Паяльник для сварки проводов

При производстве электромонтажных работ, в частности при устройстве, ремонте или замене электропроводки, невозможно обойтись без соединений проводов. Они обязательно встречаются в распределительных коробках, к ним прибегают при замене неисправного участка цепи.

Одним из видов надежного неразъемного соединения является сварка скруток, когда провода вначале скручивают, а затем сваривают.

Особенности соединений

Существует довольно много способов соединить провода – при помощи винтовых и самозажимных клемм, обжимных гильз, болта и гайки (через шайбу). Но чаще всего, концы проводов соединяют скруткой, то есть попросту скручивают.

Все перечисленные способы имеют один существенный недостаток. Даже при соблюдении правил и технологии производства работ, площадь зоны контакта двух проводников оказывается меньше рабочего сечения жилы.

При достаточно высокой нагрузке (не превышающей, тем не менее, допускаемую) место контакта будет нагреваться. Что может привести к расплавлению изоляции, короткому замыканию, пожару.

Скрутки имеют преимущество перед другими видами соединений, так как у скруток можно повысить площадь контакта проводов. Для этого достаточно пропаять концы жил в скрутке или сварить их.

Соединение пайкой достаточно трудоемко. А если учесть, что распределительные коробки, как правило, находятся на уровне 2,3-2,5 метра от пола, работы выполнять очень неудобно.

Ведь помимо паяльника, необходимо иметь при себе припой, и иногда еще и флюс. И все это на высоте. К тому же, чтобы соединение получилось качественным, его необходимо прогреть в течение довольно длительного времени, что тоже не ускоряет процесс работы.

Преимущества способа

Сварка скрутки является более технологичным видом соединения. Она выполняется быстрее, к тому же не требуется никакой присадочный материал. Оплавляемые концы скрученных проводов образуют прочное соединение, не подверженное электрохимической коррозии.

Для сварки потребуется дополнительное оборудование, и это – единственный недостаток. При отсутствии специального сварочного аппарата для сварки скруток, можно воспользоваться инверторным сварочным аппаратом, а можно изготовить такой аппарат своими руками.

Особенностью сварки скруток является то, что она проводится угольным неплавящимся электродом, который для удобства лучше заточить под конус.

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.

Использование инверторного аппарата

Для сварки скруток можно использовать сварочный аппарат инверторного типа. Преимущества таких аппаратов в том, что при относительно малом весе они обладают значительной мощностью сварки, при этом потребляя небольшое количество электроэнергии.

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.

Самодельный аппарат

Главным компонентом при сборке аппарата для сварки скруток является трансформатор мощностью не менее 600 Вт, с выходным напряжением 12-36 В. Он должен обеспечить такое напряжение при подключении питающего напряжения 220-230 В.

При сборке аппарата необходим прочный металлический корпус подходящих размеров, в котором необходимо предусмотреть возможность установки предохранителя или автоматического выключателя номиналом 16 А.

Питающее напряжение на трансформатор должно подаваться кабелем с медными жилами и сечением не менее 1,5 мм². Лучше использовать для этого кабель типа КГ 3х1,5 с резиновой изоляцией. Корпус прибора и сердечник трансформатора необходимо подключить к заземляющему проводнику.

Для соединения трансформатора с контактом «массы» и держателем используются два провода с сечением 10,0 мм², например КГ 1х10. Длина их должна быть как можно меньшей, что бы избежать потерь тока. Держатель можно использовать от любого сварочного аппарата, отслужившего свой срок.

Угольный электрод можно сделать, разобрав старый элемент питания 373. Сердечник, он же положительный электрод, подойдет для этой цели, как нельзя лучше.

Если такой сердечник заполучить не удастся, можно приобрести в магазине угольные щетки для электродвигателей, применяемых в электроприборах или электроинструментах. Щетка зажимается в держатель и затачивается в форме конуса.

В качестве «массы» удобно использовать плоскогубцы, соединив одну их ручку с трансформатором проводом КГ 1х10. После этого ручки необходимо изолировать. Такое устройство позволит удобно держать скрутку во время сварки. Одновременно плоскогубцы выполнят и роль теплоотвода.

Меры безопасности

Сварка скруток самодельным прибором по эффективности не уступает сварке инверторным аппаратом. При производстве работ необходимо обязательно учитывать вредные факторы, которые появляются при обычной сварке.

Необходимо использовать щитки со светофильтрами для защиты от ультрафиолетового излучения, перчатки и одежду из несгораемого материала. Кроме того необходимо предусмотреть соблюдение противопожарных мер.

