Содержание
Соединение сваркой алюминиевых проводов
«Правила устройства электроустановок» допускают только 3 способа соединения проводников: пайка, сварка и зажим в клеммах. Это касается и предварительно скрученных проводов в разветвительных коробках. Наилучшими электрическими характеристиками, надёжностью и долговечностью обладает однозначно сварка. Кроме того, при большом количестве соединений этот способ оказывается еще и самым быстрым и дешевым. С медными проводами вопрос решен и закрыт.
Однако, несмотря на требования 7-го издания ПУЭ о прекращении использования для электропроводки алюминиевых проводов (при сечении менее 16 кв.мм.), они все еще применяются и достаточно широко. Например, при ремонте (без полной замены) старой алюминиевой проводки. Комбинировать медь с алюминием еще хуже, чем оставить алюминий.
Таким образом, вопрос о сварке алюминия становится очень актуальным, тем более, что его физические и химические свойства затрудняют и другие способы соединения.
Самым неприятным из этих свойств является быстрое окисление алюминия на воздухе с образованием весьма прочной оксидной плёнки. Она обладает настолько большим электрическим сопротивлением, что в низковольтных приборах (микрочипах, электролитических конденсаторах и т.п.) даже используется в качестве диэлектрика.
В пружинных и винтовых соединениях (за счёт деформации основы) оксидная плёнка в момент протяжки разрушается, но переходное сопротивление контакта с такими вкраплениями оказывается все-таки повышенным, что ведёт к его нагреву со всеми вытекающими последствиями. Еще больше мешают окислы пайке и сварке.
Для борьбы с этой плёнкой при пайке может применяться механическая зачистка во время лужения долго и сложно, особенно на высоте, а при сварке – осциллирующие аппараты, работающие в атмосфере инертного газа и пробивающие оксидную пленку высоковольтными электрическими импульсами – весьма громоздкие и дорогие.
Универсальным методом для обоих типов соединений является химическое растворение плёнки специальными флюсами. Поиск оптимального состава флюса – задача непростая: он должен эффективно растворять оксид алюминия, минимально реагируя с чистым металлом (притом, что прочность, температура плавления и химическая стойкость оксида значительно выше), не выделять каких-либо вредных соединений, вызывающих коррозию окружающих предметов или слишком токсичных для человека, и так далее.
На сегодняшний день существует весьма неплохой, приемлемый для работ и на высоте, выбранный из нескольких вариантов состав флюса, который был испытан при отработке технологии сварки алюминиевых скруток с помощью аппарата сварки скруток ТС 700-2.
Флюс для сварки алюминия представляет собой белый порошок, который достаточно растворить водой до состояния сметаны и нанести путём погружения или кисточкой на конец 4-6 мм подготовленной скрутки.
Сварка производится аналогично медным проводам – примерно за 1-2 секунды подводимым снизу, к торцу скрутки угольным электродом. Для качественной сварки поверхность электрода следует периодически очищать от прикипевшей окалины и шлаков. Флюс растворяет оксидную плёнку алюминия, исключает доступ кислорода в процессе формирования капли и предотвращает прилипание электрода.
Но важно сначала потренироваться на заранее подготовленных скрутках прежде, чем приступать к сварке на ответственных объектах. Желательно, после сварки концы сваренных скруток промыть любым растворителем и покрыть любым быстросохнущим лаком с последующей их изоляцией.
Важным моментом при сварке алюминиевых скруток малых сечений является достаточно низкое напряжение дуги. Более низкая, чем у меди, температура плавления алюминия приводит к его разбрызгиванию в месте образования необходимой капли. Поэтому следует использовать аппараты с напряжением на электродах не более 20В, например, специально сконструированный для сварки в разветвительных коробках и шкафах трансформатор ТС 700-2.
В заключение (чтобы у кого-то не сложилось ошибочных впечатлений) резюмируем так: не изобретено ничего революционного. Старый проверенный способ. Просто теперь существует более эффективный флюс и более удобный и недорогой специализированный сварочный аппарат, подходящий для сварки скруток из разных материалов, что делает сварку скруток доступной даже новичкам-электрикам, после соответствующей тренировки.
Алексей Бегенеев
Аппараты для сварки медных и алюминиевых скруток Тс 700-2, используются в электромонтажной сфере.
Сварка скруток алюминиевых проводов с флюсом:
Виды сварочных аппаратов для проводов
На рынке представлены специализированные устройства для монтажа кабеля отечественного и зарубежного производства. Это аппараты для сварки скруток медных жил:
- ТС 700 производства фирмы «Призма» мощностью от 1 до 1,5 кВт предназначены для сварки меди и алюминия;
- модификация ТС 700-1 самая примитивная, сваривать скрутки до 16 мм смогут начинающие, цена 7,6 тысяч рублей;
- модель ТС-700-2 – узкопрофильная, ей пользуются электрики, монтируя толстый кабель, предельный диаметр скрутки – 24 мм, цена в пределах 9 тысяч;
- ТС 700-3 – самый мощный, продается в комплекте с двумя силовыми проводами, держателем электрода, стоимость сварочного оборудования 9,3 тысячи.
