сварить медностержень или алюминиевые провода, но у графитовых сварочных электродов существует несколько недостатков, чего не стоит забывать:

• соединение сваркой с применением графитовых стержней отличается сложностью, поскольку они имеют маленький диаметр ‒ 6 мм;
• эксплуатационные параметры соединяемых деталей могут ухудшиться в связи с повышенной концентрацией углерода в металле, которую провоцирует применение графитовых стержней;
• электроды из графита с определенным видом наконечника нужны для выполнения узкого списка операций, поэтому важно подбирать разные виды такой детали для стержней при выполнении разных видов работ;

Что потребуется для изготовления сварочного мини-аппарата

Деталей, как и инструмента, для изготовления такого аппарата понадобится минимум.

Помимо отвёртки, плоскогубцев и бокорезов необходимо будет подготовить:

• 2 небольших отрезка тонкого сварочного кабеля;
• обычную отработавшую свой век батарейку;
• клемму с винтовыми зажимами;
• рабочий аккумулятор от автомобиля на 12 в.

Наверняка подобный «набор» найдётся в любом гараже. Что касается времени, то вся работа займёт не более получаса.

Использование инвертора

Медные провода, наиболее распространенные в жилых домах, соединяют несколькими способами, но самым надежным считается сварка. В результате такого соединения получается однородный проводник, что обеспечивает полную пожаробезопасность.

Сварка осуществляется постоянным или переменным током напряжением от 12 до 36 В, при этом должна быть регулировка сварного тока. Этим требованиям соответствует большая часть сварочных инверторов.

Выпускают специальный аппарат для сварки медных проводов, которым пользуются электрики. Он имеет мощность в пределах 1-1,5 кВт и регулировку сварочного тока в диапазоне от 30 до 120 А.

В отличие от обычных инверторов, оборудование имеет меньшую массу и габариты, кроме этого концы сварочных кабелей оснащены специальным держаком для угольных электродов и зажимом с большой поверхностью прижима проводников.

Если в хозяйстве уже имеется инверторный сварочный аппарат, то специальный прибор для сварки медной проволоки можно не покупать.

Для удобства к сварочным кабелям с помощью сварки приваривают или прикрепляют через болтовое соединение пассатижи и держак для электрода. Роль держателя угольного электрода может играть любой мощный зажим. Предварительно его ручки нужно заизолировать.

Пассатижи крепятся к проводу «масса». Ими будут держаться за скрутку свариваемых медных проводников, при этом они будут выполнять важную функцию теплоотвода. Это необходимо для предохранения изоляции от воздействия высокой температуры.

Особенности процесса

Электроды, сделанные из угля, отличатся от металлических тем, что относятся к неплавким. Это значит, что при сварке они играют роль проводника электричества, но не становятся частью сварочной ванны.

В ходе работы угольные стержни разогреваются до очень высокой температуры. А если продолжать нагрев, то практически сразу из расплавленного состояния они перейдут в состояние кипения (к слову, уголь кипит при температуре 4200 °C).

Из-за особенностей материала использовать в процессе сварки можно только постоянный электрический ток прямой полярности. Соответственно, минус (катод) здесь должен находиться на электроде, а плюс (анод) на металлической поверхности изделия.

При работе с угольными электродами сварщику, как правило, требуются присадочные элементы. При этом сваривать можно двумя путями:

• слева направо (в таком случае присадка оказывается позади электрода);
• справа налево (впереди находится присадка).

Интересно, что при сварке слева направо тепловая энергия используется эффективнее, и это позволяет увеличить скорость работы. Однако на практике чаще можно встретить технологию «справа налево» – она привычней.

В некоторых ситуациях можно обойтись и без присадки, например, при отбортовке тонких металлических изделий или при сварке угловых стыков. Причём если использовать угольный электрод без присадок для соединения металлических листов, имеющих толщину до 3 мм, то производительность будет на порядок больше, чем при сварке с иными электропроводниками.

Регулирование силы тока во время сварки

Регулировка тока вовремя сварки проводов происходит в приделе от 30 до 120 ампер (в этом диапазоне работает большинство инверторных сварочных аппаратов). В любом случае вам придется подбирать опытным путем точный ток сварки, так как:

1. Каждый инвертор имеет свои особенности.
2. Напряжение вашей сети может не соответствовать 220 Вольтам.
3. Химический состав медных жил проводов может отличаться из-за разных производителей.
4. К тому же вам не помешает потренироваться, чтобы работа прошла как можно качественнее и быстрее.

Вам необходимо знать значения силы тока, при которых производится соединение жил проводов, имеющих различное сечение:

• во время сваривания двух жил диаметром 1,5 мм 2 , инвертор необходимо настроить на 70 ампер;
• три провода этого же сечения сваривается при отметке тока на инверторе от 81 до 91 ампер;
• сила тока для сварки трех жил диаметром 2,5 мм 2 необходима в диапазоне от 81 до 101 ампера;
• четыре жилы по 2,5 квадратных миллиметра свариваются с выставленным диапазоном силы тока от 101 до 121 ампера.

Трубчатые электроды.

Основным отличием трубчатых электродов, в полном соответствии с их названием, является то, что центральным плавящимся элементом выступает не цельнотелый стержень, а полая толстостенная трубка. Металл трубки служит проводником для создания разогревающей электрической дуги, а по каналу трубки подаётся кислород, окисляющий металл в месте разреза и обеспечивающий его сгорание и выдувание из разреза (рис.2). Трубчатые электроды широко применяются, в частности, для резки металла в подводных условиях. Они бывают двух видов — стальные и карборундовые, и отличаются по диаметру, длине, и, соответственно, времени горения.

Применение трубчатых электродов имеет свои недостатки — это и более высокая стоимость самих электродов, и их более быстрая, в сравнении с цельнометаллическими, скорость сгорания. Кроме того, кислород, подаваемый непосредственно через канал электрода, создаёт помехи для стабильного горения электрической дуги. В связи с этим также получил распространение вид электродов для кислородно-дуговой резки металла, у которых сплошной стержень, а отдельный канал для подвода кислорода присоединён к нему.

Почему не получится паяльником

Паяльником сварить провода не получится. Сварка и пайка — это вещи абсолютно разные. При спаивании проводники соединяются посредством припоя. Он затекает между токоведущими жилами и играет роль электропроводящего клея. При сваривании контакт получается иным образом. Проводники расплавляются и, находясь в жидком виде, смешиваются друг с другом. Полученное соединение на порядок надежнее пайки.

Графитовые электроды для сварки

Состав – графит, углеродное вещество темно-серого цвета с металлическим отблеском. Мягкий материал позволяет легко разрезать элементы. Графитовые электроды для сварки показывают лучший итог по сравнению с угольными.

• Графитовый электрод остается целым во время сварочного процесса;
• Стоимость ниже угольного;
• Подходят к инверторным сварочным аппаратам, оборудованным регулированием силы тока;
• Соединение проводов сваркой графитового стержня отличается прочностью, надежностью;
• Сварка графитовым электродом обеспечивает сопротивляемость металла к окислению.
• Низкий расход при сварочных работах благодаря высокой температуре плавления (выше, чем у меди в четыре раза);
• При сваривании проводов графитовым электродом возможно заменить его подручными графитовыми изделиями (графитовый стержень, щетки коллекторных двигателей, стержни батареек);
• Отсутствие омеднения графитовых заменителей решается применением зажима «крокодил» для электрода вместо стандартных держателей, также «крокодил» применяется для соединения массы.
• Сварка проводов в распределительной коробке своими руками с данными зажимами удобнее из-за их меньших габаритов.

Разборка батарейки, и как это сделать правильно

Для сегодняшнего примера неспроста были взяты две батарейки. Дело в том, что при отсутствии опыта, разбирая элемент, можно легко повредить графитовый стержень, а именно он и нужен для изготовления сварочного мини-аппарата.

Разбирать батарейку следует с плюсовой стороны. Сначала бокорезами снимается внешняя жестяная оболочка, под которой будет ещё одна. У различных батареек они отличаются. К примеру, у самой простейшей, солевой, эта оболочка изготовлена из цинка. Однако сейчас это не имеет значения. Основная задача – это добраться до графитового стержня.

Очень важно при подобной работе соблюдать элементарные правила безопасности. Нелишней будет перчатка, хотя бы на руке, которая держит гальванический элемент. Даже при отсутствии опасности ожогов руки после работы попросту не придётся отмывать от графита.

Извлечение графитового стержня

После того как оболочка гальванического элемента удалена, с плюсовой стороны требуется снять жестяную пластинку и пластиковое уплотнительное кольцо. Таким образом графитовый стержень немного освободится. Он будет торчать примерно на 2 мм, этого вполне достаточно, чтобы подцепить его. Следует отметить, что здесь потребуется действовать очень осторожно. Вытаскивается он при помощи плоскогубцев с небольшим вращением. Но если переусердствовать, стержень вполне может раскрошиться.

ФОТО: YouTube.com Графитовый стержень немного торчит, можно попробовать его вытащить

Что делать, если стержень не вытаскивается

Бывают случаи, когда вытащить стержень не представляется возможным. В этом случае следует поступить следующим образом. При помощи тех же бокорезов необходимо аккуратно разорвать оставшуюся на гальваническом элементе оболочку, после чего полностью разобрать батарейку. При подобной работе нужно быть готовым к тому, что будет много мусора, который непросто удалить с поверхностей. Поэтому лучше заранее расстелить плёнку или газету на столе либо верстаке. По окончании разборки подложку можно будет просто свернуть и выбросить.

