Сварка графитовым электродом своими руками
Обновлено: 07.05.2024
Мало кто знает, но из обычной солевой батарейки и источника постоянного тока на 15-20 А, можно сделать копеечный аналог TIG сварки. При помощи которого можно варить тонкий металл с присадочной проволокой, сваривать скрутки проводов, запаивать отверстия. Если брать конкретные примеры, то вполне можно осуществить качественный ремонт оторванного крыла велосипеда, пробитого глушителя мотоцикла, заварить дырки в кастрюле и отремонтировать тому подобные дефекты.
Понадобится
- круг стальной диаметром 25 мм и длиной около 30 см;
- болгарка;
- токарный станок;
- резьбонарезной инструмент;
- винт М4 с шайбой;
- болт М6 с гайкой и 2 шайбами;
- провод с сечением 16 мм.кв. – 50 см;
- оконцеватель провода – 2 шт;
- использованные солевые батарейки.
Процесс изготовления держателя для сварки
С помощью болгарки отрезаем 30-35 см стального круга. Отмеряем 10 см от одного торца круга, и на токарном станке стачиваем этот отрезок до диаметра 10-15 мм. Из этой детали мы будем делать держатель.
Со стороны широкого торца на токарном станке просверливаем отверстие диаметром 3,3 мм глубиной 1 см. Со стороны узкого торца просверливаем отверстие диаметром 4 мм глубиной 1 см.
В отверстии диаметром 3,3 мм нарезаем резьбу М4. Берем провод с сечением около 16 мм.кв. Зачищаем с обоих торцов и присоединяем оконцеватели. Один конец провода с помощью винта и шайбы прикручиваем к отверстию круга, где нарезана резьба. Хорошо затягиваем винт.
К оконцевателю второго конца провода подсоединяем болт М6 с двумя шайбами и гайкой. Хорошо затягиваем.
Процесс изготовления электрода для сварки из батарейки
Переходим к следующему этапу. Нам понадобятся обычные солевые батарейки. Важно, чтобы батарейки не были алкалиновые!
Разбираем батарейку, и достаем графитово-угольный стержень, который очень хорошо применяется в сварочных работах.
Затачиваем графитовый стержень под конус, чтобы сварочная дуга была сфокусирована, а не рассеяна.
Сварка графитовым электродом
Вставляем стержень в свободное отверстие держателя.
Устройство готово – получился сварочный держатель для сварки угольно-графитовым электродом из батарейки.
Для самой работы понадобится сварочный аппарат или мощный трансформатор постоянного тока.
Подключаем держатель ко входу «минус» сварочного аппарата. Массу ко входу «плюс». Выставляем ограничение ток на 15 А, и начинаем сваривать металл, используя дополнительно обычную или сварочную проволоку для наплавки металла.
С самостоятельно изготовленным держателем можно сваривать любой тонколистовой металл, медные и алюминиевые провода, латунные пластины и многое другое.
Смотрите видео
Сварка графитовым электродом из батарейки - дешевая и каждому доступная замена TIG сварке
Сварка тонкого металла и скруток графитовым стержнем из батарейки
Тонкостенный металл при попытке сварки обычным электродом прожигается. Многие сварщики вообще не работают с заготовками, толщина которых меньше 2 мм, не говоря уже о 1 мм или 0,5 мм. Но и настолько тонкий металл вполне можно варить, просто для этого нужен особый электрод.
Что потребуется:
- Пальчиковая батарейка, обязательно солевая;
- бокорезы;
- наждачный станок.
Процесс изготовления графитового электрода и его использование для сварки
Чтобы сделать особый электрод, потребуется пальчиковая батарейка. Нужно разрезать ее оболочку бокорезами, и извлечь скрытый внутри графитовый стержень. Все это лучше делать в перчатках, так как содержимое батарейки далеко не полезно для кожи.
Кончик стержня нужно обточить на наждаке, чтобы им было удобнее варить.
Затем он устанавливается в зажим сварки вместо обычного электрода. Ток сварки устанавливается в пределах 10-15 Ампер.
Графитовый электрод плавит металл, от чего тот скипается. Чтобы заварить им, к примеру, отверстие, достаточно просто при разогреве заготовки прикладывать к кончику электрода дополнительно стальной прутик или проволоку. Тогда расплавленный металл растечется, и закроет его.
Когда же требуется соединить 2 заготовки, то сварка выполняется подобно использованию обычного электрода с обмазкой. Лучший результат будет, если варить точечно, подготовив перфорацию на верхней детали.
Такую сварку не оторвать.
Особенно графитовый электрод хорош для сварки скруток проводов. Просто скручиваем жилы, цепляем к ним массу, и касаемся стержнем к кончику жил. Буквально за мгновения они сварятся.
Такая скрутка уже не окислится, поэтому контакт будет безупречным.
Похожие мастер-классы
Особо интересное
«Сделай сам – своими руками» - сайт интересных самоделок, сделанных из подручных материалов и предметов в домашних условиях. Пошаговые мастер-классы с фото и описанием, технологии, лайфхаки - все, что нужно для рукоделия настоящему мастеру или просто умельцу. Поделки любой сложности, большой выбор направлений и идей для творчества.
Правила сварки медных проводов
Одной из частых причин возникновения пожаров является неисправность электропроводки. Возгорания происходят из-за нарушения изоляции или нагрева жил кабелей в местах соединения (розетках, выключателях или распределительных коробках).
Плохой контакт приводит к появлению большого переходного сопротивления, на котором выделяется тепло. Это разрушает изоляцию, становится причиной короткого замыкания и пожара.
Поэтому получение надежного качественного соединения медных проводников является обязательным условием безопасной работы любых домашних электроприборов.
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.
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.
Порядок действий
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.
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.
Используемые электроды
Для сваривания медных проводов используются угольные или графитовые электроды с омеднением. Характеристики их практически одинаковы.
Они имеют температуру плавления в три раза больше, чем у меди, благодаря этому расход электрода минимальный; легко режутся, что позволяет получать удобную для сварки длину.
Угольные электроды дают дугу более высокой температуры, чем графитовые, что позволяет использовать их при минимальных сварочных токах. Они удобны и при использовании самодельных маломощных сварочных аппаратах.
Сварку графитовыми электродами чаще используют с инверторами, имеющими регулировку тока в широком диапазоне и нетребовательны к квалификации сварщика. Кроме этого медное сварное соединение получается более высокого качества.
Внешне электроды отличаются цветом – угольные черные, а графитовые темно-серые с металлическим отливом.
Если под рукой нет фабричных электродов, то при сварке их вполне могут заменить щетки от электродвигателя или угольный стержень из старой батарейки.
Как варить угольными электродами
Дуговая сварка угольным электродом была изобретена русским инженером Николаем Бенардосом ещё в 1882 году. По сути, это старейший способ электросварки. На сегодняшний день угольные или графитовые электроды используются значительно реже, чем металлические, но всё же у них остаётся своя сфера применения.
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.
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.
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.
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.
Читайте также: