Инвертор для сварки медных проводов

Медные провода практичнее алюминиевых, их часто используют для проводки в частных домах, прокладывают при ремонте квартир. Допускается несколько способов оформления стыков кабеля: их крепят клеммами, пайкой. Разрешается опрессовка или сжим скрутки, но самое надежное соединение образуется при расплаве меди. Для сварки медных проводов на линии или в распределительной коробке используют точечную технологию. Необходимо расплавить скрутку до однородной структуры, чтобы не повышалось сопротивление в цепи. Делается это для пожаробезопасности.

Особенности сварки медных проводов

Медь хорошо плавится и быстро насыщается водородом, окисляется в расплавленном состоянии. Температура плавления медных сплавов не более 1000°С. Для защиты металла при сварке медных деталей используют аргон или углекислый газ, но провода варить в защитной атмосфере экономически нецелесообразно. Для сварки медного кабеля используют обычные аппараты, генерирующие постоянный или высокочастотный переменный ток и напряжение от 15 до 30 В.

Желательно, чтобы рабочий ток регулировался, для скрутки одной жилы сечением 1,5 мм 2 нужен ток 70 А, для соединения трех проводов потребуется увеличить ампераж до 90–100 А. Для монтажа медной проводки в доме с подключением мощного электрооборудования необходимо выбирать сварочные аппараты до 120 А. Если нет оптимального тока, дуга будет прерываться, электрод начнет залипать.

Пайка или сварка медных проводов – что лучше?

Самый простой и эффективный способ пайки – погрузить место контакта в расплав припоя. Для небольших схем такой метод годится. Но при монтаже линий из медных проводов не подходит. Пайка оловянными припоями на весу требует навыков, новички с такой работой не справятся, велик риск травмирования. Соединение проводов своими руками контактной сваркой намного безопаснее.

Еще одно преимущество сварки – не изменяется химический состав проводов, в сплав не попадают частички припоя. Электропроводность медного кабеля в месте скрутки не меняется. Сварка проводится быстрее пайки, не нужно предварительно лудить контакты, подбирать паяльник по мощности под размер кабеля. Есть многожильные шнуры, которые пропаять невозможно.

У сварки есть единственный недостаток: если нет навыков, можно повредить целостность изоляции медного провода.

Аппарат для сварки

Для сварки для медных проводов используют любой генератор тока: трансформатор, выпрямитель, инвертор. Клещи для контактной сварки подключают к автомобильным аккумуляторам, соединяют два последовательно, выводят контакты к электродам. Мощности хватает для соединения кабеля с жилой 5 мм. Большой объем с аккумуляторами не сделаешь, необходим сварочный аппарат.

Инвертор

Преимущества современных инверторных аппаратов очевидны:

• ими можно сварить провода любого сечения;
• они не боятся «провисания» напряжения в сети, снижают риск залипания электрода, пережога медных скруток;
• есть облегченные модели, выдающие ток до 150–200 А;
• работают от стандартной сети, не нужно подключаться к трехфазному току.

Работать с инвертором проще, чем с трансформатором. Для сварки постоянным током прямой полярности плюс подключают к держателю электрода, минус – к свариваемому медному проводу.

Трансформатор

Громоздкие аппараты старого типа сложно перетаскивать с места на место, зато трансформаторы способны генерировать ток в пределах 400 А. Трансформатор подходит для работы с постоянным током прямой или обратной полярности. Им проводят сварку медных шин в распределительных щитках, соединение скрученных проводников большого сечения. Подключают трансформатор также, как инвертор: «+» на электрод, «-» на скрутку. У трансформантов хорошая производительность, но в процессе работы они сильно гудят, греются, их периодически отключают, дают остыть. При включении они «просаживают» сеть, но затем напряжение стабилизируется. При работе с трансформатором следует это учитывать.

На базе понижающего трансформатора мощностью до 150 А напряжением от 12 до 38 В из бытовой техники можно сделать сварочный аппарат самостоятельно: намотать на него необходимо число витков кабеля. Рассчитать их количество можно по таблицам. Если включить в электросхему диодный мост, он будет стабилизировать дугу. Держатель приобретают в магазине или используют вместо него зажим троллейбусного контактора. Зажимные токопроводящие клещи делают из пассатижей – к одной ручке прикручивают контактную клемму. Обязательно делают заземление самодельного аппарата.

Технология сварки скруток медных проводов

Соединение заключается в расплавлении свариваемых проводников дугой при пропускании тока, зажимное устройство уплотняет структуру диффузного слоя. Стоит рассмотреть процесс сварки скруток медных проводников подробнее. Пошаговая инструкция:

1. Концы соединяемого кабеля зачищают, снимают изоляцию на расстоянии до 7 см, чтобы проводка не пострадала в процессе работы.
2. Жилы или нити складывают параллельно, их необходимо плотно скрутить между собой, тип скрутки значения не имеет, но при осевой стыковке по направлению проводников друг к другу сваривать скрутку сложнее.
3. Длина скрутки должна достигать 5 см, излишки волокон обрезают. Провода помещают между контактами или в самодельное прижимное устройство на расстоянии 2–3 см от края.
4. После касания проводников электродом возникает электродуга, ее удерживают не более 2–3 секунд в зависимости от толщины проводников.
5. Медь расплавляется в зажимном устройстве, образуется прочное соединение.
6. Остывшие соединенные проводники обматывают изоляционной лентой или надевают на нее термоусадочную пленку.

Рекомендованные режимы тока:

• для соединения проводников сечением 1,5 мм 2 :

— скрутка из двух проводов – 70 А;

— скрутка из трех проводов – от 90 до 100 А;

— из 4-х – от 100 до 120 А;

• для соединения 5 мм сердечников максимальный ток – не более 150 А.

Перед монтажными работами желательно потренироваться на обрезках кабеля. Понять, что медь расплавилась, можно по рыжему валику на конце проводника.

Выбор электродов

Дугу разжигают угольным стержнем или графитовым электродом с омеднением, его еще называют «графитовый карандаш». Дуга у черного угольного стержня выше, чем у серого «графитового карандаша», расход электродов небольшой.

Если нет угольных электродов, мастера используют графитовые сердечники пальчиковых батареек.

При сварке стыков кабеля необходимо позаботиться об индивидуальной защите от поражения током, не стоит пренебрегать заземлением. Огнетушитель лучше держать под рукой.

При проведении электромонтажных работ возникает необходимость качественного сращивания проводов, чтобы снизить переходное электрическое сопротивление, возникающее между контактирующими проводниками. Прочное, максимально монолитное соединение обеспечивает лучшие условия для надежной, безопасной работы электроустановок.

Существует несколько вариантов соединения медных проводов, но по надежности сварка является самым лучшим. Полученная спайка отличается хорошей электропроводимостью, высокой прочностью, поэтому, отвечая требованиям электробезопасности, способна прослужить долгие годы.

Соединение жил своими руками осуществляют с помощью зажимов, клеммников, опрессовки, пайки или сварки. Наиболее надежным признан метод сварки, поскольку монолитная структура имеет низкое переходное сопротивление, практически не нагревается и обеспечивает высокую пожаробезопасность.

Для разводки проводов часто используется медная жила. Чтобы получить надежное соединение из нескольких проводников, требуется проделать следующие действия:

• При помощи ножа или специального инструмента аккуратно снять отрезок изоляции 60-80 мм длины. При меньшей длине под действием температуры она будет плавиться. Разделка производится вдоль проводника, что исключает его повреждение.
• Оголенный участок тщательно зачищается, если необходимо обрабатывается наждачной шкуркой.
• Скрутку выполняют, добиваясь плотного прилегания жил. Это предупредит их ломкость, вызванную действием высоких температур.
• Зажав готовую скрутку при помощи плоскогубцев, пассатижей, торчащие концы подравнивают.
• Сварка выполняется по торцам жил, направленных вниз, под острым углом. В зависимости от полученного общего сечения скрутки процесс сваривания занимает 1–2 секунды.
• Торец обжигают электродом, стараясь сделать из расплавленной меди аккуратный шарик.
• На завершающем этапе полученную спайку изолируют при помощи термоусадочной трубки, намоткой изоляции.

Сварка между собой медного и алюминиевого электропровода выполняется аналогичным образом, единственное отличие в подготовке соединения. Медную жилу оставляют прямой, а алюминиевую наматывают по спирали вокруг нее. Нанеся на алюминий флюс для удаления оксидной пленки с поверхности металла, осуществляют сваривание.

Чтобы предупредить плавление изоляции, перед ней на оголенном участке присоединяют металлический радиатор, чаще из меди. Его большая площадь и высокая теплоемкость материала хорошо отводят избыточное тепло. В месте его установки крепится зажим «массы» аппарата, к подготовленному краю подносится электрод и осуществляется сварка проводов.

Предпочтение отдается неплавящимся графитовым электродам, угольным с медным покрытием. Если нужного электрода нет, то подойдет щетка от коллекторного электродвигателя, угольный стержень от батарейки. Для получения качественного соединения их «обмедняют», используя для этих целей прутки из меди, бронзы.

Поскольку нагрев электродов происходит быстро, а температура дуги многократно превышает температуру плавления меди, все работы проводят оперативно.

Отличительной характеристикой графитового электрода является его способность хорошо проводить ток, устойчивость к высокой температуре. Графитовые изделия выпускаются различной длины, с разной формой наконечников. В обычном исполнении или омедненные. Обладают следующими достоинствами:

• Приемлемая цена, доступность приобретения.
• Отсутствие прилипания к нагреваемым элементам.
• Устойчивость электродов к образованию трещин.
• Минимальное время нагрева.
• Для образования устойчивой дуги достаточно силы тока 5–10 А.
• Соединение получается термостойким, устойчивым к коррозии.

Долгие годы основным сварочным оборудованием являлись трансформаторы, генераторы, выпрямители, но теперь предпочтение отдается приборам инверторного типа. Их основные преимущества:

• отсутствие прямой зависимости выходного напряжения от входного, как у трансформаторов;
• при увеличении тока не происходит «пережигание» свариваемого металла;
• при падении напряжения отсутствует «залипание» электрода, «недожигание» металла;
• небольшой вес, удобство переноски, использования.

Инверторное оборудование потребляет меньше электроэнергии, поэтому его можно спокойно подключать к домашней электропроводке, не переживая, что произойдет сбой в работе бытовых электроприборов или сработают предохранительные пробки. Выдаваемое постоянное напряжение с преобразованием токов высокой частоты свободно удерживает сварочную дугу, поэтому эффект «залипания» электрода наблюдается крайне редко.

Все аппараты инверторного типа разделяют на домашние, профессиональные, промышленные. Отличие заключается в предполагаемом режиме нагрузки. Для домашних работ достаточно прибора, обеспечивающего полчаса непрерывной работы, для промышленных масштабов – многочасовое интенсивное использование.

Для сварки электропроводов, выполнения непродолжительных работ любого типа подойдут сварные приборы с максимальной силой сварочного тока 160 А, мощностью 500 Вт. Например, электронные инверторного типа для сварки металлов фабричного производства. Они имеют приемлемую цену, небольшие размеры, массу около 3 кг, но их сложно ремонтировать. К их достоинствам относят:

• Большие пределы регулировки тока.
• Качественное соединение скруток любых диаметров.
• Легкость обучения.

В отдельных случаях инвертор необходимо изготовить самостоятельно. Чтобы упростить задачу, берется трансформатор заводского изготовления или с первичной обмоткой, вторичная перематывается самостоятельно. Специалисты утверждают, что мощность прибора должна составлять 500-1000 Вт, а сердечник иметь в сечении 25 мм2. Первичную обмотку 220 В следует выполнять медным проводом ПЭВТ в защищенном исполнении Ø 1,5-2 мм. Для вторичной обмотки напряжением 18-24 В используют медный провод 15-20 кв. мм.

Оптимальным является выходное напряжение 12-24 В. При значениях, превышающих номинальные, происходит перегрев скрутки, как следствие, качество меди ухудшается, она начинает крошиться, разлетаться. Поэтому требуется понижать напряжение, а ток сварочной дуги увеличивать. Для этого вторичную обмотку перематывают, разделив на две ровные части. Их наматывают одновременно и соединяют параллельно. Если сборка сделана правильно, то дуга горит устойчиво, электрод не залипает. Если он прилипает, то ток сварочной дуги слабый, недостаточно мощности трансформатора.

Используя стандартные трансформаторы напряжением 36 В, падение напряжения до нормальных значений получают увеличением длины сварочных кабелей до трех метров. Но возникает опасность, что не хватит мощности для выработки необходимой силы тока.

Еще один вариант – установка силового мостового выпрямителя с конденсатором. Посадка выпрямительного моста с током 90-100 А осуществляется на радиаторе, а конденсаторная емкость 5000. 10000 мкФ, набираемая параллельно из конденсаторов меньшей емкости, «плюсом» прикладывается к электроду. Заряда конденсатора хватает на 2-3 секунды поддержания устойчивой дуги.

В быту и на производстве очень часто приходится собирать конструкции из различных материалов. При этом способ соединения деталей зависит от их конструктивных особенностей и может быть разъемным или нет. Что же касается металлических изделий, таких как провода, то для них применяется скрутка или сварка.

Однако при первом способе происходит окисление в месте соединения, поэтому его применение ограничено. В это же время второй метод предполагает надежную и качественную сборку. Для его выполнения используют аппарат для пайки медных проводов, использование которого в последнее время получило достаточно широкое распространение.

Конструктивные особенности оборудования

Прибор для сварки медных проводов должны обладать определенными свойствами и работать с ними может только специалист, имеющий навыки в этом деле. Это связано с тем, что температура плавления у этого материала составляет 1080°C. Однако при нагреве до 300°C медная проволока становится хрупкой и может сломаться, поэтому и нужны навыки в ее сварке.

Выполняться она может переменным или постоянным током, а такая универсальности присуща многим сварочным аппаратам с проволокой, электронно-лучевым и даже трансформаторам. Возможно использование и других способов для соединения медных проводов.

Но так как этот процесс проводят обычно при напряжении в 12 или 36 В, то лучше выбирать аппарат с возможностью регулировки силы тока. В таком случае сварка займет минимум времени. В процессе образуется устойчивая капля, которая крепко соединяет медные скрутки.

Но, выбирая силу тока, нужно учитывать не только сечение, но и число жил в проводе. Для выполнения соединения используют электроды, содержащие медь в своем составе.

Сфера применения сварочного аппарата

Оборудование этого класса пригодно для эксплуатации в различных отраслях. С его помощью можно выполнять работы на следующих объектах:

• Электрощитках и шкафах;
• Распределительных коробках;
• На подстанциях;
• В процессе ремонта электронно-бытовых приборов;
• На производстве.

Но где бы вы не использовали такой аппарат необходимо соблюдать правила техники безопасности и работать только на обесточенных объектах.

Рекомендации по выполнению соединения медных жил при помощи сварочного оборудования

Смотрим видео, сварка проводов своими руками:

Независимо от модели оборудования процесс в целом не имеет отличий и проходит в несколько этапов:

Сначала с проводов снимается изоляция;

Затем делается скрутка;

На подготовленное соединение надевается зажим и подключается масса аппарата;

Регулируется сила и мощность тока;

Осуществляется прогревка электрода;

Выполняется сварка.

При этом отрезок времени за который образуется капля из расплавленной меди весьма небольшой. И если передержать электрод, то это приведет к расплавлению соединяемых жил, но и недодержать тоже нельзя, иначе соединение получится пористым и ломким.

После выполнения сварки и остывания проводов шов изолируют и только после этого допускается подключать напряжение.

Виды проводов для сварочника

Работа инвертора невозможна без его полной комплектации. В нее обычно включают не только сам аппарат, но и кабели. Они представляют собой проводник тока, выполненный из медной проволоки диаметром до 0,2 мм. Несколько таких элементов сплетаются в один пучок, который сверху имеет изоляционное покрытие.

Назначение этого провода заключается в подводке тока от инвертора к держателю электродов. Это необходимо для того, чтобы подключить аппарат к электросети и заземлению. Выбираются провода на основе характеристики агрегата и кабеля и при этом учитываются следующие показатели:

• Длина;
• Площадь сечения;
• Падения напряжения в контуре.

На рынке провода представлены различными видами, что дает возможность приобретать изделие, которое обеспечит максимальную эффективность при применении оборудования. Наиболее популярным у сварщиков считается кабель марки КГ. Он представляет собой гибкий провод, применяемый для подключения агрегата к сети.

Различают несколько разновидностей кабелей, которые отличаются по допустимой нагрузке тока. Кроме того, имеются модификации, рассчитанные на применение в определенных климатических условиях. Например, для северных регионов – это КГ-ХЛ с покрытием из холодостойкой резины, для южных – КГ-Т, устойчивый к появлению грибка.

Выпускается и еще одна марка кабелей для инверторов – КОГ1. Они отличаются наличием гибкой жилы, что позволяет специалисту, работающему с оборудованием спокойно перемещаться, меняя положение электрододержателя без дополнительных усилий.

Для территорий с повышенной пожароопасностью подходят провода марки КГН, повещенные в оболочку из негорючего материала.

Основные характеристики для выбора

Широкий ассортимент оборудования представленный на отечественном рынке несколько смущает неопытных покупателей. Но только на первый взгляд кажется, что модели, отличающиеся ценой, имеют существенную разбежку в параметрах. На самом деле больших отличий в характеристиках и функциональности у аппаратов для сварки проводов нет. Недорогие модели обычно изготовлены в Китае, более качественное оборудование поставляют европейские производители. Однако даже в их продукции могут использоваться китайские комплектующие и в этом ничего плохого нет.

Поэтому выбирая агрегат необходимо обращать внимание на диапазон регулировки сварочного тока. Для использования в быту достаточно и 160-200 А, в то время как для профессиональной деятельности потребуется аппарат с большим диапазоном.

Важна и длительность работы без перерыва. Она зависит от того, на каких токах эксплуатируется аппарат. При высоких значениях реально держать дугу не более 3 минут, при малых продолжительность работы может быть значительно большей. Имеет смысл учитывать и напряжение холостого хода. Чем оно выше, тем лучше будет работать ваше оборудование. В среднем оно не должно превышать 90 В.

Использование аппарата для сварки проводов опускается только в специальной защитной маске. И если провода прилагаются практически каждым производителем, то дополнительные компоненты могут быть не везде.

Выбирая инвертор нужно учитывать и класс защиты. Обычно это IP21, при котором прибор не будет поврежден при попадании на него отвесных дождевых капель и даже крупных частиц. Но даже при таком уровне защиты не стоит использовать оборудование под дождем. Ведь при попадании внутрь аппарата влаги он может сгореть.

Обзор популярных моделей

Одним из самых востребованных аппаратов для сварки медных проводов является ТС 700-2. Он имеет компактные габариты и относится к переносным моделям. Этот прибор рассчитан на работу с жилами сечением не более 24 мм². Чаще всего его используют электрики, чтобы добиться максимально надежного и качественного соединения проводов.

Смотрим видео о данной модели:

В комплектацию аппарата входят сварочные и сетевой кабель, электроды, сумка для переноски, защитные очки. Также каждый агрегат оснащен паспортом и инструкцией по эксплуатации. Стоимость оборудования составляет около 6 тысяч рублей.

Заключение

Сварочный аппарат является сложным прибором, работа с которым требует определенных навыков. Поэтому если имеются сомнения по его применению, то лучше воспользоваться услугами специалистов, что позволит получить гарантированно качественный результат.