Сварка алюминиевых проводов в домашних условиях

Обновлено: 17.05.2024

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.

Аппараты для сварки медных и алюминиевых скруток Тс 700-2, используются в электромонтажной сфере.

Сварка алюминиевых проводов

Соединение проводов, согласно ПУЭ, может проводиться несколькими способами, включающих скрутку, пайку и сваривание. Сварка алюминиевых проводов является очень востребованным в промышленности процессом, так как помогает обеспечить надежность соединения. В частной сфере она практически не используется, так как нет необходимости в работах такого масштаба. Слишком тонкие провода не свариваются, а толстые встречаются только в промышленной области. Для этого может использоваться стандартный сварочный аппарат, или сварка аргоном, но все это проводится на пониженных мощностях.

Сварка алюминиевых проводов

Стоит также отметить, что крепость соединения имеет на столь большое значение, как при других типах соединения. Здесь нужно просто получить неразъемный контакт, который бы имел хорошую проводимость. Все работы проводятся при сниженных режимах, так как имеется большой риск перепалить провода. Положение усугубляет то, что при работе с данным металлом сохраняются все проблемы, которые имеет сварка алюминия, поэтому, требуется использовать все те же флюсы и современные технологии, которые помогают побороть негативные факторы, образующиеся во время данного процесса.

Свариваемость алюминиевых проводов

Когда происходит сварка алюминиевых проводов, то приходится сталкиваться с рядом определенных проблем, которые затрудняют нормальную работу. В первую очередь хорошей свариваемости мешает оксидная пленка, которая образуется с достаточно большой скоростью. Температура ее плавления в несколько раз выше температуры плавления алюминия, поэтому, она остается и на расплавленных каплях металла, что затрудняет сваривание. соединение получается неоднородным и его качество заметно снижается. Если использовать газовую защитную среду и флюс для сварки алюминиевых проводов помогает побороть данную проблему.

Второй проблемой свариваемости является повышенная жидкотекучесть алюминия в расплавленном состоянии. При расплавлении металл может просто растечься, так и не образовав плотное соединение. Трещины и поры на шве такого рода практически не образуются, но меры безопасности все же стоит применять, особенно, если использовать электроды с обмазкой, который нежно просушивать. Стоит учитывать усадку металла из-за его коэффициента расширения, но при работе с проводами итоговый результат всегда можно обработать дополнительно. Соединение должно проводиться согласно ГОСТ 10434-82.

Трудности сварки алюминиевых проводов

Сварка алюминиевых проводов в домашних условиях может оказаться достаточно сложным процессом. Здесь стоит учитывать все трудности, которые приходится испытывать при работе с алюминием, которые при тонкости проводов только усиливаются. Также влияет фактор особенностей соединения этих изделий. Ведь здесь идет работа с минимальным отрезком, так как не нужно делать шов длиной в несколько десятков сантиметров. Когда происходит сварка алюминиевых проводов, то движения должны быть точными и воздействие дугой, или другим температурным источником, на место соединения должно быть максимально коротким, чтобы не перепалить металл.

Схема сварки алюминиевых проводов аргоном

При работе со сваркой все проводится при высоких показателях температуры, так что проблема моментального расплавления тонкого металла всегда остается. Очередная сложность заключается в подборе правильного режима, так как иначе дуга может не зажечься или снова возникает проблема с перегоранием металла. Выстраивать приходится на минимальных настройках при отсутствии точного регламента режимов, поэтому, все делается на глаз.

Способы сварки проводов

Данный процесс можно осуществить при помощи нескольких технических средств. Одним из самых распространенных является аргонно-дуговая сварка. Преимущество данного способа состоит в надежной защиты от влияния внешних негативных факторов, а также в отсутствии примесей присадочной проволоки, которые могут повлиять на свойства электропроводности. Здесь получается сварка алюминиевых проводов угольным электродом, которые не плавится и создает шов соединения из металла самой заготовки.

Также может осуществляться сваривание плавкими электродами с обмоткой. Это более сложный процесс, для которого требуется подобрать требуемую маркую алюминиевого электрода. Движения должны быть быстрыми и аккуратными, так как здесь наибольший риск перепалить конец провода высокой температурой. Более безопасным аналогом является газовая сварка, так как возможность непредвиденного расплавления здесь намного ниже. Скорость проведения сварочных работ с газом в три раза ниже, чем при использовании электричества, так что для мастеров без опыта это будет одним из лучших вариантов.

Сварка алюминиевых проводов инвертором является очень распространенным вариантом, так как данный тип оборудования оказывается самым доступным среди профессионалов, тем более, что баланс себестоимости и качества данного процесса выше, чем у других способов.

Подготовка к сварке

Перед тем как начать процесс, металл следует тщательно подготовить, чтобы избежать неприятностей во время соединения. Сварка алюминиевых проводов между собой требует снятия изоляции и прочих видов оболочки, которая покрывает металлические части. Их требуется оголить на нужную длину, а затем зачистить, чтобы снять возможные остатки изоляции, мусора, убрать пленку оксидов и прочие вещи. Если толщина проводов является относительно небольшой, то их следует скрутить, чтобы образовался единый пучок.

Скручивание проводов перед пайкой

В случае, если какая-то часть провода выпирает, то ее следует обрезать, чтобы вся поверхность имела ровный вид. При необходимости, концы провода можно обработать флюсом, и слегка расплавить его, если речь идет о твердых вариантах. Процесс подогрева, как это требует технология сварки других алюминиевых деталей, здесь не обязателен.

Инструкция к сварке

Первым этапом является подготовка, куда входит удаление изоляции, зачистка проводов от всего лишнего и подготовка концов;
На второй стадии необходимо обработать концы заготовок флюсом, чтобы улучшить качество соединения;
После этого требуется выставить режимы рабочего аппарата в нужное положение;
После этого всего можно приступать к сварке;
Убрать выпирающие части, которые появились после сварки;
Заизолировать полученное соединение.

«Важно!
Чтобы избежать расплавления металла, не следует создавать контакт более 2 секунд.»

Техника безопасности

С учетом скорости проведения процедуры, мастер не подвергается большой опасности, но здесь также требуется соблюдать элементарные меры предосторожности. Прежде всего следует использовать индивидуальные средства защиты, такие как сварочная маска, перчатки и огнеупорная одежда. При использовании газовых баллонов, их следует отодвигать, как минимум, на 5 метров от источника огня. Все шланги и баллоны нужно проверять на исправность и целостность перед работой. Не нужно забывать об электробезопасности, так как поражение током при работе с электросваркой всегда может произойти из-за неосторожности и при большой влажности окружающей среды.

Сварка алюминия в домашних условиях

Необходимость в создании соединения сложно свариваемых металлов может возникнуть не только на производстве, но и в частной сфере. Сварка алюминия в домашних условиях проводится часто, несмотря на все свои сложности, так как сам металл активно используется в промышленности и многие изделия выполняются именно из него. Таким образом, при ремонте мастерам приходится часто с ним сталкиваться. Главной сложностью этого процесса является то, что дома очень сложно создать все необходимые условия, чтобы процесс происходил также, как и на предприятии. Соответственно, качество соединения может пострадать.

Примитивная сварка алюминия

В основном, здесь используется более простое оборудование, так как сварочный инвертор, который применяется для аргонодуговой сварки, вместе с баллонами самого аргона, будет иметь достаточно высокую стоимость, как для частных лиц. Тем не менее, проблемы свариваемости алюминия никуда не деваются, поэтому, нужно все также бороться с напряжением металл, подбирать средства для разрушения оксидной пленки. Одной из основных проблем становится высокая жидкотекучесть металла в расплавленном состоянии, что усложняет сваривание в различных положениях, особенно, в потолочном.

Аргонно-дуговая сварка алюминия в домашних условиях

Преимущества

Сварка алюминия в домашних условиях оказывается более дешевым процессом, особенно если есть соответствующее оборудование, так как не приходится обращаться к другим специалистам;
Результат работы можно получить сразу, а также проверить его, а не ждать получения из мастерской;
Легче использовать подручные материалы;
Нет высоких требований к контролю качества, так как применение полученных изделий, как правило, не имеет большой ответственности.

