Виды электродов
Результат сварочных работ во многом зависит от того, насколько подходящий электрод для меди мы подобрали.
Ими сваривают различные виды стали, такие как легированная сталь, высоколегированная с нестандартными параметрами, конструкционная сталь.
Также электродные стержни широко применяются при сварке цветных металлов, чугуна. Еще одна область применения — наплавка металла (нанесение металла при помощи плавления).
Электроды имеют различное покрытие, отражается это при маркировке так:
- А – Кислотное. Содержит окись кремния, марганца, железа;
- Б – Основное.В составе – фтористый кальций, карбонат кальция. Ток для работ используется постоянный, с переменной полярностью;
- Ц – Напыление из целлюлозы. Содержит органические соединения, муку. В сварочной зоне создает защитное облако газа;
- Р – Рутиловое. Состоит из рутила, минеральных и органических компонентов. Также защищает зону сварки при помощи газа и препятствует разбрызгиванию металла во время сварки.
Теперь об электродах, необходимых для сваривания медных проводов. Их всего два вида – угольные, из электротехнического угля, и графитовые. Рассмотрим их особенности.
Электроды угольные
Основные области применения электродов из электротехнического угля – сваривание цветных металлов и сплавов, тонколистового металла. Кроме того, с их помощью можно исправлять дефекты литья. КПД сварной дуги при их использование низкое.
Температура дуги высока даже при низком значении силы тока.
Могут использоваться как без присадок, так и с применением присадочного материала (подача в дугу, укладка на шов), чаще всего присадки не используются. Температура плавления 3800оС, кипения – 4200оС.
Работы такими электродами проводятся с установкой прямой полярности, при нагреве они расходуются очень быстро.
Электроды графитовые
Как вы уже поняли из их названия – состоят они из графита, одной из модификаций углерода. Это мягкий материал с высокой электропроводимостью. Судя по отзывам, такие электроды считаются более удачными для меди, чем угольные.
Стоят они меньше, расходуются экономнее, хорошо подходят для инверторных аппаратов с регулируемой силой тока, при сварке они остаются целыми, а соединение, полученное с их помощью, отличается высокой прочностью и надежностью.
После таких работ металл становится более устойчивым к окислению. Экономное расходование электродных стержней из графита обусловлено высокой температурой, при которой графит плавится (в четыре раза выше, чем у меди).
Кроме того, их можно заменить на стержни использованных батареек или щетки коллектора.
Вместо стандартного держателя для использования таких заменителей необходимо взять зажим типа «крокодил», для электрода, а также для заземления.
В некоторых случаях это даже удобнее, так как такие зажимы имеют небольшие габариты. В частности, это их качество может пригодиться при работах с проводами в распределительной коробке.
Аппарат на основе ЛАТР
Для формирования вторичной обмотки с базового лабораторного автотрансформатора снимают защитный кожух, ползунок и крепежные элементы. Имеющуюся жилу изолируют лакотканью. Поверх нее накладывают понижающую вторичную намотку. Она состоит из 70 витков алюминиевой или медной жилы сечением 25 мм².
Доработанный ЛАТР устанавливают в металлический корпус с отверстиями для циркуляции воздуха. Поверх блока устанавливают текстолитовую плату с тиристорами, выключателем, светодиодным индикатором и сварочными клеммами. В схему включают радиаторы, охлаждающие подверженные перегреву блоки.
Соединение проводов
Перед тем как соединять провода в распределительной коробке советуем вам изучить правила их монтажа
Ведь важно не только качественно соединить провода между собой, но и правильно завести их в распределительную коробку, а также удобно расположить для возможного осмотра или ремонта
Правила монтажа проводов в распределительной коробке
Прежде всего давайте рассмотрим правила, предъявляемые к обустройству и монтажу проводки в распределительной сети. Ведь именно с этого фактора начинается любой монтаж.
Нормы монтажа проводки в распределительной коробке
- Прежде всего следует помнить, что в одной штробе, коробе или трубе допускается прокладка проводов не более восьми групп.
- Все соединения должны выполняться в соответствии с п.2.1.17 – 2.1.30 ПУЭ. Данные пункты предусматривают целый спектр ограничений. Прежде всего следует помнить, что провод перед любым контактом должен иметь запас, достаточный как минимум для одного повторного подключения.
