Как соединить медь с алюминием — чем лучше и надежнее.

Способы соединения алюминиевых проводов

Исходя из особенностей материала, способы, как соединить алюминиевые провода, в большинстве случаев ограничиваются применением контактных зажимов, которые могут быть пружинными или винтовыми. С помощью такого способа соединения алюминиевый провод может подключаться к выключателям, бытовым приборам, розеткам. При этом зажимы для алюминиевых проводов должны проходить гальваническую антикоррозийную обработку.

Порядок соединения алюминиевых жил следующий:

1. С концов алюминиевых жил снимают изоляцию на 2 см. При многопроволочной жиле все проволочки необходимо скрутить в плотный жгут.
2. Затем поверхность металла необходимо зачистить мелкозернистым наждаком, предварительно смазанным вазелином.
3. После этого необходимо оголенный участок жилы скрутить в кольцо, диаметр которого примерно равен диаметру винта зажимной клеммы.
4. Готовое кольцо одевают на винт и поджимают. Затягивание должно происходить до тех пор, пока пружинная шайба полностью не сожмется.

В том случае, когда используется зажим втычного типа, делать кольцо нет необходимости. Конец жилы просто вставляется в контактный зажим, а затем поджимается винтом.

При использовании зажимов пружинного типа, специальная бронзовая пружинная пластина прочно прижимает жилу к корпусу и обеспечивает постоянный надежный контакт.

При необходимости соединения алюминиевого и медного провода можно использовать контактные клеммы, а также метод пайки с использованием канифоли в качестве флюса. Однако стоит помнить, что спаянный контакт имеет невысокую механическую прочность на излом.

Помимо пайки меди и алюминия, для алюминиевых жил сечением менее 10 кв.м. и медных жил до 4 кв.мм может использоваться сварка проводов. Для этого необходимо использовать угольный электрод и девятиампертный автотрансформатор, который должен давать напряжение порядка 6-10 В при мощности 0,5 кВт.

Советы, как соединить алюминиевые провода:

• Все места соединений должны быть тщательно заизолированы и размещены в распределительных коробках. Это связано с необходимостью свободного доступа к контактным зажимам для регулярного подтягивания контактов (в случае использования пружинных зажимов, необходимости в подтягивании контактов нет).
• В домашних условиях наиболее простым способом соединения проводов является использование контактных зажимов, т.к. пайка и сварка требуют наличия опыта аналогичных работ.

Способы соединения разных проводов

Как соединять медные и алюминиевые провода:

• с использованием другого металла;
• препятствуя появлению вредоносного оксидного налета.

Во втором случае применяются специальные составы, способные защитить металл от влияния влаги и окисления. Пасты предотвращают разрушение соединения. Другим способом защиты от возгорания является лужение. Луженый многожильный кабель можно скручивать с одножильным алюминиевым. Для соединения используют и специальные приспособления:

1. Зажимы. Используются для подключения к алюминиевому стояку в подъездном щитке. Ответвительные зажимы имеют проколы либо лишены таковых. Устройство снабжено промежуточной пластиной, исключающей контакт двух металлов. Некоторые зажимы обрабатываются пастой. Иногда использования специальных составов не требуется.
2. Пружинные и самозажимные клеммники. Состыковать и срастить провода из разных металлов можно с помощью клемм, имеющих гнезда и перегородочные пластины, отделяющие алюминиевые жилы от медных.
3. Болты. При выполнении болтового соединения между проводами прокладывают шайбу из нержавеющей или оцинкованной стали.

Клеммные колодки

Клеммные колодки бывают:

1. Одноразовыми. Применяются при соединении проводов в распределительных коробках и установке люстр. Для введения жил в отверстие устройства нужно прилагать усилия. Еще большую сложность представляет извлечение кабеля из колодки.
2. Многоразовыми. Для фиксации имеется рычаг, благодаря которому кабель можно вставлять и извлекать несколько раз. Колодки такого типа применяются при соединении многожильных проводов из разных металлов. При неправильном выполнении работ соединение можно переделать.

Выполняется монтаж следующим образом:

• кабель очищается от изоляционного покрытия;
• жилы зачищаются до металлического блеска;
• на многоразовом клеммнике поднимается рычаг;
• очищенная часть провода вставляется в отверстие колодки до упора;
• рычаг возвращается в исходное положение.