Небольшие инверторные аппараты, которые подойдут для сварки алюминиевого кабеля, медных проводов:
- «Дона» миниатюрный, работает от стандартной сети 220 В, оснащен цифровым индикатором, функцией стабилизации дуги, плавными регуляторами силы тока, цена устройства 8 тысяч рублей;
- аналогичные аппараты «Микроша» (модели 160ПНЦ и 180 ПНЦ) выдают необходимый рабочий ток, ими просто пользоваться, стоят около 8 тысяч.
Инверторный аппарат
Универсальный инвертор предназначен для многих видов работ, он подойдет для сварки алюминиевых и медных скруток.
Отечественные сварочники:
- «Ресанта» САИ-160 выдает ток в широком диапазоне от 10 до 160 А, вес устройства 4,5 кг, стоимость 6,3 тысячи;
- «Сварог» ARC 160 Easy Z213 H выдает ток в диапазоне от 10 до 160 А, весит 4 кг, работает от стандарной сети 220 В, стоит 9 тысяч.
Импортные инверторы:
- Итальянский «Quattro elementia 160 nato» 643-255 китайской сборки работает от сети 220 В. Стоит около 6 тысяч, весит без малого 5 кг.
- Американский «PFrionMax Welder DC-200 C», выпущенный китайским филиалом. Весит 4,5 кг. Оснащен ремнем для переноски, работает бесшумно. Стоимость от 7,5 до 9,6 тысяч в зависимости от комплектации.
- Немецкий «Fubag IQ 160» малогабаритный, но тяжелый, весит без малого 7 кг. Предназначен для работы от сети от 150 до 240 В, не боится «провисания» напряжения. Выдает рабочий ток от 10 до 160 ампер. Укомплектован двумя силовыми проводами, стоит 7 тысяч.
Для сварки инверторами используют омедненный угольный стержень, его еще называют медноугольный электрод. Промышленные инверторы для медных проводов крупногабаритные, тяжелые. Для работы с электрикой выбирают небольшие аппараты, работающие от сети 220 В, оснащенные ремнем для переноски. Инверторы отличаются от трансформаторов стабильной дугой, дополнительными функциями, упрощающими сварку.
Самодельные конструкции
На базе трансформаторов от старого оборудования многие сами сооружают аппараты, пригодные для сварки. Для кожуха необходима плотная коробка из огнестойкого материала, например, старый корпус от микроволновки. Некоторые умельцы монтируют схему с трансформатором и диодом на деревянной подставке. Если есть длинный кабель, для варки скрутки медных проводов применимо и такое оборудование. Варка проводится на весу, удаленность должна быть не менее 1,5 метров.
Можно использовать трансформатор любой мощности от 300 до 800 ватт, на вторичной обмотке должно быть напряжение от 12 до 36 В. Для сварки алюминиевых и медных проводов небольшого диаметра хватит 9 В. В качестве электрода, разжигающего дугу, используют угольные вкладыши пальчиковых батареек. На контакты выводят мощные провода с сечением не менее 15 мм2. Если нет толстого кабеля, скручивают 2 или три тонких провода.
Себестоимость самодельного сварочного аппарата для сварки алюминиевых и медных проводов невысокая, используют трансформаторы от микроволновых печей, другой бытовой техники. С ними нужно обращаться аккуратно, нельзя их включать в сеть для проверки без удаления родной вторичной обмотки. Мощность может достигать 2000 В. С самодельной вторичной обмоткой трансформатор безопасен, к нему можно подключать угольный карандаш и плоскогубцы для зажима скрутки.
Браться за изготовление сварочного аппарата стоит, если есть опыт сборки или ремонта электротехнических устройств.
Технология сварки медных скруток
Для сварки провод очищают на 5–7 см от конца, чтобы во время работы не повредить сварочным оборудованием изоляцию. Сердечники складывают параллельно, концами в одну сторону. Скручивают, сильно зажимают скрутку плоскогубцами. Электродом касаются кончика скрутки. За 1–2 секунды образуется шарик однородного металла. Заваренную скрутку остужают, изолируют термоусадочной трубкой или изоляционной лентой.
Перед работой нужно потренироваться на обрезках кабеля, чтобы выбрать параметры рабочего тока. Угольный электрод сначала 5 секунд прогревают, только потом направляют на скрутку. Время выдержки зависит от количества проводников, диаметра жил. Медь нельзя перекаливать до потемнения, соединение будет хрупким, способно рассыпаться при укладке провода в щиток или распределительную коробку.
При выборе сварочного аппарата, предназначенного для сварки алюминиевых и медных проводов, учитывают параметры тока. Выбирают устройства с минимальным шагом настроек. Компактные легкие инверторы можно носить на плече. Универсальные хороши тем, что ими выполняют многие виды сварочных работ.