- Перед тем как соединять провода в распаечной коробке следует убедиться, что они не имеют натяжения. Либо что это натяжение не возникнет при температурных перепадах.
- Любые места соединения проводов должны быть доступны для ремонта и осмотра. При этом эти места следует организовывать так, дабы осмотр не был затруднен элементами конструкции.
- Любое соединение должно иметь изоляцию. При этом эта изоляция должна соответствовать уровню основной изоляции. Для достижения данных параметров лучше использовать изоленту, либо термоусадку.
- Сами распределительные коробки должны изготавливаться из несгораемых или трудносгораемых материалов. как на видео. Особенно это касается монтажа проводки по сгораемым конструкциям, к которым предъявляться дополнительные требования.
Варианты соединения проводов в распределительной коробке
Прежде всего давайте рассмотрим способы соединения проводов в распределительной коробке. Ведь именно контактные соединения зачастую являются наиболее уязвимым местом любой электрической сети и любые недоработки проявляются очень быстро.
Согласно п.2.1.21 ПУЭ все соединения проводов и кабелей должны производится сваркой, пайкой, опрессовкой, винтовым или болтовым сжимом. Другие методы соединения, особенно это касается скрутки, не допускаются. Исходя из этого давайте рассмотрим каждый из возможных методов соединения по отдельности.
Наиболее надежным считается соединение проводов методом сварки. Оно имеет наименьшие переходные сопротивления в результате чего, повышенный нагрев практически отсутствует. Кроме того, со временем такое соединение не теряет своих свойств.
Сварка проводов в распределительной коробке выполняется при помощи специального сварочного трансформатора и угольного электрода. Стоимость таких изделий достаточно велика для простой замена проводки в квартире, поэтому часто можно встретить самодельные устройства. Обычно это трансформаторы до 600 Вт и напряжением 9 – 36В.
На втором месте по надежности стоит соединение методом пайки. Этот метод более доступен для домашнего использования ведь не требует специального оборудования кроме обычного паяльника.
Соединение проводов методом пайки
Пайка проводов в распределительной коробке осуществляется по обычной технологии и не предъявляет особых требований
Единственным моментом, на который стоит обратить внимание — это качество таких соединений. Ведь в случае нагрева олово достаточно быстро нагреется и контакт пропадёт
Дабы не допускать этого пайку достаточно часто совмещают с соединением методом скрутки
Дабы не допускать этого пайку достаточно часто совмещают с соединением методом скрутки.
Опрессовка проводов в последнее время приобретает все большую популярность. Ведь на рынке появилось большое количество достаточно дешевого инструмента для опрессовки проводов, да и цена на расходные материалы для такого метода достаточно низка.
Но наиболее распространенным все равно остается метод винтового или пружинного зажима жил. Огромное количество шин и клемм, представленных сейчас на рынке, позволяют осуществить достаточно надежное соединение проводов.
Обратите внимание! Винтовыми клеммами следует зажимать одножильный провод. Если вы используете многожильный медный провод, то вам необходимо приобрести специальные наконечники, которые не дадут винтам обломать нити многожильного провода при зажиме
Эти наконечники крепятся к проводу методом опрессовки
Эти наконечники крепятся к проводу методом опрессовки.
Параметры сварочного тока
Под параметрами подразумевается сила тока, напряжение и время сварки. Здесь у каждого свое мнение и понимание того, как нужно правильно настраивать дугу. Необходимое значение тока можно выставить, пользуясь инверторным сварочным аппаратом ресанта. Трансформаторные устройства подобным функционалом не обладают. Усредненные параметры для сварки проводки приведены в таблице.
| Сечение свариваемых проводов, кв. мм. | Количество жил, шт. | Ток, А |
| 1,5 | 2 | 70 |
| 1,5 | 3 | 80 |
| 2,5 | 2 | 100 |
| 2,5 | 4 | 120 |
Сварка обеспечивает наиболее качественное и надежное электрическое соединение проводки. Такой способ требует некоторого опыта и наличия оборудования. Однако полученный контакт будет обладать повышенной надежностью и прослужит не меньше, чем сами провода.