Правильное использование оборудования и соблюдение технологии, а также мер безопасности при работе со сваркой, позволит получить надежное соединение кабелей. В конечном итоге повышается надежность всей электропроводки и увеличивается срок ее безаварийного использования.

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.

Положениями ПУЭ сварка проводов рекомендуется как один из наиболее надежных способов их соединения. Преимущества применения такого способа значительно перевешивают немногочисленные недостатки, что делают его популярным среди домашних умельцев и профессиональных электриков.

Плюсы и минусы сварки, ее разновидности

Преимущества, которыми обладает соединение проводов сваркой заключаются в отсутствие переходного сопротивления которое всегда есть при скрутках или болтовых соединениях. Особенно это актуально при прокладке проводки для мощных устройств.

Недостатки заключаются в необходимости купить или сделать самостоятельно сварочный аппарат, предназначенный для скруток.

Сварочные работы требуют наличия некоторых навыков, поэтому электрику, который будет производить сварку скруток, нужно изучить как минимум азы этого ремесла.

При электромонтажных работах на производстве применяются различные виды сварки: стандартная, дуговая точечная, плазменная, торсионная, электронно-лучевая, ультразвуковая или же их различные комбинации. Для бытового применения чаще всего электриками используется устройство для точечной и дуговой сварки, которая работают на угольных или графитовых электродах.

Это решение позволяет получать хорошее качество соединений при минимальной стоимости необходимых устройств и комплектующих.

Изготавливая аппарат для сварки проводов, больше всего внимания надо уделить следующим характеристикам устройства:

• Сила тока которую может выдать аппарат. В идеальном варианте это переменное значение.
• Напряжение, выдаваемые устройством, достаточное для возникновения электрической дуги – обычно это 12-32 Вольт.
• От какого тока работает сварочник – переменный или постоянный. При наличии опыта подобных работ можно использовать переменный, но для новичков настоятельно рекомендуется начинать с постоянного.

Так как для сваривания различных металлов требуется разная сила тока и напряжение, универсальные сварочные аппараты в обязательном порядке могут регулировать эти значения. Кроме того, при соединении разных материалов могут понадобится специальные флюсы которые будут защищать металл от окисления или проникновения в него газов из воздуха. В большинстве своем сварочные аппараты универсального назначения достаточно громоздкие и тяжёлые, но для мелких сварочных работ можно за относительно невысокую цену найти инверторные сварочники, которые идеально подойдут для сварки проводов.

Если выполняется сварка медных проводов, которые применяются в домашней разводке, нет нужды в использовании очень большой силы тока и напряжения поэтому есть возможность применять сварочные аппараты небольших размеров, которые помещаются в стандартный кейс из-под инструментов.

Принцип работы дуговой сварки – схема устройства

Так как для сварки нужен большой ток, то основой любого сварочного автомата является понижающий трансформатор – проигрыш в напряжении всегда сопровождается выигрышем в силе тока и наоборот.

Для преобразования переменного тока в постоянный используется стандартный диодный мост, а для сглаживания пульсаций – конденсатор.

Ощутимый минус использования устройства постоянного тока – диоды и конденсатор используются немаленьких размеров и они значительно увеличивают вес сварочного аппарата, который изначально делается переносным.

Также специалисты рекомендуют на входе или выходе диодного моста поставить добавочное сопротивление, так как диоды «не любят» короткое замыкание в чистом виде.

Многие умельцы вручную собирают себе сварочный аппарат для сварки медных проводов, что выдает дугу от переменного тока и с успехом ими пользуются. Поэтому однозначно утверждать, что нужно применять именно устройство постоянного тока нельзя – каждый выбирает себе необходимую модель по навыкам. Если вручную собирается сварочный аппарат переменного тока, то из схемы попросту выбрасываются диодный мост и конденсатор.

Необходимый навык, который придется освоить для использования сварочного аппарата переменного тока – научиться «на глаз» определять в течение какого времени следует удерживать зажженную дугу электрического разряда, чтобы конец скрутки разогрелся и сплавился.

Наиболее распространенный способ сделать минусовый контакт, которым осуществляется сварка – это старые плоскогубцы, которыми удерживаются провода.

Для фазы берется зажим, которым можно удерживать графитовый стержень. Конструкция зажима может быть самой разнообразной – от винтового соединения до так называемых «крокодилов», как самодельных, так и заводского изготовления. Для соединения с самим сварочным аппаратом применяются кабели сечением порядка 10 мм².

Несмотря на то, что устройство собранное в промышленных условиях на порядок дороже самодельного, всё же его цена не является заоблачной и позволяет приобрести такой сварочный аппарат даже при ограниченном бюджете. Преимущества его использования очевидны – это точно рассчитанная конструкция с регулятором тока, которая позволяет работать с разными типами металлов и количеством свариваемых проводов.

Нюансы процесса сварки проводов

При необходимых навыках сварка проводников не занимает много времени, но чтобы получить качественное соединение настоятельно рекомендуется сначала попрактиковаться на отдельных кусках кабелей. Тем более это надо сделать, если используется аппарат для сварки скруток, что работает с переменным током – к мощности такого устройства нужно привыкнуть. Наглядно весь процесс показан на следующем видео:

Пошагово все выглядит следующим образом:

• Зачистка проводов. Особенностью сварки является необходимость оголять жилы проводов на длину 60-80 мм. Меньше нельзя, так как при сварке провод достаточно сильно нагревается и изоляция будет плавиться.
• Скрутка проводов. Казалось бы, что можно просто сложить жилы и произвести сварку – все равно на конце образуется капля, которая соединит все вместе. Проблемой такого способа соединения может заключаться ломкость проводов – не факт, что она возникнет, но в силу некоторых причин, получившаяся в результате сварки угольным электродом капля приобретает губчатую структуру и подвержена излому. На проводимость это не влияет, но если провода не будут скручены, то могут разломаться.

• Обрезка скрутки. Распушенные концы жил надо обязательно обрезать, чтобы получить ровный срез. Тогда дуга при сварке равномерно прогреет всю поверхность скрутки и капля получится ровной.

• Сварка. Плоскогубцами захватывается скрутка и к её кончику подносится графитовый электрод, пока не возникнет электрическая дуга. Ее надо выдерживать до тех пор, пока не сплавятся концы проводов, образовав гладкую каплю. Следующая скрутка сваривается после остывания предыдущей.

Если дуга не появляется, значит мощность трансформатора недостаточная или используются слишком длинные провода к держателям электродов (их сопротивление мешает получить достаточный ток).

Оптимальный вариант по длине проводов это 2,5-3,5 метра, но в первом случае придется для удобства работы сварочный аппарат ставить на подставку.

• Изоляция скруток. Оптимальным по скорости вариантом здесь будет использование термоусадочных кембриков, но для их прогревания дополнительно понадобится строительный фен или хорошая зажигалка. Также нет никаких помех использовать обыкновенную изоленту – разве что это будет чуть дольше по времени.
• Сварка медного и алюминиевого проводов. В целом, выполняется точно так же, как и обычная – разница только в подготовке проводов. Медная жила остается прямая, а алюминиевая обматывается вокруг нее. Затем на алюминий наносится флюс, который при нагревании убирает c этого металла оксидную пленку, и можно приступать к сварке.

Но если выполнять предписания ПУЭ, то в бытовых условиях вряд ли придется работать с алюминиевыми проводами, так как для прокладки электропроводки запрещено применение таких кабелей, сечением менее 16 мм².

Сварка проводов инвертором

Использование такого устройства является наиболее предпочтительной, так как проводить сварку медных и алюминиевых проводов инвертором гораздо легче, чем самодельными сварочными аппаратами. Это прибор универсального плана, сила тока в котором регулируется в диапазоне до 160 Ампер. Кроме того, что он может сваривать скрутки, это позволяет выполнять работы с металлом толщиной до 5 мм – для домашнего использования такой мощности обычно более чем достаточно.

Обычно такой прибор это прерогатива профессионалов, которые постоянно сталкиваются со сварочными работами, но при этом его можно смело рекомендовать новичкам, которые только осваивают сварку скруток своими руками. Функция «горячего старта», защита от залипания электрода и возможность работы даже при перепадах напряжения позволят начинающему сварщику быстро освоить азы этого ремесла, а профессионалу всегда приятно работать с хорошим инструментом.

Если прибор позволяет регулировать напряжение и силу тока, то «на глаз» какие выставлять значения можно определять по диаметру проводов и их количеству.

Коротко о главном

Сварка концов скруток проводов значительно улучшает проводимость этих контактов, а значит и характеристики сети в целом.

Сварочные аппараты, которые позволяют проводить точечную сварку, есть в свободной продаже, а также достаточно просты конструктивно, чтобы изготовить их самостоятельно. Но во втором случае чаще всего собирают более простые устройства, выдающие переменный ток – такие приборы требуют наличия определенных навыков работы.

На практике нет особой разницы в использовании того или иного устройства – если мастер достаточно опытный, то результат будет хороший в любом случае.