ФОТО: YouTube.com Именно этот графитовый стержень и требуется для дальнейшей работы

Применение в домашних мастерских

Для работы с угольными электродами в домашних условиях подойдёт стандартный элекродуговой сварочный аппарат. Так как теплопроводность угольных стержней мала, можно создавать дугу при силе тока всего в 3-5 Ампер.

Причём эта электродуга при необходимости вытягивается в длину в 30-50 миллиметров. Электрод испаряется медленно и не липнет к металлу, поэтому вести угольную дугу по направлению будущего шва достаточно легко.

Навыки, нужные для выполнения простых работ (таких как сварка проводов, сварка тонких металлических пластин и так далее), приобретаются в данном случае очень быстро.

Варить домашним мастерам следует не на улице, а строго в закрытых помещениях. Угольная дуга реагирует на дуновения ветра, газовые потоки, магнитные поля и другие воздействия.

Чтобы не тратить время на перестановку электрода в держателе и чтобы он не слишком нагревался при сварке, его можно заранее заточить с обоих концов. Когда один конец перегреется, электродержатель поворачивается на 180 °, и сварка продолжается другим концом.

Мастерам, у которых в наличии не слишком много расходных материалов, следует воспользоваться данным советом.

Угольные и графитовые электроды некоторые специалисты используют, чтобы варить медные шины на трансформаторных подстанциях. А в домашних кустарных мастерских такими электродами можно, например, сваривать медные провода.

Хорошим присадочным материалом в данной ситуации станут бронзовые прутки. Диаметры таких прутков подбираются в зависимости от толщины свариваемых деталей и рассчитываются по специальным формулам.

Вдобавок ко всему угольными электродами можно выполнять не только сварочные работы, но и операции по резке металлических изделий.

Требования техники безопасности при сварке графитом

Графитовый электрод позволяет создавать надежные соединения деталей разного рода металлоконструкций, но сварку крайне важно осуществлять с учетом норм безопасности.

Схема сварки меди с использованием графитового электрода.

Опишем их подробно:

• ток, подающийся к сварочным кабелям, обязательно следует отключить перед началом работы, дабы предостеречь себя от удара током;
• операции при помощи сварного аппарата нужно выполнять только в специальной одежде, обуви и с применением средств индивидуальной защиты, которые помогут уберечь глаза, руки и кожу тела от ожогов;
• место выполнения работ очищают от легко воспламеняющихся предметов, что позволит избежать риска возникновения пожара;
• после сваривания одной скрутки важно подождать, пока она остынет, и только тогда переходить к работе с последующей;
• чрезмерная спешка и нежелание выждать время, пока остынет первая скрутка, может привести к ожогу на теле сварщика;
• скрутки изолируют после сварки при помощи термоусадочной трубки, изолентой.

Если не придерживаться требований безопасности, описанных выше, при выполнении сварочных работ с графитовыми стержнями, можно получить ожог кожи, сетчатки глаз и т.п.

Различия угольных и графитовых электродов

Сварка угольным электродом с подачей присадочного металла в дугу: а — «левый» способ; б — «правый» способ.

Несмотря на схожесть угольных и графитовых стержней в области применения, характеристики их несколько различаются:

1. Первое различие – цена. Графитовые изделия более доступны.
2. Если стержни из угля абсолютно черные, то электроды из графита обладают темно-серым цветом с металлическим отливом.
3. Сварка угольным электродом требует от сварщика определенного опыта, так как этот стержень создает дугу очень высокой температуры, которая может стать причиной разрушения скрутки. В то же время высокие температурные значения достигаются при минимальном токе, поэтому электроды из угля пригодятся обладателям слабых трансформаторных устройств.
4. Владельцам инверторных аппаратов, оснащенных регуляторами силы тока, лучше использовать графитовые стержни. Они менее требовательны к квалификации мастера. Кроме того, сварное соединение после их использования отличается лучшим качеством, большей прочностью, повышенной сопротивляемостью к окислению, нежели после сварки углем.

Изготовление мини-сварочника из использованной батарейки

Для дальнейшей работы понадобится рабочий заряженный автомобильный аккумулятор. Он необязательно должен быть новым. Ёмкость также значения не имеет, но следует понимать, что если он своё отработал (хотя заряд ещё немного держит), то этот параметр всё же сыграет роль. В этом случае более высокая ёмкость в приоритете.

Ещё один нюанс. Чем больше размер аккумулятора, тем меньше он будет греться при работе. Хотя сварочный мини-аппарат и не предназначается для долгой работы, всё же на это тоже стоит обратить внимание.