Для сваривания необходим мощный источник тока, графитовые электроды и средства индивидуальной защиты. Во время работы следует остерегаться ярких вспышек дуги и раскаленных электродов. Нужно учитывать и то, что устройство работает от сетевого напряжения. Поэтому необходимо соблюдать элементарные правила электробезопасности.
Теория сварочных работ
Начинающий сварщик задумывается, какой сварочный инвертор купить, и какие нужны приспособления для сваривания металла электродами. Если отбросить профессиональное использование сварки, покупайте сварочный инвертор, а не трансформатор или полуавтомат.
Сварочный инвертор преобразует переменный ток из электрической сети в постоянный.
Плюсы инверторного сварочного аппарата, по сравнению с полуавтоматом и трансформатором:
- Небольшой вес и габариты, в среднем инвертор весит 3-5 кг.
- Простота использования для новичков.
- Позволяет быстро освоить сварочное дело.
О достоинствах инверторов можно рассказывать бесконечно, но лучше один раз увидеть, чтобы понять, какие плюсы есть у этого вида сварочного оборудования.
Теперь расскажем, что за процесс идёт во время сварки металла и как оценивать результат. Есть две металлических заготовки разных размеров. К металлу через электрод и массу подводится постоянное напряжение от сварочного инвертора. Чтобы возникла электрическая дуга, необходимы два токопроводящих элемента с плюсом и минусом. При касании металла электродом, которые имеют разную полярность, зажигается электрическая дуга с выделением высокой температуры. Металл начинает плавиться и, одновременно, при движении, плавится металлический стержень электрода с особым покрытием – обмазкой.
При сгорании, обмазка создаёт газовую защиту шва, предохраняя его от вредного воздействия кислорода.
Также при сварке образуется защитный шлаковый слой сварочной ванны, который, затем, отбивается специальным молотком сварщика.
После окончания сварки деталей, металл остывает, кристаллизуется и образуется прочное сварное соединение.
Использование инверторного аппарата
Это позволяет использовать инверторные аппараты, подключив их к бытовой сети переменного тока, не опасаясь возникновения скачков и падений напряжения. Инверторы обеспечивают отличные параметры выходного тока, что позволяет поддерживать ровную и мощную дугу.
Значение тока может различаться в зависимости от материала жилы и сечения. Так, как в настоящее время алюминиевые кабели с алюминиевыми жилами не используются для устройства внутренней электропроводки, параметры сварочного аппарата можно подбирать, исходя из требований к сварке медных жил.
Примерные требования таковы:
- для сварки двух проводов сечением 1,5 мм² необходимо значение тока 70-75 А;
- скрутку трех таких проводов сваривают током 80-90 А;
- два-три провода сечением 2,5 мм² нужно сваривать током 80-100 А;
- три-четыре таких же провода соединяются при использовании тока 100-120 А.
Из-за высокой стоимости инверторных сварочных аппаратов, приобретать их для выполнения только сварки скруток нерентабельно. Если использовать некоторые детали, которые можно без труда приобрести или извлечь из старых электроприборов, изготовить устройство для сварки скруток своими руками не представит особого труда.
Как сделать агрегат для сварки проводов своими руками
При желании можно сделать трансформатор для сварки медных проводов своими руками. Основной вопрос касается подбора материалов и инструментов. Во время изготовления прибора лучше придерживаться инструкции.
Материалы и инструменты
Чтобы сделать прибор своими руками, из материалов потребуется такое:
- трансформатор;
- зажимы типа крокодил;
- угольный электрод;
- алюминиевый кабель — 2 штуки;
- поворотный регулятор напряжения;
- провод питания сечением более 2.5 мм.
Из инструментов подбираются пассатижи, набор отвёрток. Желательно иметь под рукой плоскогубцы.
Подбор корпуса
Для самоделки необходим надежный кожух, который будет защищать трансформатор
Важно помнить о технике безопасности, поскольку легко получить ожог. Коробка может быть подобрана из металла либо пластика. Если делается мобильная установка, лучше использовать пластик
Металлическая коробка считается более устойчивой, однако не предназначена для транспортировки
Если делается мобильная установка, лучше использовать пластик. Металлическая коробка считается более устойчивой, однако не предназначена для транспортировки.