Недостатки

Сварка алюминия в домашних условиях обеспечивает более низкий уровень качества соединения;
Порой сложно подобрать подходящие расходные материалы, особенно, если речь идет о редких случаях использования;
Сложно использовать современные технологии, так как в домашних условиях зачастую нет подходящих вещей, которые применяются на передовых предприятиях;
Сложнее соблюдать технику безопасности, особенно, при работе с газом;
Сварочные электроды могут храниться в недостаточно надежных условиях, из-за чего они могут отсыреть и испортиться;
Отсутствуют точные методы контроля полученного сварного шва, что очень важно перед применением изделия.

Возможные способы сварки алюминия дома

В домашних условиях может осуществляться не только примитивная сварка алюминия при помощи плавкого электрода, но и другие разновидности, в зависимости от оборудования, которое используется. Выделяют следующие способы сварки:

Сварка алюминия электродом в домашних условиях. Это самый простой способ, так как очень схож с обыкновенной сваркой стали, но с учетом всех особенностей поведения расплавленного алюминия. Здесь не нужно особого опыта работы мастера, но требуется учитывать низкую вязкость металла, что усложняет работу новичков и делает шов не таким ровным и монолитным, как при сварке стали.

Сварка алюминия в домашних условиях газовой горелкой. Здесь в качестве основной температурной силы, расплавляющей металл, используется газ. Это снижает скорость сварки в три раза и делает процесс более простым. Тут применяется сварочная проволока, на которой нет покрытия, что позволяет избавиться от проблем с просушкой электродов. Газ является более надежной защитой, чем обмазка электродов.

Аргонодуговая сварка. Это один из лучших вариантов, так как само сваривание происходит под воздействием дуги, а в качестве защиты применяется инертный газ аргон. Тут используется неплавкий электрод и присадочная проволока, что обеспечивает высокое качество соединение. Сварка алюминия в домашних условиях таким способов применяется достаточно редко из-за технической сложности данного процесса.

Материалы и инструмент

Сварка деталей из алюминия требует специальной технической подготовки, которая зависит от выбранного способа. Но даже самые простые варианты требуют особой средств, которые помогут сделать все как можно более качественно и надежно. Среди них выделяются такие вещи как:

Сварочный аппарат, который становится главным источником питания, обеспечивающим подачу тока нужных параметров для конкретного вида сварки;
Электроды (или присадочная проволока, если используется процесс сваривания при помощи газа) – этот материал должен максимально соответствовать тому, с чем он будет свариваться;
Газовые баллоны со шлангами, что используется для соединения металла газом, но такой вариант для домашних условий не часто используется;
Заземление для всех использующихся электрических аппаратов;
Рабочая одежда и сварочная маска.

Пошаговая инструкция

Когда идет сварка лодки из алюминия, или других важных вещей, то следует правильно соблюдать режимы, чтобы добиться желаемого результата. Стоит выделить следующие шаги:

Подготовка металла. Она может включать в себя разделку кромок, что необходимо при толщине металла от 4 мм, так как алюминий обладает низкой глубиной проварки, поэтому, нужно уменьшить толщину за счет скоса кромок. Также требуется механически зачистить поверхность наждачной бумагой или металлической щеткой, чтобы убрать жиры, масла, различные налеты и пленки;

Затем следует аккуратно распределить флюс (если речь идет о газовой сварке), чтобы улучшить свойства сваривания металла;

После этого требуется подогреть металл (снова при газовой сварке), чтобы избежать температурной деформации и способствовать предварительному расплавлению флюса;

Нагрев алюминия для сварки

Далее можно уже приступать к самому свариванию, разжигая пламя или дугу и образуя валик шва в сварочной ванной идти по всей длине кромок;

Сварка алюминия горелкой в домашних условиях

После окончания работ нужно дать остыть металлу и проверить качество соединения доступными методами.

«Важно!
Когда осуществляется TIG сварка алюминия, то требуется использовать только переменный ток, так как качества соединения с ним становится выше.»

