Как сварить медные провода в домашних условиях

Уменьшение количества контактов в электросети приводит к тому, что она становится надежнее. Один из способов исключения контакта двух электрических проводников – это сварка их между собой. Однако монтаж электрических цепей в большинстве случаев предусматривает использование механических соединений, основанных на сдавливании.

Повсеместно изделия электрической фурнитуры присоединяются к жилам проводов клеммами с винтами и гайками, а также с иными механическими системами (в основном это разъемы). Но жилы проводов электропроводки доступны для сварки. Далее расскажем более подробно о том, как сваривать жилы проводов при монтаже электропроводки.

Преимущества и недостатки в сравнении с аналогами

Простейший способ соединения проводных жил из одного и того же металла – это скрутка. Но вместе с простотой, как это и положено в жизни, присутствует и недостаток – относительно большое сопротивление в месте скрутки. Форма поперечного сечения жилы – это круг. Причем независимо от диаметра жилы. Два круга соприкасаются в точке, а две скрученные жилы – по узкой полоске шириной в доли миллиметра.

• Скрутка зависит от механических свойств жил в связи с температурой окружающей среды. Без дополнительных приспособлений (например, колпачков) контакт непрерывно деградирует.

Медь хорошо паяется оловянными припоями. Поэтому пайка – это эффективный способ увеличения поверхности соприкосновения жил и уменьшения сопротивления. Но при этом необходимы:

• качественная зачистка поверхности,
• применение флюса и припоя,
• предотвращение попадания масел на место пайки,
• оптимальный температурный режим процесса.

Лучше всего погрузить подготовленную скрутку в емкость с расплавленным припоем. Но если она расположена высоко, перемещение такой емкости – опасное занятие. Кроме того, надо также разогревать припой. А для этого потребуются оборудование и время. К тому же, сцепление припоя с поверхностью жилы – это неконтролируемый процесс. Если температура недостаточно высока, припой не обеспечит необходимого качества пайки.

Для сварки жил необходимы всего две составляющие:

• практические навыки;
• источник питания, соответствующий толщине свариваемых жил.

Преимущества сварки очевидны:

• материал жил расплавляется и смешивается, образуя единое целое. Контакт исчезает, поскольку два отрезка провода объединяются.

Недостаток, по сути, только один:

• при недостаточном опыте может расплавиться изоляция и (или) расплавленная капля меди оторвется от скрутки и улетит вниз. Придется сваривать заново.

Для получения оптимального результата при сварке рекомендуется такая последовательность действий.

1. Подготавливаются провода. Жила каждого из них освобождается от изоляции. Удалить рекомендуется не менее семи сантиметров для жилы диаметром 1,5 мм. Если провода толще, на каждые 0,5 мм диаметра жилы берется 5 мм длины изоляции. Это делается для того, чтобы изоляция в основании скрутки не разрушилась от сварки. Чем толще жила, тем быстрее по ней распространяется тепло и тем длиннее она должна быть.
2. Жилы скручиваются так, чтобы при длине 7 см они укоротились примерно до 5 см. Их кончики после этого загибаются так, чтобы на расстоянии 5–10 мм жилы располагались параллельно и соприкасались. Длина этих кончиков должна быть одинакова. При необходимости надо их подравнять кусачками.
3. Теперь можно приступать к свариванию этих кончиков между собой. Для этого нужен электрод. Выбрать можно один из двух вариантов:

• отрезок такой же скрутки;
• стержень из графита, например, извлеченный из батарейки пальчиковой или более крупной, щетку электродвигателя.

Аппарат для сварки

Главная особенность технологии сварки медных проводов – это интервал времени в одну – две секунды. Если процесс длится дольше, тепло успевает достичь основания скрутки. Следствием этого становится нагревание и разрушение изоляции. По этой причине сварочное приспособление должно обладать достаточной электрической мощностью. Минимальное значение 500…1000 Вт. А для оптимального поджога дуги напряжение рекомендуется выбирать от 25 до 36 В.

Качество сварки существенно зависит от качества напряжения. Переменное напряжение – это просто с технической стороны, однако и результат получается наихудшим. Но это в теории сварки, когда надо держать дугу и варить качественный шов. А для процесса, который длится всего пару секунд, нет смысла, как говорится, городить огород. Для всех форматов проводов, применяемых для электропроводки, двухкиловаттный трансформатор со вторичной обмоткой 36 вольт – это оптимальный вариант.

Очень хороший результат можно получить, используя два автомобильных аккумулятора, которые соединены последовательно. Они в пределах половины разрядки дают токи существенно большие в сравнении с трансформаторами аналогичной массы. Учитывая то, что сварку можно делать в помещении, к которому не подведено электричество, аккумуляторный вариант получается вне конкуренции. А поскольку эти батареи можно применять и в автомобиле, и для точечной сварки, пожалуй, имеет смысл потратить деньги именно на них, а не на специализированный мощный трансформатор.

При выборе сварочного приспособления рекомендуется соблюдать такие соотношения между сечением провода скрутки и силой тока при напряжении холостого хода 25 В:

2,25 кв. мм > 80 А,

2,5 кв. мм > 100 А,

5,0 кв. мм > 120 А.

Меры предосторожности

Сварка медных проводов делается, как правило, в новострое, а также при капитальном или ином ремонте помещения. В этих условиях сложно получить надежное заземление сварочного трансформатора для высокой безопасности работ. Его во многих случаях просто негде взять. Потому надо использовать средства индивидуальной защиты, которые гарантированно изолируют оператора от поражения током. Плюс к этому следует учитывать возможность разбрызгивания раскаленного металла вблизи места сварки.

При соблюдении технологии и мер безопасности сварка медных проводов обеспечит самое высокое качество электропроводки. Поэтому этот способ соединения токопроводящих жил рекомендуется к самому широкому использованию.

Самой главной задачей при соединении любых электрических контактов является обеспечение их минимального сопротивления. При плохом контакте сопротивление между медными проводами значительно повышается, в результате чего происходит нагрев кабеля. Существует множество способов соединений контактов, но самым надежным и эффективным по праву считается сварка медного провода. Данная технология позволяет монолитно соединить все жилы провода, добившись тем самым максимально низкого электрического сопротивления. В результате нагревание проводов исключается, следовательно, уровень пожаробезопасности значительно повышается.

Методы соединения проводов

Медь является основным материалом проводников. В силу физико-химических свойств этого материала (высокая пластичность, отсутствие упругости), работа с ним имеет свои особенности. Правила устройства электроустановок гласят, что операции по соединению, ответвлению и оконцовыванию жил кабелей и проводов могут выполняться с помощью пайки, сварки, опрессовки или сжимов (болтовых, винтовых и пр.). Каждый из них имеет свои особенности, о которых пойдет речь ниже.

Соединение проводов посредством скрутки

Простая скрутка проводов запрещена ПУЭ, так как это наиболее неэффективное, недолговечное и пожароопасное соединение. Несмотря на это, домашние умельцы так и не перестают использовать данный метод, хоть последствия подобного «рукоделия» могут быть самыми плавчевными.

Скрутка проводов имеет один важный недостаток: медные соединения со временем деформируются и ослабевают, в конце концов окончательно разрушаясь вследствие высокого переходного сопротивления.

• Соединять провода, выполненные из разных материалов (алюминий и медь);
• Соединять провод медный одножильный с многожильным.

Процесс скрутки выглядит следующим образом:

1. Очистить провода от изоляции на расстоянии 6-8 см от края;
2. Наложить один провод на другой крест-накрест и максимально плотно скрутить. Если сечение медного провода более 1 кв. мм, данная операция выполняется с помощью плоскогубцев.
3. Откусить кусачками оставшиеся кончики проводов.
4. Заизолировать скрутку с помощью специальных изоляционных материалов (ПВХ или термоусадочных трубок, колпачков) или нескольких слоев изоляционной ленты. Изоляция обязательно должна захватывать изоляционный слой проводов.

Опрессовка

Данный способ представляет собой процесс соединения проводов посредством их обжатия специальной трубчатой гильзой либо наконечником. Эти приспособления применяются, если сечение медного провода составляет 2,5-240 кв. мм. Бесспорными преимуществами технологии опрессовки являются скорость и аккуратность выполнения работ, а также последующая долговечность и безопасность соединений.

После удаления изоляции и зачистки жил, на них наносят кварцево-вазелиновую пасту, надевают гильзу и производят обжимку. Опрессованные гильзы изолируют.

Обжимы и клеммники

Применение различных обжимов и клеммников довольно широко практикуется при подключении электрических розеток, выключателей, осветительных приборов, а также при установке распределительных щитов. Данные приспособления позволяют аккуратно и быстро соединить провод медный одножильный, однако многожильный провод без предварительной пропайки или опрессовки трубчатым наконечником в винтовой зажим зажимать нельзя.

К бесспорным преимуществам винтовых зажимов можно отнести возможность соединения алюминиевых проводов с медными, а также отсутствие необходимости в последующей изоляции контактов.

Однако подобный тип соединения не лишен недостатков. Он нуждается в периодическом обслуживании, заключающемся в подкручивании зажимных элементов. Медь – очень мягкий материал, склонный к «вытеканию» из-под нагрузки. Если даже выполнять соединения посредством жестко подпружиненных самозажимных клеммников, из-за слишком малой площади контактирующих поверхностей при большой нагрузке происходит нагрев и отпуск пружинящих элементов, вследствие чего их упругость снижается вместе с качеством соединения.

Пайка VS-сварки

Для обеспечения хорошего контакта чаще всего применяется пайка или сварка медных проводов. Что лучше из этих методов? Однозначно, сварка. Дело в том, что пайка – процесс достаточно трудоемкий и длительный, особенно если требуется соединить кабель медный многожильный. Плюс к этому, спаечные соединения со временем разрушаются из-за присутствия третьего, более рыхлого и легкоплавкого металла – припоя. Наличие переходного сопротивления в местах стыков разных сплавов способствует появлению разрушающих химических реакций и прочих негативных процессов.

Когда же выполняется сварка медного провода, понятие «контакт» вообще пропадает, так как соединение получается монолитным из однотипного металла. Естественно, подобные соединения отличаются рекордно низким сопротивлением, за счет чего тепло практически не выделяется.

Пайка

Сразу следует отметить, что данная операция требует определенных знаний и опыта. Как ни парадоксально звучит, но качественная скрутка лучше плохой пайки, помните об этом.

Процесс пайки начинается с предварительной очистки концов проводов от изоляции и окислов. Затем их скручивают, покрывают специальным веществом – флюсом, после чего опаивают. Спаивать можно не только провода из меди, но и из алюминия, главное – правильно выбрать флюс и припой. Использование активного кислотного флюса не рекомендуется, так как он обязательно останется на проводах, вследствие чего соединение быстро разрушится.

Одна пайка занимает достаточно много времени, однако если все сделано правильно, такое соединение будет надежным и долговечным. После того как провода остынут, их необходимо тщательно заизолировать.

Сварка

Самое качественное и безопасное соединение образует сварка медного провода. Сопротивление в месте контакта проводов не превышает показателя их стандартного сопротивления. Данный метод не требует много времени и считается относительно простым. При наличии минимальных навыков и познаний сварка медных проводов в домашних условиях вполне выполнима.

При проведении сварочных работ необходимо строго соблюдать все правила пожарной и электробезопасности. Во избежание ожогов и травм глаз следует обязательно применять средства индивидуальной защиты – специальную защитную одежду и рукавицы, сварочную маску либо очки.

Оборудование для сварки

Соединение проводов с помощью сварки выполняется аппаратами различных типов. Наиболее удобно использовать инверторный аппарат для сварки медных проводов, так как устройства этого типа характеризуются небольшими габаритами и весом, экономичным энергопотреблением и широким диапазоном регулировок сварочного тока. К их преимуществам следует отнести и способность обеспечивать устойчивое горение электрической дуги.

Если намечается значительный объем электромонтажных работ, то приобретение сварочного аппарата инверторного типа будет вполне целесообразно и оправданно. К тому же это оборудование наверняка не будет лежать «мертвым грузом» и в будущем.

Особенности процесса сварки проводов из меди

Сварка медного провода может осуществляться как переменным, так и постоянным током при показателях напряжения 15-30 В. Очень хорошо, если в аппарате предусмотрена возможность регулировки тока.

К примеру, чтобы сварить два медных провода сечением 1,5 кв. мм, хватит 70 А. Для сварки трех проводов с таким же сечением ток необходимо увеличить до 90 А. Соединение трех проводов сечением 2,5 кв. мм потребуется от 80 до 100 А, а для сварки пяти аналогичных проводов – 120 А. Если выбран оптимальный сварочный ток, не происходит «залипание» электрода, а дуга горит достаточно устойчиво.
Для сварки проводов из меди применяют угольно-медные «карандаши» (электроды). Если таковых нет, то возможно использование угольных стержней от батареек пальчикового типа.

Технология сварки

Кончики проводов длиной 5-6 см очищают от изоляционного покрытия и скручивают, начиная от срезов изоляции, оставляя 5-6 мм в конце скрутки в нескрученном виде. Эти кончики необходимо расправить, сложить параллельно и прижать друг к другу. При скручивании трех и более проводов, на конце все равно нужно оставить только два свободных кончика, а остальные срезать в месте последнего витка скрутки. Если сварочный аппарат недостаточно мощный, такая скрутка позволит более просто сформировать шарик расплава. При наличии достаточного сварочного тока в аппарате можно выполнить простую скрутку.