Подбор корпуса
Трансформатор
Касательно основы на выбор представлены, как электронные, так и силовые установки
Блоки поставляются различными производителями и важно определиться со схемой сварочного устройства на тиристорах. В цепи предусмотрено место для блоков вывода, а также вторичной обмотки. Отдельно подбирается регулятор напряжения, который отвечает за выпрямленный ток
Данная технология активно используется для зарядки аккумуляторов. Поэтому подобные установки встречаются в стартерах различных производителей. Если выбор пал на электронный блок, стоит малость разобраться в его работе. За основу взята схема генератора сигналов, поэтому используются биполярные транзисторы. Обеспечивается обратная проводимость, наблюдается высокое напряжение
Отдельно подбирается регулятор напряжения, который отвечает за выпрямленный ток. Данная технология активно используется для зарядки аккумуляторов. Поэтому подобные установки встречаются в стартерах различных производителей. Если выбор пал на электронный блок, стоит малость разобраться в его работе. За основу взята схема генератора сигналов, поэтому используются биполярные транзисторы. Обеспечивается обратная проводимость, наблюдается высокое напряжение.
Схема трансформатора
При подборе электронного блока учитывается максимальный уровень энергопотребления, а также напряжение. Распространенными считаются самодельные модификации на 6 и 9 вольт. В стандартной схеме электронного блока происходит открытие транзисторов и далее по цепочке осуществляется разряд конденсаторов. Тиристор в цепи работает в качестве усилителя.
Как вариант, применяются трехобмоточные трансформаторы серии ТИ. Их особенность заключается в малом уровне напряжения. При желании элемент можно самостоятельно создать на ферритах. В таких установках высокий показатель преобразования энергии
Во время сборки важно добиться необходимой величины тока, которая зависит от потребностей
Кабель питания
Когда имеется мощный трансформатор на 24 вольта, для него рекомендуется подобрать соответствующую электропроводку. Рекомендуется использовать заготовки с сечением от 2.5 мм. По технике безопасности рекомендуется установить выключатель, который подключается к проводке. Таким образом, в случае чего установку можно будет оперативно выключить, прекратив подачу тока.
Кабель питания
Использование клемм
Чтобы запитать трансформатор или инвертер, на него одеваются клеммы методом скручивания. Далее осуществляется подключение к сети 220 вольт.
Установка держателя и контакта
От клемм отходит два провода, один из которых идёт на держатель, другой — на контакт. У сварщика должна быть возможность удерживать заготовку, а также свободно зафиксировать электрод, благодаря которому осуществляется сварка. Специалисты не всегда используют зажимы, предпочитая работать свободно с плоскогубцами. Рассматривая поближе держатель под электрод, рекомендуется подбирать длинные заготовки, поскольку они более практичны.
Держатель для аппарата
Уменьшается риск поражения электротоком, плюс сварщику практичнее работать в труднодоступных местах. С длинным держателем легко производить работы на потолке либо в узких проходах. Дополнительно, если от трансформатора отходит длинный держатель, нет необходимости часто его переставлять.
Плюсы и минусы
Ещё один плюс полуавтоматических проволочных сварочных аппаратов – они справляются со свариванием всех типов металлов.
За счет стабильности горения дуги при автоматической подаче можно достигнуть высокого качества сварных швов без непроваров или прожогов.
Это позволяет сваривать как тонкие листовые, так и достаточно толстые заготовки без снижения качества сварного соединения.
Основное достоинство проволочных полуавтоматов – высокая производительность при относительной простоте использования. Даже для несложных моделей средней цены обычно предусмотрено много вариантов настроек.
Но не стоит этого бояться – большая часть этих настроек понятна интуитивно и не усложнит пользование аппаратом.
Недостаток проволочных сварочных полуавтоматов – необходимость покупки дополнительного оборудования (газового баллона с редуктором, горелки) и самой порошковой проволоки.
То-есть, для небольшого объема сварочных работ в домашних условиях покупка полуавтомата может быть нерациональной. Для дома, возможно, проще и дешевле покупать электроды с покрытием и варить привычным инвертором.
Если производство не конвейерное, то для перемещения полуавтомата со всем дополнительным оборудованием между объектами удобно использовать небольшие тележки.
Графитовый электрод для сварки
Из-за своих технических характеристик графитовый электрод легко режется, медленнее расходуется, не растрескивается при сварке. Как показывает практика, сварка жил проводов производится в распределительных коробах. Расположение коробок довольно высоко, поэтому вам для сварки необходимо будет использовать сварочное переносное оборудование.
Применяют для этих целей промышленные аппараты, применение которых целесообразно в профессиональном плане. Если есть возможность, то можно собрать сварочный аппарат самому. Однако, для большинства отлично подойдут аппараты инверторного типа, которые в большом ассортименте представлены в магазинах. Они компактны, мобильны, легки и к тому же есть регулировка нужного вам тока сварки.
Типы электродов для сварки медных жил проводов
При сварке медных жил должны применяться соответствующие электроды. Об угольных электродах мы уже упоминали. Существует также графитовый тип электродов. В качестве электрода в домашнем обиходе могут быть применены стержни батареек, щетки коллекторных двигателей и подобные изделия, которые выполнены из графита.
Стержни из графита хорошо заменяют покупные электроды, за исключением лишь одного, что на них отсутствует омеднение, но это решаемо путем усовершенствования держателя. Для этого необходимо будет применить зажим типа «крокодил», как для электрода, так и для соединения массы. Они не будут такими громоздкими, как штатные, поэтому вам будет удобней работать в распределительных щитках. Конечно же, вам необходимо будет позаботиться и о дополнительной изоляции ручек.
Графитовые и угольные электроды обладают общим сходством: и у тех, и у других температура плавления в 4 раза превышает порог плавления самой меди. Из-за этого свойства расход электродов при соединении электропроводки очень низок.
Различия графитовых и угольных электродов
Несмотря на схожесть графитовых и угольных стержней при монтаже проводки, характеристики их различаются:
- первое различие – это цена. Изделия графитовые более доступны;
- если стержень из угля абсолютно черный, то электрод из графита обладает серо-темным цветом с металлическим оттенком;
- сварка с применением угольного электрода требует от сварщика определенного навыка, так как угольный стержень создает дугу огромной температуры, которая может привести к разрушению свариваемой скрутки. В то же время огромные температурные показатели происходят при заниженном токе. Исходя из этого, угольные электроды пригодятся сварщику со слабым сварочным аппаратом;
- тем, кто владеет инверторным аппаратом, который оснащен регулятором силы тока, лучше применять графитовые стержни. При работе с ними требуется меньшая квалификация мастера. Кроме этого, соединение жил проводов после их применения отличается большей прочностью, лучшим качеством, повышенной сопротивляемостью к окислению, нежели после процесса сварки углем.
Технология процесса
Концы свариваемых проводов перед соединением необходимо очистить от изоляции на 7-8 см. После этого их скручивают и обрезают так, чтобы длина скрутки была около 5 см. Около изоляции на нее устанавливают теплоотвод, в качестве которого можно использовать электрический зажим типа «крокодил».
Далее на провода подается «масса» и кратковременными касаниями электродом конца скрутки, возбуждается дуга, которая и оплавляет медные жилы. Время действия дуги не должно превышать 1-2 с, иначе скрутка сильно разогреется, изоляция может оплавиться.
В результате сварки, на конце скрутки должен получиться однородная застывшая капля металла в форме шара. Остывшее соединение изолируют любым допустимым способом. На данный момент популярна термоусадочная трубка, которую предварительно надевают на один из проводов.
Разновидности
Наибольшей популярностью пользуются инверторные аппараты. Их несложно приобрести в магазине. Они обладают солидным функционалом и спектром возможностей.
Работу существенно облегчает опция «горячий старт». Она защищает аппарат от залипания и скачков напряжения в сети. Благодаря току до 160 А можно варить металл плотностью до 5 мм. Это достаточно для бытовых задач.
Хороший спрос отмечен на такие модели, как:
- Ресанта САИ-160.
- QUATTRO ELEMENTI A
- PFTRIOTMax Welder DC-200 C
Трансформаторы, создаваемые своими усилиями, могут выполнять разные виды сварки:
Дуговая. Подобный аппарат чаще всего создаётся своими руками. Он характеризуется простой конструкцией, которую помимо трансформатора, образуют: контроллер силы тока, фиксатор электродов, зажим массы.
В самодельных агрегатах обычно устраивается трансформатор, имеющий тороидальный и П-подобный магнитопровод, вокруг которого сосредоточены обмотки медного провода. В зависимости от функциональных качеств меняется и плотность провода на них.
Точечная. Участок сварки нагревает двумя медными электродами, на него воздействует высокое давление. В конструкции имеются конденсаторы. В трансформаторе устроены медные контакты. Между ними сосредотачиваются свариваемые компоненты. Мощность трансформаторов здесь уступает п.1. Также в них есть П-подобный сердечник.
Какую бы модель вы не планировали создать, требуется знать её характеристики и как их можно варьировать.
Как сделать сварочный аппарат своими руками
Изготовить сложный сварочный инвертор — занятие заранее провальное. Технически это возможно, но практически гораздо проще, быстрее и дешевле купить готовый источник тока. С железным трансформатором легче. Поэтому самодельный аппарат для сварки проводов легче сделать именно из него.
Расходные материалы и инструменты
Большинство инструментов и материалов для сборки доступны в домашних мастерских и электротехнических магазинах любого города. Сложности вызовет только поиск трансформатора. Не везде получится купить подходящий по мощности. Как вариант, можно поискать нужный на барахолках, блошиных рынках или поспрашивать у знакомых с заводов и предприятий.
Более подробный перечень необходимых инструментов и материалов выглядит следующим образом:
- понижающий трансформатор,
- материалы для крепежа и корпуса,
- медные гибкие провода большого сечения от 35 кв. мм,
- слесарные и измерительные инструменты, отвертки, ножовка по металлу и т. п.
Понижающие трансформаторы для изготовления аппарата
Инструкция по сборке
Сборка аппарата своими руками потребует минимальных навыков работы с ручным инструментом. Для удобства процесс изготовления следует разбить на 5 этапов:
- Подготовка корпуса. Он выбирается исходя из габаритов трансформатора.
- Поиск и монтаж трансформатора. Проверка его работоспособности.
- Подбор питающего кабеля. Защита аппарата от перегрузки.
- Установка выходных клемм. Другие способы соединения.
- Выбор и монтаж держака и электрода. Самодельные альтернативы.
https://youtube.com/watch?v=hPfc3aqfxBk
Корпус сварочника
Проще всего использовать готовый корпус от какого-либо электрического прибора. Например, от зарядного устройства авто или подходящего по размеру бесперебойника от компьютера. Желательно, чтобы корпус был из диэлектрического материала (пластик, карболит). Это станет плюсом в пользу безопасности будущего устройства. Если никакой из перечисленных вариантов не подходит, то проще всего сделать корпус из тонколистового железа толщиной 1-3 мм.
Подбор трансформатора
Нужный трансформатор иногда возможно найти в магазинах. Другой вариант — поискать у знакомых или намотать самостоятельно.
Вторичная обмотка трансформатора наматывается проводом от 35 кв. мм, ведь ей предстоит испытывать токи короткого замыкания. В качестве материала выходной обмотки лучше использовать медь. Это уменьшит потери на нагрев.
Питающие кабели
Сетевой провод питания 220 В подбирается исходя из мощности трансформатора. Для устройств с потреблением 1 кВт его сечение берется не менее 4 кв. мм. Толстый кабель лучше и тем, что его сложнее надломить или порвать в условиях ремонта и прокладки проводки.
Для защиты аппарата нелишним будет в цепи первичной обмотки установить плавкий предохранитель или автоматический выключатель. Так трансформатор будет защищен от перегрузки по току.
Применение клемм
По возможности стоит избегать применения клемм. Они имеют свойство со временем разбалтываться и обгорать, особенно на больших токах вторичной обмотки трансформатора. Самые надежные соединения выполняются сваркой, пайкой или опрессовкой.
Держатель для электрода
Сварка осуществляется графитовым электродом, покрытым тонким слоем меди. Такая комбинация обеспечивает хорошую проводимость меди в сочетании с жароустойчивостью графита. Подобные электроды имеются в продаже.
Если же найти их не удалось, то можно изготовить самостоятельно из графитовой щетки электродвигателя. Ее следует взять покрупнее и выпилить ножовкой по металлу до желаемого размера.
Самодельные держаки для сварки
Держак выполняется из пары медных шин и болтов для затяжки. Приспособление должно надежно зажимать графитовый электрод.