Пайка алюминиевых проводов

Благодаря своим физическим и механическим свойствам, алюминий очень часто используется при создании различных изделий. Помимо своей легкости и относительно большой крепости металл обладает хорошей проводимостью, так что из него делаются провода для различных электрически установок. Пайка алюминиевых проводов является тонким и деликатным процессом, так как толщина металла в них является низкой, что усложняет процесс спаивания, а свойства самого металла не способствуют получению качественного соединения, если не применить дополнительные приспособления и инструменты. Большинство движений приходится делать быстро и четко, чтобы не перепалить сами провода.

Пайка алюминиевых проводов

Как и сварка алюминия, данный процесс осложняется борьбой с оксидами и прочими вещами. Но, по причине частой эксплуатации, людям с ним приходится сталкиваться, как в промышленных, так и в домашних условиях. Благодаря тонкости самих проводов, пайка алюминиевых контактов не требует особо мощной техники. Также здесь нет высоких требований к прочности будущего соединения, ведь тут не предвидится высоких механических нагрузок. Это облегчает процесс выбора припоя для пайки алюминия. Здесь главное соблюдать принцип сохранения высокой проводимости электричества, чтобы контакты не перегревались из-за повышенного сопротивления.

Спаиваемость алюминиевых проводов

Пайка алюминиевых проводов осложняется рядом из нескольких факторов, которые препятствуют нормальному соединению. Они вызваны свойствами металла и особенностями работы. Главным врагом здесь выступает оксидная пленка, которая покрывает алюминиевые поверхности при любом контакте с воздухом, причем за относительно короткий промежуток времени. Она не расплавляется при тех температурах, при которых плавится сам алюминий, не говоря уже о температуре плавления припоя, поэтому оксидная пленка мешает образованию прочного контакта, обволакивая металл припоя.

Во время нагрева алюминий не меняет цвет и трудно понять, достаточно ли он прогрелся для пайки. Таким образом, пайка алюминиевого провода может закончиться порчей самого провода. Несмотря на то, что спаиваемость металла считается низкой, профессионалам приходится часто с ним встречаться и для борьбы со сложными моментами используются различные средства, каждое из которых помогает решить поставленную проблему. Алюминий плохо взаимодействует с остальными элементами, так что если приходится спаивать два различных провода, то свойства спаиваемости становятся еще хуже. Пайка алюминиевых проводов между собой происходит согласно ГОСТ 21930-76.

Трудности пайки алюминиевых проводов

Помимо оксидной пленки и отсутствия визуального контроля за температурой нагрева металла, существует еще несколько сложностей. Пайка алюминиевых одножильных проводов должна проводиться всего за несколько секунд, чтобы не повредить самому проводу. Температурное воздействие на алюминий подвергает структуру металла изменениям, в результате чего он теряет свою прочность и гибкость.

Пайка алюминия паяльником в домашних условиях

Практически все процедуры, вне зависимости о того какой вид пайки используется, должны проходить полный круг подготовительных процедур, куда входит лужение, обработка флюсом и зачистка. Именно такие процедуры помогают ликвидировать оксидную пленку, благодаря которой получается основная масса брака при пайке. Еще одной сложностью становится правильный выбор параметров, так как рабата с тонкими элементами требует деликатного подхода. В то же время, небольшая толщина изделий помогает беспроблемно производить все в домашних условиях без явной потери качества.

Способы пайки алюминиевых проводов

Пайка алюминиевых проводов в домашних условиях может осуществляться несколькими способами. Одним из основных является пайка алюминиевых проводов паяльником, так как это один из самых простых и распространенных инструментов, который есть в каждом доме. Достаточно подобрать паяльник требуемой мощности, чтобы расплавить припой и сделать соединение. В отличие от других способов, он наиболее прост в подготовке, но требует, чтобы рядом находился источник электричества. В отличие от горелки, паяльник является более грубым методом, так что для работы со слишком тонкими материалами он может оказаться непригодным.

