Сварка кабелей самодельными и магазинными сварочными аппаратами

Сварка проводов — это один из разрешенных в ПУЭ методов соединения. Данный способ выделяется повышенной надежностью и гарантирует минимальное переходное сопротивление скрутки. Поэтому если необходимо выполнить надежную и долговечную проводку, то лучше всего воспользоваться именно сваркой.

Технология сварки проводов

Технология сварки электропроводки основана на расплавлении токоведущих жил и их дальнейшем сплавлении друг с другом. Весь процесс протекает при высоких температурах порядка 1000°C, когда металл проводников находится в жидком состоянии. Нагрев осуществляется с помощью электрического тока в десятки и даже сотни ампер.

Почему не получится паяльником

Паяльником сварить провода не получится. Сварка и пайка — это вещи абсолютно разные. При спаивании проводники соединяются посредством припоя. Он затекает между токоведущими жилами и играет роль электропроводящего клея. При сваривании контакт получается иным образом. Проводники расплавляются и, находясь в жидком виде, смешиваются друг с другом. Полученное соединение на порядок надежнее пайки.

Аппараты для сварки проводки

Чтобы сварить несколько медных проводов, необходимо кратковременно пропустить через место будущего соединения большой ток. В подавляющем большинстве случаев в качестве источников столь высоких токов выступают устройства 2 типов:

1. Железный трансформатор. Простой и надежный аппарат.
2. Сварочные инверторы. Современное, удобное решение.

Аппарат из железного трансформатора

В основе такого аппарата для сварки проводов лежит мощный трансформатор с железным сердечником. Идеально, если он советского производства, ведь техника тех времен выполнялась с запасом по мощности.

Трансформатор берет от розетки 220 В и понижает их до низкого и безопасного для человека напряжения 12-48 В. При этом ток в выходной обмотке достигает значений порядка 25-250 А. Выходные параметры трансформатора рассчитываются заранее или подбираются путем изменения количества витков вторичной обмотки.

У железных трансформаторов есть весомые преимущества:

• надежность,
• простота ремонта,
• неприхотливость к условиям работы.

Имеются и недостатки:

• в железном трансформаторе не получится легко и быстро выставить нужный выходной ток,
• большой вес, начиная примерно от 5-7 кг.

Современная инверторная сварка

Современные устройства на полупроводниках, микросхемах и транзисторах — это те же сварочные аппараты, которыми сваривают железные трубы и заборы. Только для оплавления медной проводки необходимы другие типы электродов.

Сварка инвертором имеет следующие плюсы:

• легкий вес,
• возможность выставить требуемое значение тока с точностью до 1 А.

Минусы:

• сложный ремонт, требующий опыта и знаний в электронике,
• аппарат нужно содержать в чистоте и сухости, иначе он сгорит в неподходящий момент.

Это интересно. Существует необычный способ соединения — ультразвуковая сварка. Он позволяет сплавлять на молекулярном уровне то, что на первый взгляд невозможно соединить подобным образом. Например, припаять медный проводник к стеклу или керамике.

Как сделать сварочный аппарат своими руками

Изготовить сложный сварочный инвертор — занятие заранее провальное. Технически это возможно, но практически гораздо проще, быстрее и дешевле купить готовый источник тока. С железным трансформатором легче. Поэтому самодельный аппарат для сварки проводов легче сделать именно из него.

Расходные материалы и инструменты

Большинство инструментов и материалов для сборки доступны в домашних мастерских и электротехнических магазинах любого города. Сложности вызовет только поиск трансформатора. Не везде получится купить подходящий по мощности. Как вариант, можно поискать нужный на барахолках, блошиных рынках или поспрашивать у знакомых с заводов и предприятий.

Более подробный перечень необходимых инструментов и материалов выглядит следующим образом:

• понижающий трансформатор,
• материалы для крепежа и корпуса,
• медные гибкие провода большого сечения от 35 кв. мм,
• слесарные и измерительные инструменты, отвертки, ножовка по металлу и т. п.