Опрессовка

В таком случае используются трубчатые гильзы, надежно и безопасно скрепляющие элементы проводки. Для соединения кабелей потребуется пресс, механические, гидравлические или электрические клещи. Монтаж включает:

• выбор гильзы и регулировку инструмента;
• очищение проводов от оплетки;
• зачистку жил (для этого используется наждачная бумага);
• нанесение кварцево-вазелинового состава;
• введение концов кабелей в заклепку;
• обжим (при использовании простого инструмента выполняется несколько обжатий на небольшом расстоянии, при применении хорошего инструмента обжатие совершается один раз);
• изоляцию мест соединений.

Смотрите это видео на YouTube

Провода вставляются в гильзу с противоположных сторон так, чтобы стык располагался посередине соединителя. Жилы могут вводиться с одной стороны. Соединение кабелей гильзой иногда заменяют применением зажимов «орех», однако последние обладают меньшей надежностью. Со временем заклепка ослабевает, что повышает риск возгорания.

Болтовое соединение

При соблюдении правил монтажа метод обеспечивает долговечное крепление. Для выполнения работ потребуется 2 простых шайбы, 1 пружинная шайба, гайка и болт. Провода очищают от изолирующего материала. Пружинную шайбу надевают на болт, который вставляют в простую шайбу. Конец алюминиевого кабеля сворачивают кольцом, которое набрасывают на болт. После этого надевают простую шайбу и накручивают гайку. Многожильный провод перед началом работ покрывают припоем.

Смотрите это видео на YouTube

Пайка

Это надежный и технологичный способ, обеспечивающий качественное соединение. Перед пайкой жилы очищают от оплетки и оксидной пленки. При необходимости кабели лудят, неплотно скручивают, обрабатывают флюсом и запаивают. Соединять алюминиевый и медный провод с использованием кислотного флюса нельзя. Состав разрушает металлы, снижая прочность крепления. Место соединения изолируют привычным способом.

Соединение клеммниками

Использование клеммных колодок также помогает обеспечить безопасное соединение, предоставляя мастеру возможность выбора среди элементов, обладающих разным размером и количеством ячеек (его можно легко подогнать, обрезав все лишнее). Для обеспечения надежного контакта таким способом, необходимо открутить один из зажимных болтов, и протянуть в освобожденную таким образом клемму зачищенный на 5 миллиметров провод.

После этого крепление вновь закручивается, в результате чего проводник автоматически прижимается к гильзе. Такая же операция проделывается с другим проводом, главное только не переусердствовать с закручиванием винта. В целом эта схема является довольно приемлемой, если не использовать соединение из нескольких проводников.

Смазка

Для улучшения качества контакта можно использовать специальную смазку или пасту. Обычно это — кварцевазелиновая паста. Обычно ее используют для улучшения соединения именно алюминиевых проводов.

Но такую пасту можно применять при всех видах соединений (резьбовом, с помощью клеммников, опрессовкой), особенно, если соединение происходит на улице. Тогда на контакт воздействуют дополнительные факторы, существенно снижающие долговечность соединения. Хотя и применение смазки без изоляции вызывает сомнения.

Читать также: Крепеж для подвесной полки

Исходя из всего вышесказанного подбирайте подходящий для вас способ в зависимости от места соединения (улица, дом) и материальных возможностей.

До сих пор существует немалое количество помещений, где электрическая проводка изготовлена из алюминия. При этом современные системы основаны на применении меди в качестве проводника. Именно поэтому актуальна проблема стыковки проводов из этих разнородных материалов. О том, как состыковать провода из меди и алюминия пойдет речь ниже.

Используем современные колодки с пружинными зажимами

Не так давно на рынке электрического оборудования и комплектующих были представлены модифицированные клеммы, оснащенные пружинными зажимами. Доступны одноразовые (проводники вставляются без возможности их дальнейшего изъятия) и многоразовые (оснащены рычажком, позволяющим доставать и вставлять кабели) колодки.