Пайка алюминия паяльником

Способ при помощи горелки, которая может быть газовая или бензиновая, помогает проводить более деликатные процедуры, так как тут легче регулировать температуру и газ отлично прогревает не только сам провод и припой, но и области, которые находятся рядом с ними. Подготовка горелки более длительная процедура, так как ее нужно заправлять, подбирать режим и так далее. Также это менее безопасный вариант, но после всего не нужно ждать, пока инструмент будет долго остывать, как это происходит при работе с паяльником.

Пайка алюминиевых проводов горелкой

Подготовка к пайке

Вне зависимости от того, происходит пайка алюминиевых проводов с медными, или с такими же, как и они, следует ответственно отнестись к подготовке, так как от этого зависит успех операции. В первую очередь нужно заняться зачисткой поверхности, что помогает убрать оксидную пленку. Для проводов подойдет мелкозернистая наждачная бумага или какой-либо аналогичный вариант. После этого следует залудить конец провода, который будет спаиваться и, если все производится при помощи паяльника, следует залудить и жало паяльника. Несмотря на проблематичность использования некоторых разновидностей флюса, в качестве заменителя можно применять металлическую стружку припоя или же какие-либо жидкие варианты, которые улучшат смешиваемость и увеличат скорость соединения.

Почему сварка всегда лучше других способов соединений проводов

Согласно Правилам Устройства Электроустановок (п2.1.21): соединение, ответвление и оконцевание жил проводов и кабелей должны производиться при помощи опрессовки, сварки, пайки или сжимов (винтовых, болтовых и т.п.) в соответствии с действующими инструкциями.

Сколь бы удобные (для лентяев) способы соединения проводов ни придумывали, никакой из них по долговечности и проводимости контакта не сравнится со сваркой. Даже пайка разрушается со временем: присутствует третий, более легкоплавкий и рыхлый металл (припой), на границе разных сплавов всегда существует переходное сопротивление, возможны разрушающие химические реакции и так далее.

Длительность и трудоёмкость выполнения качественной пайки не уступает сварочным работам: тщательная зачистка концов, применение флюсов, глубинный прогрев всей скрутки (тогда как сварка проводов делается обычно за пару секунд).

Различные обжимы и клеммники вообще не выдерживают никакого сравнения. Медь – основной материал проводников – металл совершенно неупругий, пластичный. Он имеет свойство «вытекать» из-под нагрузки, не помогают даже гровер-шайбы.

В достаточно же глубоко подпружиненных самозажимных клеммниках, как правило, слишком мала площадь эффективно контактирующей поверхности. При больших токах это приводит к нагреву о отпуску этих самых пружин: они теряют упругость.

После сварки вообще пропадает понятие «контакт»: электрический ток не проходит через какие-то (пусть даже очень плотно соприкасающиеся) границы проводников, а течет по монолитному однотипному металлу. Разумеется, и сопротивление подобных соединений оказывается рекордно низким, и, соответственно, выделения тепла практически не происходит (из-за утолщения при оплавлении и отсутствия плотной изоляции температура соединения при максимальном токе может быть даже ниже, чем у подводящих проводников).

Осуществляют сварку по торцам предварительно скрученных проводников угольным электродом при помощи аппаратов мощностью около 500Вт (для сечения скруток до 25мм2). Из-за относительно малых токов и низкой (по сравнению со сталью) температуры плавления процесс происходит без большой ослепительной дуги, без глубинного прогрева материалов и разбрызгивания металла. Конечно, это не отменяет защитных очков, жаропрочных подкладок и т.п., но все меры безопасности могут быть значительно упрощены в сравнении с силовой электросваркой.

Аппарат для сварки скруток

Для предотвращения окисления проводников применяют специальный флюс «ВАМИ» или обычную буру. Удобнее всего опускать скрученные проводники сверху в ямку с флюсом, проделанную в угле. Но некоторые умельцы прекрасно оплавляют скрутку и острым электродом «на весу».

Если после остывания и удаления флюса такое соединение покрыть лаком, а затем изолировать ПВХ-лентой или специальным колпачком, оно будет практически вечным.

Читайте также: