Угольные электроды для сварки медных проводов

Угольные электроды для сварки относятся к неметаллическим неплавким электродам. Они почти не расходуются во время работы и не требуют частой замены, что очень удобно. Данный вид расходников не очень распространен и используется преимущественно в промышленности. Встретить их в частном хозяйстве практически невозможно.

Применение угольных электродов

Этот тип электродов используется для создания отверстий в стальных заготовках. Ими выполняется строжка и резка металла, а также сварка медных проводов. Угольные стержни часто применяются в сталелитейной промышленности, судостроении и других подобных сферах.

Очень часто их можно встретить в работах по горячей сварке чугуна и при сварке тонких изделий. При помощи угольных электродов устраняются дефекты литья, что гораздо выгоднее, чем отливать лист металла заново. Стержни применяются для наплавки твердых составов и сварки цветных металлов.

Особенности сварки

Для работы такими электродами требуется постоянный ток прямой полярности. При сварке обратной полярностью дуга горит нестабильно и происходит науглероживание металла шва, что отрицательно сказывается на его параметрах. Содержание углерода может повышаться вплоть до 1%.

Во время работы нужно учитывать такие особенности:

• Дуга, возникающая при сварке данными стержнями является очень чувствительной к магнитному дутью, газам и ветру.
• Производительность угольных электродов ниже, чем у обычных металлических плавящихся стержней.

Изделия такого типа применяются также при дуговой пайке. Она может быть прямой (когда дуга образуется между электродом и деталью) или косвенной, с использованием дуги, образованной между двумя электродами.

Омедненные электроды круглого сечения предназначены для резки, строжки и снятия фасок. Стержни с прямоугольным сечением применяются для выравнивания дефектов и зачистки поверхностей.

Разновидности угольных электродов

Среди угольных электродов представленных на рынке, можно найти несколько разновидностей:

• Круглые стержни с добавлением меди. Применяются в разных сферах и могут иметь диаметр от 3,2 до 19 мм.
• Бесконечные омедненные. Очень экономичные изделия, которыми можно работать в течение долгого времени. Для них нужна специальная машинка. Диаметр 8 — 25 мм.
• Омедненные плоские. Имеют квадратное или прямоугольное сечение диаметром до 25 мм.
• Полукруглые с добавлением меди. Эти стержни применяются чаще всего. С одной стороны они плоские, с другой круглые. Это позволяет использовать их для любых задач. Диаметр может быть от 10 до 19 мм.
• Полые омедненные.Применяются для стружки и создания U-канавок. Их диаметр может варьироваться от 5 до 13 мм.

Состав и технические характеристики

Основным компонентом угольных стержней является угольный кокс. Помимо него, в составе есть металлический порошок, придающий электроду прочность и смола, соединяющая все компоненты. Диаметр таких электродов может быть различным — от 1,5 мм до 300 мм.

Помимо размеров и сечения, угольные электроды имеют и другие параметры:

• Сила тока, которая подается на электрод. Она зависит от материала и оборудования, с которым вы работаете.
• Формы и размеры канавок. Они зависят от конца стержня и его размеров. Самыми популярными являются большие электроды, которыми можно работать с массивными деталями.
• Толщина срезазависит от мощности тока. Но здесь нужно внимательно следить за тем, чтобы изделие выдержало и не проплавилось.

Маркировка и обозначения

По большей части в маркировке угольных электродов можно встретить только буквенные шифры. Цифры в названиях моделей означают диаметр и длину стержня.

• буква “С” — означает что электрод сварочный;
• “К” — круглое сечение;
• “ВД” — воздушно-дуговая сварка;

Наиболее популярные марки

На рынке можно встретить 2 основные разновидности угольных электродов. Это СК и ВДК. Они соответственно предназначены для обычной и воздушно-дуговой сварки.

На российском рынке чаще всего встречаются электроды Arcair от Esab. Ими выполняются такие работы:

• устранение дефектов;
• ремонт изделий и конструкций;
• удаление швов;
• подготовительные работы;
• удаление лишнего материала;
• обрезка лишней арматуры и фрагментов изделий.

На этом видео можно увидеть, как выполняется воздушно-дуговая сварка:

Заключение

Угольные электроды применяются в промышленном производстве при работе с особыми конструкциями и изделиями. Они отличаются высокой экономичностью и малым расходом. В большинстве случаев их используют вместе со специальным сварочным оборудованием, с которым они показывают наибольшую эффективность.

Соединить несколько медных проводов можно разными способами. Сварка занимает среди них особое место, поскольку по надёжности является одним из лучших методов. Полученное таким образом соединение отличается прочностью, хорошей электропроводимостью, отвечает максимальным требованиям безопасности и служит долгие годы. Для сваривания проводов применяют графитовый электрод, обладающий несколькими неоспоримыми достоинствами.

Достоинства графита, принцип сварки проводов

Особенностью этого вида электродов является их способность проводить ток и при этом не плавиться, что свойственно электродам иных типов. Графитовый электрод может выпускаться с разными формами наконечников, различной длины. Бывает обычный или омеднённый (имеющий медное покрытие, до 5% состава). Среди достоинств этого вида электродов выделяют следующие:

• невысокая цена, доступность, медленный расход;
• материал стержня не прилипает к соединяемым элементам;
• графит нагревается до температуры плавления металла очень быстро;
• для появления дуги достаточно тока 5–10 А.

Кроме того, если сварка медных проводов осуществляется графитовым электродом, то получаемое соединение получается устойчивым к коррозии и термостойким, а сами электроды не склонны к образованию трещин в процессе работы.

Для того, чтобы не допустить плавления изоляции проводов к месту выхода скрутки из изоляции присоединяют металлический радиатор (чаще всего медный, поскольку медь имеют высокую теплопроводность). Тепло от скрутки отводится за счёт большой площади контакта. Перед сваркой медных проводов их нужно подготовить, очистить от изоляции и/или лакового покрытия. Скрутку нужно делать плотно, чтобы витки тесно прилегали друг к другу, длина скрутки должна составлять 5-6 см. Концы проводов должны быть отрезаны на одинаковом расстоянии, чтобы ни один из них не оказался вне зоны действия сварки.

В месте крепления радиатора к проводам присоединяется зажим «массы» аппарата, после чего к обрезанным краям подносится графитовый электрод. Контакт должен быть кратковременным, не более 1 секунды. После прекращения контакта на конце скрутки образуется шарообразный участок расплавленной меди.

Применение и особенности работы

Понятно, что графитовый электрод используется не только для сварки проводов — область его применения гораздо шире. Для предварительной обработки металла перед сваркой или другими видами обработки, резки металлических заготовок, обработки кромок металла — для всех этих задач применяется данный вид электродов. Использование графита позволяет быстро и эффективно срезать заклёпки, осуществлять прошивку элементов из легированной или углеродистой стали. Применяются также специальные стержни для плавления стали, чугуна и сплавов в электротермических печах. Они изготавливаются с ниппелями, что позволяет соединять их между собой, из-за чего подача электрода в печь осуществляется непрерывно. Использование электродов из графита для дуговой резки металла снижает количество брака.

Электроды из графита применяются также в следующих процессах:

• сварка изделий из цветных металлов;
• заварка изъянов, полученных при литье;
• сваривание тонколистовых металлических элементов;
• наплавка твёрдосплавных частей к основе.

Работа с графитовым электродом может проводиться и с присадочным материалом. Пруток из материала, который используется в качестве присадочного, может подаваться в процессе сварки или укладываться заранее в место расположения шва.

Нужно помнить, что работа с этим видом электродов имеет свои особенности. При длительной сварке, чтобы материал стержня не расходовался слишком быстро, и дуга была устойчивой, нужно на электрод подавать минус (то есть должна применяться прямая полярность). Внешние факторы оказывают заметное воздействие на стабильность дуги. КПД при работе с графитом ниже, в сравнении с плавящимися электродами. Соединения, полученные в результате сварки получается не очень пластичными, не исключается появление пустот. Сама по себе работа, если применяется угольный или медно-графитовый стержень, значительно отличается от сварки обычными электродами, поэтому к ответственным задачам следует допускать лишь опытный персонал.

Требования техники безопасности и цены

Электропровода, которые свариваются между собой, необходимо предварительно отключить от сети. Средства личной защиты (одежда, перчатки, маска) нужны при производстве любых сварочных работ. В непосредственной близости не должно быть легковоспламеняющихся материалов. Если производится сварка большого количества скруток, перед тем, как приступить к следующей, нужно дождаться остывания уже готовой — просто чтобы исключить ожог. Все готовые скрутки следует изолировать при помощи изоленты или термоусадочных трубок.

Расценки на разные виды графитовых электродов могут значительно отличаться. Цена изделий диаметром 8–10 мм от 10 до 80 рублей за штуку, в зависимости от вида (обычный или омеднённый), производителя и величины приобретаемой партии. Кроме того, существуют крупные графитированные электроды, применяемые в электротермических рудных или сталеплавильных печах. Такие стержни имеют диаметр 75–500 мм и продаются от 70 до 150 тыс. рублей за тонну.

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.