Используем современные колодки с пружинными зажимамиКлеммники wago

Клеммники wago	Ток (А)	Число подкл. проводн.	Сечение проводн/ (мм²)	Наличие контактной пасты
222-413	32	3	0,08-4,0	без пасты
222-415	32	5	0,08-4,0	без пасты

Одноразовые клеммные колодки позволяют соединять одножильные проводники сечением в пределах 1,5-2,5 мм2. Если верить производителям, такие колодки разрешается использовать для соединения кабелей в системах с током вплоть до 24 А. Однако профессиональные электрики относятся к такому заявлению скептически и не рекомендуют подавать на клеммы нагрузки выше 10 А.

Используем современные колодки с пружинными зажимами

Многоразовые же колодки оснащаются специальным рычажком (обычно он окрашен в оранжевый) и позволяют соединять кабели с любым количеством жил. Допустимое сечение соединяемых проводников – 0,08-4 мм2. Максимальный ток – 34А.

Для выполнения соединения с помощью таких клемм делаем следующее:

• снимаем с проводников 1 см изоляции;
• поднимаем рычажок клеммы вверх;
• вставляем провода в клемму;
• опускаем рычажок.

Клеммы без рычажков просто защелкиваются.

Они рассчитаны для соединения любых видов одножильных проводов, в том числе и медных с алюминиевыми проводами сечением от 1,5 до 2,5 мм2

В результате кабели будут надежно зафиксированы в колодке. Затраты на выполнение такого соединения будут более существенными, зато вы потратите на работу гораздо меньше времени и избавите себя от необходимости использования каких-либо дополнительных инструментов.

В плоско-пружинном зажиме провод с зачищенной изоляцией просто вставляют в отверстие клеммы Wago до упораЭлектрические соединители с врезным контактом

Электрохимическая коррозия

При этом алюминий и медь не совместимы гальванически. Если вы их соедините напрямую, это будет что-то вроде мини батарейки.

При прохождении тока через такое соединение, даже при минимальной влажности, происходит электролизная химическая реакция. Проблемы обязательно рано или поздно себя проявят.

Окисление, ослабление контакта, его дальнейший нагрев с оплавлением изоляции. Переход в короткое замыкание, либо отгорание жилы.

К чему может в итоге привести такой контакт, смотрите на фото.

Как же сделать такое соединение грамотно и надежно, чтобы избежать проблем в будущем.

Вот несколько распространенных способов, которые применяют электрики. Правда не все они удобны для работы в монтажных коробках.

Рассмотрим подробнее каждый из них и выберем наиболее надежный, не требующий последующего обслуживания и ревизий.

Скрутка двух проводов

Самый старый вариант соединения электрических проводов – скрутка. Он же и самый простой. Возвращаемся к электрическим потенциалам металлов. У алюминия со свинцово-оловянным припоем разница потенциалов составляет 0,4 мВ, у меди с припоем всего лишь 0,25 мВ. Получается так, что если один из соединяемых проводов обработать этим припоем, то можно провести безопасное их соединение. Обычно припой наносят на медный провод.

Лудить можно и одножильный провод, и многожильный. Во втором случае жилы необходимо скрутить, при этом учитывается их количество. Для кабелей большого сечения лудить можно три жилы, для малых сечений (не больше 1 мм²) пять жил.

Но даже этот вариант соединения не дает стопроцентной гарантия, что контакт будет работать долго. Есть такое понятие, как линейное расширение металлов, то есть под действием температур они расширяются. При скрутке добиться плотного прижима проводов друг к другу не всегда получается. При расширении между ними образуются зазоры, которые уменьшают плотность примыкания. А это ведет к снижению токопроводящей величины. Вот почему скрутку сегодня используют редко.

Медный силовой кабель

Медный силовой кабель может использоваться для любых систем, в которых требуется создать сеть проводников электрического тока. Такая проводка отличается высокой устойчивостью к коррозии и проводимостью электрического тока, благодаря чему позволяет создать надежные и долговечные энергосистемы. Заказать

Но если соединены медный кабель и алюминиевый проводник, их окислы имеют возможность диссоциации, то есть распада на заряженные ионы. Диссоциация возможна благодаря естественной влаге, которая всегда есть в воздухе. Ионы окислов алюминия и меди, будучи частицами с разным электрическим потенциалом, начинают принимать участие в процессе течения тока. Начинается процесс, известный как «электролиз».

