Соединение проводов методом сварки своими руками

Соединение проводов методом сварки своими руками

Монтаж систем электропитания должен обеспечить их безопасность и надёжность. И главный вектор внимания необходимо направить на места соединения проводов.
Любительский подход к делу экономит незначительные средства, но не обеспечивает необходимого уровня качества и безопасности системы.
Только знание технических условий и особенностей конкретных узлов даёт возможность обеспечить соединениям должное качество, а пользователю – уверенность в безопасности и долговечности электросистемы помещения. Поставив во главу технический момент, мы увидим, что самый надёжный и безопасный метод соединения электропроводки – это сварка!
Для проведения сварочных работ Вам понадобится сварочный аппарат и некоторый навык. Обзор аппаратов приведён ниже, а для приобретения навыка Вам достаточно ознакомиться со статьёй и немного поупражняться.

Пайка и сваривание проводов

Современные требования, изложенные в нормативных документах (ПУЭ), запрещают сращивание электропроводки путем обычной скрутки независимо от способа изоляции. Но если скрученные жилы пропаять или сварить, то контакт получится надежным и будет соответствовать всем правилам.

Давайте рассмотрим, как соединять токонесущие части кабелей в распределительной коробке с помощью распайки:

1. Снимите изоляцию с проводов на расстоянии примерно 3 см и зачистите их мелкой наждачной бумагой.
2. Плотно скрутите жилы между собой пассатижами.
3. Используя канифоль и припой (подойдет марка ПОС 61), тщательно залудите соединение таким образом, чтобы расплавленное олово затекло в пространство между проволоками.
4. Заизолируйте стык термоусадочной трубкой либо замотайте клейкой лентой.

Примечание. Припаять медь не составит труда, а вот окислившийся алюминий иногда приходится обрабатывать кислотой.

Соединение проводов сваркой выполняется в таком же порядке, только вместо паяльника используется аппарат с угольным электродом. В нем сделано специальное углубление, куда насыпается флюс, после чего устройство включается в сеть, а электрод прижимается к скрутке, пока не образуется наплыв в виде маленького шарика.

Преимущество данного способа заключается в долговечности стыка и возможности подключать в распаечной коробке провода разного сечения, в том числе многожильные. Благодаря надежности соединение успешно применяется в силовых линиях с различной нагрузкой, но имеет некоторые минусы:

• нельзя паять либо сваривать медные проводники с алюминиевыми;
• данное подключение является неразъемным и в случае переделки по новой схеме контактирующие участки приходится откусывать.

Справка. Спаивание контактов нередко применяется при монтаже слаботочных сетей, например, телефонных кабелей и радиоточек.

Общие правила коммутации электрокабеля в распредкоробках

Разумеется, все требования к энергообеспечению изложены в ПУЭ.

Это настольная книга электрика. Мало того, за нарушение «Правил устройства электроустановок» предусмотрены штрафы. Однако на практике, все эти строгости касаются лишь учреждений и организаций. В частных домовладениях, ответственность заканчивается вместе с проводом, выходящем из прибора учета (счетчика электроэнергии). Остальное — на совести домовладельца. Чтобы некорректное соединение не привело к пожару, или поражению электротоком, надо соблюдать несложные правила:

• Соединение проводов в распределительной коробке производится при полном отключении электроэнергии. Даже если электрик в диэлектрических перчатках, и знаком с правилами безопасности, возможен случайный контакт фазного провода с конструктивными элементами здания или заземлением.
• Тип соединения должен быть одинаковым для каждой линии в пределах одной коробки. Это обезопасит вашу линию от ослабления контакта под нагрузкой.
• Не допускается физический контакт проводников, выполненных их разных материалов (медь с алюминием). При протекании электрического тока, возникает активная электрокоррозия. Металлы покрываются оксидной пленкой, которая ухудшает контакт. Как следствие — искрение, перегрев, и полное отгорание контактного соединения.Если такая необходимость возникает, необходимо залудить провода с помощью припоя. После скрутки соединение должно быть пропаяно не менее, чем на 50% длины. Остальная часть скрутки не будет корродировать, поскольку через нее не течет ток под нагрузкой.
• Необходимо исключить возможность выхода оголенных проводников за пределы коробки. Даже если кабель полностью уложен в стене.
• При соединении без контактных приспособлений, то есть с помощью пайки, скрутки или сварки, на оголенный проводник обязательно надевается изолирующий колпачок. Изолятор должен прочно фиксироваться, при его изготовлении используются негорючие материалы.
• Концы проводов внутри коробки должны иметь как минимум 200% запас по длине соединительных концов. При обрыве или отгорании, будет возможность провести повторный монтаж, не прокладывая новый провод.

Кроме того, неопытные электрики часто ошибаются, и обламывают жилы при зачистке изоляции. Если провод заведен в коробку «в натяг», повторное соединение будет невозможным.

Метод пайки

Не менее надёжной, чем сварка, является пайка соединяемых проводов в распределительной коробке.

Суть метода паек похожа на сварочную работу, только теперь вместо инверторного аппарата с электродами используется припой с паяльником. Ещё вам нужны будут канифоль или паяльный флюс. Тут есть один небольшой нюанс, перед скручиванием жил их надо залудить. Для этого разогрейте паяльник, окуните в канифоль и проведите по зачищенным от изоляционного слоя жилам несколько раз, пока не появится характерный рыжеватый оттенок.

Теперь сделайте скрутку, как мы рассказали выше. Возьмите припой на паяльник и прогревайте место скрутки, пока олово не расплавится и не начнёт заполнять пространство между витками. Таким образом, место скрутки обволакивается оловом, за счёт чего обеспечивается правильное соединение проводов и надёжный контакт в коробке.

Чаще всего так паяют медные жилы. Но существует специальный припой, с помощью которого можно то же самое делать и с алюминиевыми жилами.

Пайка скруток методом методом погружения в гильзу с расплавленным оловом показана в этом видео:

Что нужно подготовить

Помимо аппарата для производства сварочных работ следует подготовить и иметь в наличии все необходимое оборудование, материалы и инструмент. Свариваются провода при помощи угольных (графитовых) электродов. В качестве таких электродов можно использовать как промышленного исполнения (типа марки ЭГ) так и щетку от электродвигателя, кусок башмака от троллейбуса, графитовые сердечники из батареек типа 3336 (3R12) или современные солевые. Для изготовления проводниковой продукции используется медь и гораздо реже алюминий. Для информации, согласно последним требованиям ПУЭ, использование алюминиевых жил сечением меньше 16 мм 2 запрещено.

В зависимости от того, что придется сваривать — алюминий или медь, подбирается состав флюса, предназначенного для химического растворения оксидной пленки, образующейся во время сварки. При сварке алюминиевых проводов нужно использовать флюс, медные можно варить без него, предварительно нужно зачистить проводники в обоих случаях

В процессе подготовки концов проводников и по ходу работы понадобится нож и пассатижи, электроизоляционные материалы.

Кстати, альтернативный вариант — соединение проводов пайкой. О том, как правильно спаять жилы, читайте в нашей статье!

Пайка проводов припоем

Не менее замечательный вариант соединения проводов и обеспечения хорошего контакта это с помощью обыкновенной пайки. Для применения такого способа потребуется небольшой навык пайки припоем с помощью электрического паяльника.

Паяльник лучше всего брать помощностью 80 Вт или 100 Вт – это то, что надо. Таким паяльником можно быстро прогреть то место (скрутку), куда будете наносить расплавленный припой.

Для пайки лучше всего подойдет припой марки ПОС-30, ПОС-40. К такому припою понадобится канифоль или флюс марки СКФ (спирто-канифольный флюс), который наносится на место пайки перед нагревом.

Кроме выше перечисленного материала, специалисты используют для пайки так называемую трубку припоя внутри которой находится канифоль. Такая трубка продается практически в каждом магазине электротоваров.

Крайне не рекомендуется применять паяльную кислоту. После пайки остается ее след на скрутке и со временем кислота будет только разъедать скрутку, что приведет к печальным последствиям.

И так, для пайки проводов потребуется не дорогой материал и электрический паяльник. Такое соединение пайкой является более доступным и простым способом.

Достоинством данного способа является слияние металла проводников, что исключает переходное сопротивление площади контакта, которое неминуемо возникает при других вариантах. Сварное соединение не требует периодического обслуживания, осмотра и ремонта, и является наиболее долговечным.

Недостатком электросварки проводов является обязательное наличие сварочного аппарата и специальных электродов. К тому же, электрик, чтобы использовать аппарат для сварки проводов, должен обладать необходимой квалификацией и навыками.

Существуют сварочные трансформаторы, аппараты, станции и станки, осуществляющие множество видов сварки металлов. На производстве широко применяется дуговая, точечная, плазменная, торсионная, электронно-лучевая, ультразвуковая сварка, и другие, а также их комбинации.

Аппарат для сварки проводов

Ввиду простоты используемых аппаратов, среди электромонтажников получила наибольшее распространение дуговая точечная электросварка скруток при помощи угольных и графитовых электродов.

угольные электроды

Независимо от свариваемых металлов ключевыми параметрами для дуговой электросварки являются:

1. сварочный ток электрической дуги, измеряемый в Амперах;
2. напряжение, необходимое для образования дуги, указываемое в Вольтах;
3. тип тока (переменный или постоянный).

Универсальные сварочные агрегаты имеют регулировку выходного напряжения и тока, они могут применяться для сварки практически любых металлов, при условии использования специальных электродов и средств защиты расплавленного металла от окисления.

Универсальный сварочный агрегат

На практике сварка различных проводов, пластин, шинопроводов и других токонесущих элементов при помощи универсального оборудования может осуществляться только стационарно, на рабочем месте вблизи громоздкого аппарата. Такой электромонтаж удобен при сборке электрощитов и другого электрооборудования, но совершенно неприемлемый, например, если требуется сварка медных проводов в распределительной коробке или вводном щите квартиры.

Из-за того что для сварки медных или алюминиевых проводов, используемых в электропроводке, применяется меньший сварочный ток, чем для сваривания стальных конструкций, то сварочные аппараты, применяемые электриками, имеют меньшие габариты и вес, что позволяет достигать необходимой мобильности при выполнении электромонтажных работ.

Аппарат для сварки проводов

Принцип работы аппарата

Существуют специально разработанные компактные, лёгкие, переносные аппараты для электросварки в электротехнических целях. Для сварки медных проводов используется постоянный ток прямой полярности.

Инструменты для сварки

Это означает, что на держатель электрода подключается «плюс», а на заземляющий провод, который сварщики называют «массой» подаётся минус. Иногда некоторые типы электродов, покрытых медью, требуют обратной полярности. В зависимости от поперечного сечения и количества проводов изменяется сварочный ток.

Как происходит сварка

Необходимое значение силы тока выставляется при помощи регулятора. В зависимости от типа аппарата, регулируется его выходное напряжение, или ограничивается ток дуги.

Регулятор для изменения тока

Очень часто, когда говорят «сварочные трансформаторы», то имеют в виду устройства, оборудованные регулировкой силы тока с постоянным выходным напряжением. Данное определение является неточным, так как понижающий трансформатор, используемый в сварочных аппаратах, лишь понижает напряжение.

Таблица выбора напряжения для сварки в зависимости от сечения провода

Выпрямление тока осуществляется диодным мостом и фильтром пульсаций, а регулировка дополнительными компонентами.

Таблица выбора тока для сварки в зависимости от сечения провода и их количества

Мастера электросварки, благодаря богатому опыту, используя один лишь трансформатор, могут сваривать провода даже переменным током без регулировки, выдерживая нужное время удержания дуги, определяемое экспериментально.

Трансформаторы для сварки проводов

Но сварка переменным током дает худший результат, и нужно немалое мастерство, чтобы качество соединения не пострадало. Поэтому для новичков необходим нормальный сварочный аппарат, чтобы усвоить азы электротехнической сварки, которые будут описаны ниже.

Как правильно сделать и сварить скрутку

В отличие от монтажа железных конструкций, где преобладает дуговая сварка непрерывным швом, сварка электрических проводников осуществляется после их скручивания.

Поэтому сварочный агрегат электротехника имеет другое распространённое название: » аппарат для сварки скруток». В обязательном порядке нужно зачистить кабель от внешней изоляции на длину 7-10 см., поэтому для применения сварки выступающие из распределительной коробки концы кабелей нужно оставлять более длинными, чем при других видах соединений.

Провода зачищают на длину 7 см, и соединяют согласно схеме в виде скруток, которые в итоге будут иметь длину около пяти сантиметров.

Такая относительно длинная оголённая часть проводников нужна, чтобы изоляция не плавилась при нагреве металла во время электросварки. Конец скрутки обрезают кусачками, чтобы получилась ровная поверхность торца.

ровная скрутка

Прежде чем приступить к сварке, нужно рассмотреть держатель электродов и зажим для заземляющего провода (массы). Держатель подключается при помощи гибкого многожильного провода к плюсовой клемме аппарата.

Зажим (масса) и электрод

Используя самодельные сварочные трансформаторы, необходимо подбирать поперечное сечение провода как можно большим, при этом длина должна быть оптимальной, чтобы можно было достать до распределительной коробки.

Самодельный сварочный аппарат

Конструкция держателя может быть произвольной, главное, чтобы зажимаемый электрод надёжно держался. Для подключения массы используют подпружиненный зажим, в народе называемый «крокодилом», или плоскогубцы, с подключённым к ним заземляющим проводом.

Держатель (зажим) Электрод

Левой рукой зажимают массовый провод на скрутку оголённых проводников немного ниже торца. Держа держатель в правой руке, концом электрода прикасаются к торцу скрутки на одну две секунды.

Необходимо надеть защитную маску или хотя бы очки. Хоть и во время электросварки проводов брызг практически не образуется, после множественно произведённых точечных соединений, из-за ультрафиолетового излучения лицо заметно покраснеет от загара.

Работа со сварочным аппаратом

Сам момент сварки очень короткий. Но, чтобы сделать сварочное соединение хорошего качества нужно хорошо потренироваться. Самая распространённая проблема новичков – это прилипание электрода к свариваемому металлу.

Чтобы «поймать» дугу, необходимо выработать движение, при котором торец электрода во время перпендикулярного касания чуть уходит в сторону, как бы чиркая по скрутке. Время удержания дуги зависит от тока и диаметра свариваемых проводов.

Фокусируя взгляд на торце скрутки необходимо уловить момент, когда металл разогреется до красноватого свечения и образуется характерный шарик расплавленной меди. Свидетельством хорошей сварки будет округлая поверхность шарика и радужные переливы на поверхности медных проводников.

Скрутка после сварки

Нужно дать остыть самому месту точечной сварки и скрутки, которая заметно прогревается, благодаря хорошей теплопроводимости меди, из-за чего не следует слишком долго держать дугу, иначе изоляция начнёт плавиться, о чём будет свидетельствовать характерный запах.

После полного остывания заваренную скрутку изолируют при помощи термоусадочной трубки или изоленты.

Термоусадочная трубка

Сварка алюминиевых проводов

Подобным образом осуществлялась точечная сварка алюминиевых проводов с применением специальных флюсов. Поскольку, согласно ПУЭ, в бытовой электропроводке запрещено применять алюминиевые провода, сечением меньше 16 мм², то данный тип сварки для начинающих сварщиков-электротехников встречаться практически не будет.

Поскольку профессиональные компактные сварочные аппараты с инвертором (импульсным блоком питания) являются слишком дорогими, при наличии ненужного железа (магнитопровода старого трансформатора) можно попробовать самостоятельно изготовить трансформатор для электросварки.