Для питания сварочного мини-аппарата требуется аккумулятор с выходом 12 в

Изготовление электрода из графитового стержня от батарейки

Теперь необходимо изготовить электрод для мини-сварочника. Для этого графитовый стержень от гальванического элемента зажимается при помощи клеммника с винтами, соединяясь со сварочным кабелем. Зажимные винты при этом следует основательно протянуть, чтобы был максимально плотный контакт. Однако и здесь «палка о двух концах». Если при затяжке винтов переусердствовать, графит попросту раскрошится.

ФОТО: YouTube.com Электрод готов, можно приступать к финальной стадии сборки

Финальный этап сборки сварочного мини-аппарата

Остаётся пара финальных штрихов, и аппарат будет полностью готов. На верстаке укладывается стальной лист, на котором будут производиться испытания, рядом устанавливается заряженный аккумулятор. К его плюсовой клемме подключается сварочный кабель с зафиксированным на нём электродом. Второй отрезок кабеля подключается к минусовой клемме АКБ – это будет масса. Здесь очень важно не перепутать полярность. В противном случае электрод будет прилипать к металлу, ни о какой нормальной сварке можно не говорить.

ФОТО: YouTube.com Сварочный мини-аппарат готов к первичным испытаниям

Контактный способ

Кроме использования инвертора для сварки медных проводов может применяться и точечная контактная сварка, время сваривания которой не превышает 1-2 секунд.

В домашних условиях для соединения бытовой электропроводки можно воспользоваться обычным трансформатором мощностью 500 Вт с напряжением во вторичной обмотке 12-36 В. Присоединив к вторичной обмотке держак для электрода и медных проводов, получим простой сварочный аппарат.

В зависимости от сечения и количества медных проводов экспериментально установлено, что ток для сварки должен быть:

• для 2-х проводов сечением 1,5 мм2 – 70 А;
• 3-х сечением 1,5 мм2 – 80 А;
• 3-х сечением 2,5 мм2 – 90-100 А;
• 4-х сечением 2,5 мм2 – 100-120 А.

Однако значения тока могут сильно различаться в зависимости от используемого кабеля и его производителя. Дело в том, что производители кабельной продукции используют медные провода с различными примесями, что влияет на электро и теплопроводность, сечения проводов иногда не соответствуют заявленным характеристикам.

Поэтому точечная сварка проводиться только после того, как отрегулирован оптимальный сварочный ток на обрезках такого же кабеля, который предстоит варить.

Как необходимо сваривать жильные скрутки

Чтобы не допустить возможное расплавление изоляции провода, к основанию свариваемой скрутки надо прикрепить радиатор, выполненный из металла. Отводить тепло от скрутки вам поможет зажим с большой площадью контакта, улучшающей процесс теплообмена. Лучше всего, чтобы радиатор был выполнен из меди, так как у этого металла высокая теплоотдача.

Перед началом самого процесса сваривания жил проводов, необходимо провести подготовительные работы, которые включают в себя процесс освобождения проводов от изоляции и оболочки. Длина при этом оголенных жил должна быть примерно 100 миллиметров, в этом случае скрутка будет не более 50 миллиметров.

Во время скручивания жил необходимо добиться их плотного прилегания друг к другу. При этом торцы жил должны быть на одном уровне, иначе при сваривании жила одного из проводов может оказаться за пределами сварного шва. Если после сварки один конец жилы получился длиннее остальных, его необходимо откусить с помощью бокорезов.

Вблизи сделанного вами радиатора к скрутке необходимо прикрепить зажим «массы или минуса», после этого поднесите к кончику жил электрод. Контакт электрода с жилами не должен превышать по времени двух секунд. После прерывания контакта на скрутке образуется сферической формы небольшой наплыв. Также свариваются и остальные скрутки жил проводов.

Работа с алюминием

Угольными электродами соединяют даже алюминиевые изделия, которые традиционно считаются сложными для сваривания. Алюминий обладает малой плотностью, значительной теплопроводностью и стойкостью к коррозии.

Плавится этот металл при температуре 660 °C, к тому же он достаточно хорошо сочетается с кислородом, из-за чего покрывается плёнкой окиси алюминия (химическая формула – Al2O3).

Наличие такой плёнки, а также лёгкость образования трещинок и пор в металле шва – главные трудности, с которыми сталкиваются при сварке алюминия. Но применение угольных электродов позволяет справляться с ними.

В частности, именно такой способ используют для соединения алюминиевых шин в цехах электролиза. Сваривают шины традиционно встык на подкладке из графита или алюминия.

По бокам шин монтируют графитовые пластины с вырезами напротив шва. Данные вырезы дают возможность вывести конечную и начальную точку шва за границы рабочего сечения.

При сварке алюминиевых поверхностей угольной дуговой сваркой присадочным материалом служит проволока или пруток из того же металла. Для того чтобы окисная плёнка не мешала и не повлияла на результат, на кромки шва добавляют флюс марки АФ-4А, который представляет собой однородный мелкодисперсный порошок белого цвета.

Подготовительные работы

Перед началом работы с проводами нужно еще раз проверить отсутствие на них напряжения.

Для дальнейшей работы понадобятся нож или специальные разделочные приспособления, наждачная шкурка, растворитель, плоскогубцы или пассатижи, изоляционная лента или термоусадочная трубка. Если для изоляции применяется термоусадочная трубка, очень удобно использовать фен, дающий плотное облегание пленкой.

Для получения качественного соединения проводится подготовительная работа в такой последовательности:

• с жилы бережно снимают участок изоляционного покрытия не менее 7 см для жилы сечением 1,5 мм². Если провода толще, то на каждые 0,5 мм² диаметра жилы убавляют 5 мм изоляции. Разделку проводят вдоль проводника ножом или специальным инструментом — стриппером;
• оголенные участки провода зачищают наждачной шкуркой;
• поверхность проводников обезжиривают ацетоном или уайт-спиритом;
• аккуратно, чтобы не повредить провода, скручивают их в жгутик руками или плоскогубцами, стараясь обеспечить их плотное прилегание друг к другу;
• кусачками или монтажными ножницами отрезают кончик жгута для выравнивания жил.

Сварочный аппарат для меди

Основные агрегаты определены как полуавтоматические, автоматические, аргонные, инверторные агрегаты. Каждый из аппаратов выполняет работы различным способом производства, оснащен отличительными характеристиками.

1. Соединение медных пластин может осуществляться аргонной средой органами вольфрамового типа. Инверторы современного типа питаются от бытовой сети, оснащены автономной системой охлаждения, имеют малый вес.
2. С проволокой применяется полуавтоматические установки. Существуют различные узлы, в том числе и отечественные, не уступающие импортным аналогам по производительности.
3. Медные провода также соединяются инвертором, основной особенностью является экономичность, низкое потребление электроэнергии. Защита от залипания, горячий старт позволят действовать начинающему мастеру без предварительного обучения.

Самодельный сварочный аппарат для сварки угольными электродами

При домашнем использовании наилучшим выбором является агрегат мощностью до 3,5 кВт. Выдаваемой мощности достаточно для соединения меди толщиной 5 мм. Низко ресурсные механизмы не навредят бытовой электросети, предотвратят выход из строя приборов.

Подведем итоги

Графитированный электрод ‒ популярный расходный материал, применяемый для выполнения сварных соединений проводов из разных металлов: меди, алюминия, стали, чугуна и т.п.

Работать с графитовыми стержнями непросто, но при достаточном уровне мастерства сварные швы получаются долговечными, стойкими к коррозии, высоким температурам, иным негативным факторам извне.

Сваривание алюминиевой проводки

Графитовый электрод одинаково хорошо подходит для сваривания как медной, так и алюминиевой проводки. Работы по соединению алюминиевых жил выполняются под флюсом – защитным порошком, который при нагревании образует газовую защитную среду. Благодаря применению флюса сварные стыки защищены от контакта с кислородом и не окисляются в процессе работ.

Сила тока выставляется на оптимальное значение. Ток выпрямляется, проходя через диодный мост и фильтр пульсаций. Справедливости ради нужно отметить, что некоторые опытные специалисты могут выполнить такие работы переменным током. Им вовсе не обязательно подбирать нужные параметры опытным путем для выполнения работы. Но при этом качество соединения будет хуже, чем в случае применения постоянного тока.

Инструменты и материалы для сварки

Одного сварочника недостаточно для того, чтобы выполнить качественное соединение проводов. Полный список всего необходимого выглядит следующим образом:

1. Сварочный аппарат. Инверторный или трансформаторный.
2. Электроды. Медно-графитовые покупные или самодельные.
3. Средства защиты. Очки, перчатки.
4. Ручной инструмент. Пассатижи, кусачки.

Сварочный аппарат

Сварочный аппарат преобразует напряжение из сети в безопасное для здоровья. Дополнительно он создает гальваническую развязку между человеком и розеткой.

Графитовые электроды

Медно-графитовые и угольные стержни выдерживают огромные температуры. В процессе работы они нередко раскаляются добела. При этом сам электрод практически не разрушается. Работая с ними, следует быть осторожным. Графит — материал хрупкий. Электрод способен треснуть от случайного удара о твердую поверхность. Купить новый в ближайшем магазине не получится.

Средства индивидуальной защиты

При сварке проводов появляется ряд опасных для здоровья факторов. Наиболее весомые из них таковы:

1. Яркое излучение от электродов. Для защиты от вспышек принято использовать сварочные маски или очки. Они защитят глаза от слишком сильного светового излучения дуги, а лицо от возможных искр.
2. Высокая температура сварки свыше 1300°C. Здесь пригодятся перчатки из негорючих материалов. Обжечь может не столько прикосновение к раскаленному металлу, сколько его брызги и искры.
3. Риск поражения электрическим током. Подобные устройства для сварки работают от розетки. Не всегда с ними обращаются достаточно аккуратно. Поэтому возможно повреждение изоляции и попадание корпуса аппарата или его вторичной обмотки под потенциал сети. Для защиты от этого фактора пригодятся знания в электрике, технике безопасности и здравый смысл.

Прочий инструмент для сварки проводов

Из ручного инструмента пригодятся пассатижи, кусачки и нож. Возможно, понадобится и другой инструмент, но его уже каждый выбирает исходя из собственной технологии сварки проводов. Пассатижи нужны, чтобы держать спаиваемую скрутку. Кусачки — чтобы подрезать ее до нужной длины. Нож — для снятия изоляции с проводов. По сути, все перечисленное возможно сделать одними только пассатижами, но это будет не так удобно, как использовать отдельный инструмент для каждой операции.

Дополнительная информация. Возможно немного схитрить. Один из проводов выходной обмотки нужно подключить к старым ненужным пассатижам. Для этого к ним приваривается винт. Затем с помощью гаек и медного наконечника на винт подключается провод от трансформатора. Во время работы свариваемые провода удерживаются этими же пассатижами.

Некоторые правила техники безопасности при работе с графитовым электродом

В зависимости от толщины и длины проводов нагрев графитового электрода может отличаться. Однако в любом случае при сварке металлических элементов стоит подумать о защите глаз. Конечно, сварочная маска здесь совершенно не к месту, а вот тёмные защитные очки, используемые при сварке аргоном, не помешают. Ведь яркость светового потока от раскалённого графитового электрода может быть очень сильной.

ФОТО: YouTube.com Стоит подумать о защите глаз при работе с графитовым электродом

Порядок действий

При сварке проводов своими руками порядок действий будет следующий. Сначала нужно освободить от изоляции концы свариваемых проводников на расстояние 8-10 см.

При снятии изоляции нельзя допустить повреждения жил провода. Перед скруткой их необходимо зачистить наждачной бумагой и протереть ацетоном для обезжиривания.

Затем соединяемые медные провода скручивают и концы обрезают кусачками, чтобы торец скрутки был плоским. В результате должен получиться пучок длиной около 5 см.

Подготовительные работы на этом заканчиваются, и начинается непосредственно сварка. К скрутке присоединяют зажим массы включенного сварочного аппарата, а к торцу скрученных проводников подносится графитовый или угольный электрод, который держится на конце второго сварочного провода с помощью специального держателя.

В итоге происходит короткое замыкание с образованием электрической дуги. Ее энергии достаточно, чтобы за 1-2 секунды расплавить концы медных проводников.

На конце скрутки образуется расплавленная капля меди, ей нужно дать время на остывание. После этого место скрутки изолируют лентой или термоусадочной трубкой (трубку надо надеть заранее).

Сварочное соединение получается высокого качества, по электрическим характеристикам оно не отличается от параметров всего медного провода, и прослужит не меньше, чем он.

Электроды для меди

Но не напороться на ряд таких трудностей тоже возможно, для этого вам пригодиться электрод из меди, они широко используются, подходят для сварки таких металлов.

То есть вы можете использовать их не только для металла медного, но и для других как например, латук или бронза. Сварка электродами из меди делает процесс сварки комфортным и более качественным.

Наша статья о тех видах и марках сварок, что сейчас существуют на рынке, так же о том как можно из качественно применить в дуговой сварке.

• Названия электродов

1. ZELLER 390
2. ESAB OK 94.55
3. ESAB OK 94.35
4. ESAB OK 94.25
5. OЗМ -2
6. ОЗБ -3

• Комсомолец-100
• Нюансы эксплуатации
• Итог

Специфика сварочных работ с алюминиевыми проводами

Самым надежным способом сварки торца скрутки считается точечный метод. Преимущество этого способа заключается в том, что при сварочных работах происходит слияние металла проводников. И если при других вариантах может возникнуть переходное сопротивление площади контакта, то при точечном режиме этого не происходит. Соединенные электросваркой провода долговечны, их не требуется периодически обслуживать, осматривать и ремонтировать.

Возможные осложнения работы

При работе с кабелем из алюминия возникает ряд трудностей:

Сварка алюминиевых проводов

• Осуществить качественное соединение сложно из-за оксидной пленки, стремительно образующейся на металле. Это мешает получить однородное соединение проводков.
• Повышенная текучесть алюминия в расплавленном состоянии мешает добиться хорошего качества шва при сварке плотного соединения.
• Следует учесть усадку металла. Но полученный результат всегда допустимо улучшить при помощи дополнительной обработки скрутки.

Осуществлять действия с алюминиевым кабелем дома — сложная задача. Следует точно выбрать правильный сварочный режим. Бытует ошибочное мнение, что у инверторов постоянное выходное напряжение.

На самом деле устройство оснащено регулировкой силы электротока и напряжение можно понизить, в зависимости от диаметра провода:

Напряжение, B	Диаметр проводков, мм
25	0,5–1,0
20	0,3–0,5
12	0,1–0,3
10	0,05–0,1

А также следует правильно подобрать диаметр электрода, в зависимости от площади сердечника:

Толщина металла, мм	1–3	3–4	4–5	5–6	6–8	8–11	12–15	15–18
Диаметр сварочного электрода, мм	1,0–1,5	1,6–2,0	2,0–2,4	2,5–3,1	3,2–3,9	4,0–4,9	5,0–5,9	6,0 и более
Рекомендуемые значения тока, A	20–60	50–90	60–100	80–120	110–150	140–180	180–220	220–260

Величина сварочного электротока варьируется в зависимости от количества проводов и их диаметра:

Величина тока, A	Количество проводков	Сечение провода, мм
70	2	1,5
80	3	1,5
100	2	2,5
120	4	2,5

При сварочных работах с переменным электротоком тяжело добиться хорошего результата и требуется немало мастерства, чтобы получить качественное соединение. Именно поэтому непрофессионалу потребуется хороший аппарат для освоения азов.

Видео по теме: Простой способ сварки скруток

Публикации по теме

Как самостоятельно выполнить ремонт сварочных аппаратов инверторного типа

Особенности сварки инвертором тонкого металла

Способы варки нержавейки инвертором в домашних условиях

Как правильно варить скрутку кабеля

Одной из первостепенных задач при сваривании скрутки является защита изоляции кабеля от плавления. Универсальное решение заключается в том, что к месту выхода скрутки с изоляции подсоединяется металлический радиатор. Желательно, чтобы он был медным, тогда обеспечивается максимально возможная теплопроводность и наибольший отток избыточного тепла. Точно такой же эффект гарантирован при увеличении площади контакта между радиатором и проводкой.

Перед началом сваривания скрутки требуется выполнения небольшого объема подготовительных работ. Если на изоляции есть лаковое покрытие, то его следует удалить. Скручивать жилы между собой следует максимально плотно. Важно, чтобы они очень тесно контактировали. Оптимальной считается длина скрутки порядка 5-6 сантиметров. Концы жил обрезаются на одинаковом расстоянии, чтобы обе части скрутки попадали в зону сварки.

В том месте, где радиатор контактирует с проводкой, подключается масса. Остается поднести электрод к краю скрутки. Контакт должен быть коротким. Вполне достаточно одной секунды, чтобы на краю скрутки сформировался омедненный шарик из расплава металлов. Точно так же свариваются и другие участки скрутки: методом кратковременного замыкания цепи при помощи графитового электрода.

Как сваривать скрутки?

Чтобы предотвратить возможное оплавление изоляции кабеля, к основанию скрутки необходимо прикрепить металлический радиатор. Отводить избыток тепла от скрутки поможет зажим с большой поверхностью, улучшающей теплообмен. Желательно, чтобы радиатор был сделан из меди, так как у нее высокая теплопроводность.

Правила техники безопасности при сварочных работах.

Процесс сваривания скрутки предваряет подготовительный этап, во время которого провода освобождаются от оболочек и изоляции. Длина оголенных сердечников должна быть не менее 10 см, тогда скрутка получится не короче 5 см.

Скручивая проводки, необходимо добиться, чтобы они как можно плотнее прилегали друг к другу. Также нужно следить за тем, чтобы их торцы в результате оказались на одном уровне, иначе какой-нибудь из проводков окажется вне сварного соединения. При необходимости конец скрутки откусывается бокорезами.

Вблизи радиатора к скрутке прикрепляется зажим «массы», после чего к кончику проводков подносится электрод. Время контакта не должно превышать 2 секунд. После его прерывания на скрутке получается небольшой наплыв сферической формы. Таким же образом свариваются остальные скрутки.

Технология сварки

Чтобы не допустить оплавления изоляции медного кабеля, нужно к основанию скрутки подсоединить металлический радиатор. Отведение лишней тепловой энергии от скрутки будет осуществлять зажим с плоскостью большей площади, за счет которой и происходит тепловой обмен.

Сварка медных электродов предполагает предварительную подготовку:

• Провода необходимо зачистить — снять оболочку, изоляционный слой. При этом длина оголенных проводов должна получиться не меньше 10 см, в результате сама скрутка будет не меньше 5 см.