В ходе электролиза ионы переносят заряды и перемещаются сами. Но, кроме того, ионы – это ведь частицы металлов проводников. При их перемещениях металл разрушается, образуются раковины и пустоты. Особенно это касается алюминия. Ну, а там где есть пустоты и раковины, там уже нельзя иметь надежный электрический контакт. Плохой контакт начинает греться, становится еще хуже и так далее вплоть до возгорания.

Отметим, что чем влажнее окружающий воздух, тем более интенсивно протекают все перечисленные процессы. А неравномерное тепловое расширение и непроводящий слой окисла алюминия – это лишь отягчающие факторы, не более того.

Смеси

Большинство окружающих нас веществ — смеси.

Они содержат различные вещества (элементы или соединения), не вступившие в химические реакции. Смесь может содержать два или более элементов — веществ, состоящих из атомов одного типа. Смесь может содержать соединения, т.е. вещества, состоящие из атомов разных типов. Смесь может состоять из элементов и соединений. Воздух — смесь элементов (кислород) и соединений (пыль, копоть). Компоненты смеси химически не связаны, и их можно легко разделить. Напри­мер, из смеси железа с серой частицы железа можно извлечь магнитом. Частицы железа притягиваются к магниту (см. рис.), а частицы серы на магнит не реагируют. В смеси компоненты могут содержать­ся в любых пропорциях. Все компоненты сохраняют свои индивидуальные свойства. Тесто — это смесь различных соединений: яиц, муки, жира. Испеченный пирог представляет собой новое соединение. Соль — это соединение натрия с хлором. Масло — органическое соединение, в нем есть углерод, водород и кислород

Как соединить между собой алюминиевый и медный провод — проверенные способы

Согласно современным стандартам, проводка в жилых, общественных и производственных зданиях должна делаться из провода, который имеет медную жилу. Однако в некоторых старых помещениях еще можно встретить алюминиевые аналоги.

Оптимальный вариант в этом случае – полная замена электросети. Но если это нецелесообразно по экономическим или техническим условиям – можно сделать соединение алюминиевых и медных проводов между собой без ухудшения эксплуатационных качеств и безопасности.

Проблема соединения

При неправильном выполнении соединительного контакта между проводниками из различных материалов можно наблюдать интенсивный процесс окисления, и как следствие – разрушение одного из проводников. Это связано с различным значением электрохимических потенциалов, возникающих при контакте металлов различного вида.

Для сохранения целостности соединения не допускается соприкосновение материалов, у которых значение потенциала превышает 0,6 мВ.

В противном случае будут наблюдаться следующие процессы:

• Наличие паров воды в воздухе станет катализатором для начала реакции окисления. Т.е. чем выше влажность – тем быстрее произойдет разрушение металла.
• Уменьшение толщины жилы кабеля приведет к нарушению плотного прилегания проводов. Это может стать причиной потери контакта или короткого замыкания.
• Алюминий характеризуется повышенной степенью текучести. Поэтому при его разогреве из-за возникающего резистивного эффекта может произойти деформация жилы.

Во избежание этих явлений рекомендуется предварительно обработать медный провод оловянно-свинцовым припоем. Это даст возможность выбрать из нескольких видов соединения проводки меди и алюминия.

Метод скрутки

Это наименее трудоемкий и простой способов создания единой цепи из проводников. Он не требует применения специальных инструментов и расходных материалов. Его суть заключается в обвивании жил друг с другом.

Методы скрутки проводки

Основным недостатком скрутки является возможная потеря контакта между жилами проводки. Это возникает в результате различного значения теплового расширения материалов. Именно это является причиной появления нежелательного резистивного эффекта.

Также нужно учитывать правила выполнения такого соединения. Жилы должны обвивать друг друга. Наиболее часто встречающая ошибка – когда геометрия одного провода остается неизменной, а другой образует вокруг него спираль. Такое соединение является крайне ненадежным.

Резьбовой контакт

Для проводки большого диаметра можно применить резьбовое соединение. Для этого потребуется винт, гайки и пружинные шайбы. Кабель зачищается на расстояние, равное длине окружности соединительного элемента. Затем устанавливается пружинная шайба и одна опорная гайка. Жила обматывается вокруг винта и снова устанавливается шайба.

Для лучшего контакта рекомендуется залудить концы жил. Это же в обязательном порядке необходимо сделать, если соединяются многожильные провода, типа РКГМ и подобных. Основным недостатком этого способа является низкая степень безопасности эксплуатации. Вся конструкция при подключении к электросети будет под напряжением. Заизолировать ее будет крайне трудно.

Монтажные колодки

Для формирования надежных и долговечных соединений лучше всего использовать монтажные колодки. Их корпус изготавливается из полимерных материалов, которые не проводят электрический ток. Внутри располагаются контакты, к которым присоединяются провода.

Для правильной установки необходимо зачистить монтажный конец провода на длину, равной углублению колодки. Обычно этот параметр составляет около 5 мм. Затем с помощью встроенных механизмов следует зафиксировать жилу в конструкции.

По виду соединения колодки разделяются на два типа.

• Резьбовая фиксация. Ее механизм аналогичен способу, описанному выше. Провод помещается между зажимной шайбой и винтом, расположенным на болте.
• Пружинный зажим. Для фиксации жилы необходимо установить ее зачищенный конец в монтажное отверстие. В зависимости от конструкции колодки дальнейшее крепление может быть неразъемным (одноразовым) или рычажным. Последний вариант приемлем в том случае, если впоследствии нужно будет демонтировать соединение.

Кроме этих способов для соединения медного и алюминиевого проводов нередко применяют заклепочник. Однако он не отличается высокой надежностью, так как после формирования заклепки нельзя будет регулировать степень зажима жил.

Эффективные способы

Разработаны эффективные способы, позволяющие без особенных неблагоприятных последствий соединить медные и алюминиевые проводники. Рассмотрим правильные методы соединения детальнее.

На болтах

Проводники можно соединить с помощью болтов. Для этого очищенная жила изгибается кольцом по диаметру болта. Между головкой болта, гайкой и кольцами жил прокладываются стальные шайбы. Предпочтительнее использовать шайбы, изготовленные из нержавеющей стали. Между гайкой и крайней шайбой прокладывается гравёр (пружинная шайба), поджимающая витки и обеспечивающая плотность контакта с течением времени.

Болтовое соединение

После сборки такой конструкции, гайка плотно затягивается. Контакт защищается изолентой.

Данный способ обеспечивает достаточную надёжность и нивелирует негативные последствия контакта различных материалов. В случае необходимости полученный узел можно разобрать, выполнив ревизию контакта, замену проводников или крепёж дополнительных жил. Минус – в больших габаритах такого соединения.

С помощью зажима типа «Орех»

Выполняется с помощью специального приспособления, состоящего из двух стальных пластин, стягиваемых болтами. Верхняя пластина деформирована под размещение проводов. Узел размещается в поликарбонатном корпусе, обеспечивающем его изоляцию.

Прозвище «Орех» объясняется внешним сходством по причине двух половин данного приспособления.

Порядок установки такого узла:

1. Разбирается корпус, с демонтажем стопорных колец;
2. Очищаются жилы на участок, равный длине планок;
3. После откручивания болтов, очищенные жилы укладываются в предусмотренные пазы;
4. Сжим плотно затягивается болтами;
5. Закрывается корпус и фиксируется стопорными кольцами.

Также соединение отличается достаточной надёжностью. Недостатки заключаются в необходимости приобретения сжима (он продаётся в магазинах, торгующих электротехнической продукцией) и недостаточной герметичности корпуса. В результате внутрь может проникать влага и пыль, забивая соединение.

Чтобы обеспечить герметичность сжима, корпус дополнительно покрывают слоем изоленты. Но данный способ не рекомендуется использовать для выполнения контакта, работающего на открытом воздухе.

На клеммной колодке

Клеммная колодка выполняется из изолирующего прозрачного пластика и состоит из нескольких соединённых ячеек. Внутри каждой ячейки размещены латунные гильзы и винтовые зажимы.

Очищенные концы проводов вставляются в ячейку с разных сторон и зажимаются винтами. Вставлять жилы необходимо таким образом, чтобы исключить возможность их соприкосновения в гильзе.

Если используется провод, состоящий из нескольких проволочек, необходимо устанавливать специальные наконечники, объединяющие жгут воедино.

