Сварное соединение проводов предпочтительно перед другими способами, потому что результат данного процесса – надежный, качественный контакт, обеспечивающий безотказное функционирование электрической проводки долгое время. Сварка медных проводов встречается наиболее часто, так как бытовая проводка предусматривает использование именно электропроводов из меди. Сварка проводки из меди осуществляется переменным, постоянным током (напряжение 13-36 В), предусматривается возможность регулировки тока сварочным аппаратом.
Инверторный сварочный аппарат
Инверторный аппарат обладает явными преимуществами перед другими приборами:
- Малогабаритные параметры;
- Небольшой вес;
- Регулировка параметров тока;
- Наличие переносного ремня (удобно производить работы на стремянке, в распределительной коробке);
- Устойчивая дуга, зажигающаяся при малых токах;
- Качество сварных соединений;
- Меньшее энергопотребление, не изменяющее напряжение бытовой электрической сети.
Кроме того, сварку производят трансформаторными приборами, аппаратами, станциями, устройствами, сделанными самостоятельно (при наличии определенных навыков).
Простота эксплуатации аппарата дуговой точечной электросварки скруток своими руками сделала его наиболее распространенным. Основные параметры данного оборудования:
- Ток электрической дуги;
- Напряжение сети, образующее дугу;
- Тип электрического тока (переменный, постоянный).
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.
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.
Сварочный процесс:
- 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.
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.
Электроды для сварки проводов
Выбор подходящего типа электрода определяет качество проделанной работы. Необходимо выбирать сварочные средства, оптимально отвечающие параметрам предстоящего процесса. Общая классификация данных средств, применяемых в сварочном процессе, включает электроды для:
- Легированной стали;
- Высоколегированной стали с нестандартными параметрами;
- Наплавки металла (нанесение металлического сплава, металла на поверхность предмета путем сварки плавлением);
- Цветных металлов;
- Конструкционной стали;
- Чугуна.
Покрытие электродов определяет следующую типологию:
- А – кислотное покрытие (окись железа, кремния, марганца);
- Б – основное покрытие, позволяющее производить сварку постоянным током переменной полярности. Содержит карбонад кальция, фтористый кальций;
- Ц – целлюлозное напыление создает газовую защиту при сварке (мука, соединения органического происхождения);
- Р – рутиловое (рутил, органические, минеральные составляющие) обеспечивает малый процент разбрызгивания металла, газовую защиту.
Электроды для сварки проводов:
- Угольные – электротехнический уголь;
- Графитовые – кристаллический углерод.
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.
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.
Особенности:
- 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.
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.
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.