Далее скрутку зажимают с помощью сварочного зажима. Если данное приспособление отсутствует, можно воспользоваться обычными старыми плоскогубцами.

Подготовленное соединение сваривают угольным электродом. В процессе сварки медных проводов расплавляют оставленные нескрученными концы до формирования шарика расплава. Чтобы обеспечить надежный механический и электрический контакт проводов, зона расплавления обязательно должна дойти до скрутки.

Продолжительность сварки не должна превышать 2-3 секунд, в обратном случае изоляция проводов оплавится. После полного остывания соединения производится его изоляция с помощью нескольких слоев изоленты либо специальных колпачков, ПВХ или термоусадочных трубок.

Для создания надежного контакта нескольких медных проводов применяется метод скрутки. С его помощью обустраивают промышленные и бытовые электросети. Дополнительно рекомендуется делать сварное соединение, предотвращающее процесс окисления между жилами и понижающее вероятность раскручивания связки. Надежная сварка медных проводов графитовыми электродами выполняется после изучения основных правил.

Технология сварки медных проводов

Соединение необходимо выполнять только после окончательного монтажа электропроводки в помещении. Для удобства минимальная длина монтажных концов должна составлять 10 см. Дополнительно учитывается расстояние между проводами и возможность их размещения в закрытой распределительной коробке.

Технология сварки медных проводов с помощью графитовых электродов:

1. Очистка жил от изоляции — не менее 5 см.
2. Обрезание концов жил для удаления возможной окиси.
3. Скручивание. Провода должны плотно прилегать друг к другу. Для этого рекомендуется закрепить их в нижней части, где есть изоляция. Скручивание делается с помощью плоскогубцев или аналогичных им инструментов.
4. Сварка. Она выполняется графитовыми электродами.
5. Окончательная изоляция скрутки происходит после остывания жил. Затем они помещаются в защитный короб.

Выбор электродов и сварочного аппарата

Использование графитовых электродов для сварки медных проводов обусловлено относительно высокой температурой нагрева рабочей поверхности и возможностью их обработки. Выбор диаметра зависит от планируемой плотности тока. Также нужно учитывать их основные технические характеристики.

Так как толщина свариваемой скрутки может быть различна и зависит от количества жил и их диаметра – не существует нормативных значений силы тока. Исходя из опыта, для создания надежного соединения из 3-х медных с сечением каждого 1,5 мм² потребуется ток до 90 А. Время воздействия — около 2 секунд. В результате на конце скрутки должен сформироваться ровный шарик. Важно не допустить перегрева жил, что может привести к потере свойств изоляции.

Для выполнения сварки следует правильно подобрать аппарат. Выбор можно сделать из следующих типов устройств:

Специальные аппараты для сварки скруток. Самая распространенная модель – ТС-700. Конструктивно – это стандартный инвертор небольшого размера и невысокой мощности. Отличия от других устройств подобного типа – возможность ношения на ремне во время работы. Сварочные аппараты инверторного типа заводского производства. Это могут быть любые модели, чьи характеристики отвечают требованиям по соединению медных проводов. Самодельные устройства. Изготавливаются из понижающих трансформаторов. Преимущества – возможность разработать конструкцию для выполнения узкопрофильных работ.

Во время сварки необходимо контролировать качество соединения. Должны отсутствовать раковины, неоднородность сформировавшегося шарика.

Полезные советы

Специалисты рекомендуют использовать графитовые электроды без омеднения. Это обусловлено тем, что при выгорании угла его сопротивление будет падать, что может привести к долгому контакту. Впоследствии это отразится на качестве соединения.

Также стоит учитывать следующие моменты:

Перед началом работы торец графитового электрода обрабатывается – на нем формируется выемка. Это будет способствовать формированию шарика спайки правильной формы. В качестве альтернативы заводских графитовых электродов можно рассмотреть вариант использования токосъемников, применяемых в троллейбусах или стержней из батареек. Они имеют относительно небольшие размеры и могут быть закреплены на ручке инвертора. Обязательно использование защитных средств – маски сварщика (темных очков), перчаток и одежды с длинными рукавами.

По окончании сварки медных проводов необходимо проверить качество соединения. Для этого на сеть дают максимально допустимую нагрузку и проверяют – есть ли нагрев на скрутке. Только после этого можно окончательно изолировать соединение.