Указанный способ отличается следующими преимуществами:

• простотой и быстротой сборки;
• разъёмным характером, благодаря чему не представляет труда разобрать контакт.

Недостатки связаны с низкой надёжностью и необходимостью регулярной ревизии. Алюминиевый провод под прижимом со временем начинает перетекать, поэтому плотность контакта ослабевает, и винт требуется поджать. В противном случае возрастает вероятность ослабления контакта с его перегревом, вплоть до воспламенения.

Самозажимными клеммами

Этот способ ещё проще. Продаются специальные приспособления, не требующие зажатия винтами, и обеспечивающие необходимую плотность крепления после вставки провода. Прозрачный материал корпуса позволяет удостовериться в правильной установке провода и надёжности контакта.

Указанный способ отличается аналогичными достоинствами, кроме возможности многоразового применения.

Однако выпускаются специальные рычажковые клеммы, позволяющие использовать данное приспособление несколько раз. Жила в них фиксируется рычажком, воздействуя на который соединение можно разобрать.

Из наиболее известных производителей данных приспособлений – компания «WAGO». Клеммы указанной фирмы дополнительно покрываются внутри специальным составом, нивелирующим гальваническую несовместимость меди с алюминием.

Как соединить пайкой электрические провода

Соединение электрических проводов пайкой является очень надёжным. Спаивать можно нескрученные провода, но такая пайка будет непрочной из-за того, что припой очень мягкий металл. Кроме того, очень сложно уложить два проводника параллельно друг другу, особенно на весу. А если паять на каком-то основании, то канифоль приклеит к нему место пайки.

На предварительно залуженные и скрученные проводники паяльником наносится слой канифоли. При использовании другого флюса он наносится соответствующим способом. Мощность паяльника выбирается исходя из сечения проволоки — от 15 Вт при пайке наушников до 100 Вт припайке скрутки из проводов сечением 2.5 мм². После нанесения флюса, паяльником наносится олово на скрутку и прогревается до полного расплавления припоя и затекания его внутрь скрутки.

После остывания пайки, она изолируется изолентой или на неё надевается кусочек термоусадочной трубки и нагревается феном, зажигалкой или паяльником

При использовании зажигалки или паяльника необходимо соблюдать осторожность и не перегреть термоусадку. Этот способ надёжно соединяет провода, но пригоден только для тонких, не больше 0.5 мм² или гибких до 2.5 мм²

Советы и рекомендации

Для создания максимально прочного и надежного соединения медной и алюминиевой жилы специалисты советуют придерживаться следующих правил:

• выполняют надежную изоляцию;
• соединения размещают в распределительных коробках, чтобы потом можно было подтянуть;
• если нет соответствующих навыков, то самостоятельно провода не сваривают и не паяют;
• болтовое соединение периодически подтягивают;
• если выполнена скрутка, то ее дополнительно защищают колпачками СИЗ;
• более качественную пайка получают при замене канифоли чистым машинным или оружейным маслом;
• размер самозажимных клемм зависит от выбора сечения проводов, которые они будут соединять;
• медный провод обязательно залуживают;
• в качестве гидроизоляции не используют парафин, лак или масло.

Нет единственного способа, позволяющего правильно соединить такие провода. Чтобы получить хороший контакт, учитывают местные условия и имеющиеся под рукой принадлежности, после чего выбирают один из описанных вариантов.

Резьбовое соединение проводов

Следующий приемлемый вид соединения — резьбовое с помощью винтов и гаек. Оно является самым надежным и способно обеспечивать хороший контакт на протяжении всего срока службы проводки.

Ограничиваясь длинной резьбы, можно с легкостью соединить и разобрать любое количество проводников:

• Из разного метала (например, медь и алюминий).
• Различной толщины (диаметра жилы).
• Многожильные и одножильные.

Рассмотрим этапы создания резьбового соединения:

1. Нужно снять с провода изоляционный слой достаточной длинны для обжимания жилой резьбы болта.
2. Окисленные участки необходимо зачистить и обезжирить. А используя многожильный проводник, его необходимо предварительно залудить.
3. Затем на винт устанавливаются поочередно шайба — медная жила (как пример) — шайба — алюминиевая жила — шайба. Шайбы должны быть стальными.
4. В завершение вся конструкция фиксируется гайкой.