При скрутке оголенных проводов нужно добиваться максимальной плотности их соприкосновения. Торцы должны в итоге находиться на одинаковом уровне, чтобы случайно один из проводов не оказался вне соединения. Если нужно, конец скрутки можно откусить плоскогубцами.

К скрутке возле радиатора подсоединяется зажим-масса, к окончаниям свариваемых проводов подносится электрод. Для контактной сварки период контакта должен составлять не более двух секунд. В результате такой пайки на скрутке формируется небольшой наплыв, имеющий сферическую форму. Аналогично соединяются следующие скрутки. Одним из самых надежных способов соединения проводов из меди считается ручная дуговая сварка медными электродами, предназначенными для сварки. Главное преимущество этой технологии — максимальное приближение значения сопротивления на участке соединения к сопротивлению свариваемого материала. Благодаря отсутствию коррозии соединение получается высочайшего качества, с достаточно продолжительным эксплуатационным периодом.

Сварка термитной смесью

Термитная сварка применяется редко. Ее используют на проводах большого сечения и только на открытом воздухе. Свариваемые провода помещаются в огнеупорный стакан. В него засыпается термит — порошок из алюминия и оксида железа. Смесь поджигается и горит при температуре 2300-2700°C. Жар расплавляет провода и сваривает их между собой.

Способ не годится для неподготовленного человека и неприменим в домашних условиях. Он крайне пожароопасен. При горении термитной смеси выделяются вредные газы. Из огнеупорного стакана вылетают раскаленные искры и капли металла.

Рекомендованные режимы сварочного тока для разных проводников

Величина сварочного тока зависит от размера сечения и количества жил в скрутке: чем толще скрученный жгут, тем большее значение силы тока нужно выставить на сварочном аппарате:

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

Указанные режимы сварочного тока являются ориентировочными. У разных производителей провода отличаются по химическому составу и заявленному сечению, сварочные приборы также отличаются своими характеристиками. Поэтому величину сварочного тока лучше подбирать практически на небольшом отрезке того же провода. Оптимальным при подборе режима опытным путем будет тот, когда дуга устойчива, а кончик электрода не клеится к месту сварки.

Техника безопасности

Применение угольных (графитовых) электродов дает возможность получать надежные соединения металлов и создавать долговечные изделия. Важно во время выполнения работ придерживаться правил техники безопасности. Наиболее значимые из них:

• Подающийся к кабелям ток при завершении выполнения операций необходимо отключить. Это исключит случайное поражение электрическим разрядом в случае непреднамеренного прикосновения к неизолированному участку проводки.
• Сварочные работы следует выполнять только в специальной защитной одежде и обуви. Помимо этого, необходимо использовать средства индивидуальной защиты – маску, рукавица, отвороты и т.д., которые помогают уберечь глаза и участки тела от ожогов.
• На месте выполнения сварочных работ не должны присутствовать легковоспламеняющиеся материалы. Именно они становятся причиной возникновения пожаров на сварочной площадке.
• После завершения сварки скрутки нужно дать время на остывание проводки. Выждав некоторое время и убедившись, что жилы остыли, можно переходить к следующему этапу работ. Если этого не делать, то получить ожог от случайного прикосновения к горячей скрутке – дело времени.
• Сваренные скрутки по завершению работ нужно изолировать. Для этого используется изолента или термоусадочные трубки.

Скрутка проводов перед сваркой

Сварка кабелей выполняется, как правило, в распределительной коробке. Поэтому более всего она пригодна для разветвительных скруток, в которых есть один приходящий (питающий) провод и множество отходящих на розетки, выключатели и прочие потребители.

Параметры сварочного тока

Под параметрами подразумевается сила тока, напряжение и время сварки. Здесь у каждого свое мнение и понимание того, как нужно правильно настраивать дугу. Необходимое значение тока можно выставить, пользуясь инверторным сварочным аппаратом ресанта. Трансформаторные устройства подобным функционалом не обладают. Усредненные параметры для сварки проводки приведены в таблице.

Сечение свариваемых проводов, кв. мм.	Количество жил, шт.	Ток, А
1,5	2	70
1,5	3	80
2,5	2	100
2,5	4	120

Сварка обеспечивает наиболее качественное и надежное электрическое соединение проводки. Такой способ требует некоторого опыта и наличия оборудования. Однако полученный контакт будет обладать повышенной надежностью и прослужит не меньше, чем сами провода.

Для сваривания необходим мощный источник тока, графитовые электроды и средства индивидуальной защиты. Во время работы следует остерегаться ярких вспышек дуги и раскаленных электродов. Нужно учитывать и то, что устройство работает от сетевого напряжения. Поэтому необходимо соблюдать элементарные правила электробезопасности.