Дополнительная информация. В качестве проводов для выходного тока отлично подходят гибкие многожильные AWG кабели в силиконовой изоляции. Их защитное покрытие выдерживает высокие температуры. Сам проводник мягкий и податливый для руки. С такими проводами удобнее работать и лазить по распределительным коробкам под потолком.

Инструкция по сборке

Сборка аппарата своими руками потребует минимальных навыков работы с ручным инструментом. Для удобства процесс изготовления следует разбить на 5 этапов:

1. Подготовка корпуса. Он выбирается исходя из габаритов трансформатора.
2. Поиск и монтаж трансформатора. Проверка его работоспособности.
3. Подбор питающего кабеля. Защита аппарата от перегрузки.
4. Установка выходных клемм. Другие способы соединения.
5. Выбор и монтаж держака и электрода. Самодельные альтернативы.

Корпус сварочника

Проще всего использовать готовый корпус от какого-либо электрического прибора. Например, от зарядного устройства авто или подходящего по размеру бесперебойника от компьютера. Желательно, чтобы корпус был из диэлектрического материала (пластик, карболит). Это станет плюсом в пользу безопасности будущего устройства. Если никакой из перечисленных вариантов не подходит, то проще всего сделать корпус из тонколистового железа толщиной 1-3 мм.

Подбор трансформатора

Нужный трансформатор иногда возможно найти в магазинах. Другой вариант — поискать у знакомых или намотать самостоятельно.

Первичная обмотка трансформатора рассчитывается на 220 В. Железо подбирается исходя из габаритной мощности в 200-1000 Вт. Маломощные трансформаторы пригодны для сварки тонких проводов, а высокомощные — для толстых.

Вторичная обмотка трансформатора наматывается проводом от 35 кв. мм, ведь ей предстоит испытывать токи короткого замыкания. В качестве материала выходной обмотки лучше использовать медь. Это уменьшит потери на нагрев.

Питающие кабели

Сетевой провод питания 220 В подбирается исходя из мощности трансформатора. Для устройств с потреблением 1 кВт его сечение берется не менее 4 кв. мм. Толстый кабель лучше и тем, что его сложнее надломить или порвать в условиях ремонта и прокладки проводки.

Для защиты аппарата нелишним будет в цепи первичной обмотки установить плавкий предохранитель или автоматический выключатель. Так трансформатор будет защищен от перегрузки по току.

Применение клемм

По возможности стоит избегать применения клемм. Они имеют свойство со временем разбалтываться и обгорать, особенно на больших токах вторичной обмотки трансформатора. Самые надежные соединения выполняются сваркой, пайкой или опрессовкой.

Однако в некоторых случаях клеммы — это удобно. Например, на выходе сварочного трансформатора. Применяя клеммы, можно переносить аппарат отдельно от его проводов. Главное следить, чтобы во время работы клеммы не окислялись, не болтались и не перегревались. Периодически допустимо убирать загрязнение при помощи напильника.

Держатель для электрода

Сварка осуществляется графитовым электродом, покрытым тонким слоем меди. Такая комбинация обеспечивает хорошую проводимость меди в сочетании с жароустойчивостью графита. Подобные электроды имеются в продаже.

Если же найти их не удалось, то можно изготовить самостоятельно из графитовой щетки электродвигателя. Ее следует взять покрупнее и выпилить ножовкой по металлу до желаемого размера.

Держак выполняется из пары медных шин и болтов для затяжки. Приспособление должно надежно зажимать графитовый электрод.

Инструменты и материалы для сварки

Одного сварочника недостаточно для того, чтобы выполнить качественное соединение проводов. Полный список всего необходимого выглядит следующим образом:

1. Сварочный аппарат. Инверторный или трансформаторный.
2. Электроды. Медно-графитовые покупные или самодельные.
3. Средства защиты. Очки, перчатки.
4. Ручной инструмент. Пассатижи, кусачки.

Сварочный аппарат

Сварочный аппарат преобразует напряжение из сети в безопасное для здоровья. Дополнительно он создает гальваническую развязку между человеком и розеткой.

Графитовые электроды

Медно-графитовые и угольные стержни выдерживают огромные температуры. В процессе работы они нередко раскаляются добела. При этом сам электрод практически не разрушается. Работая с ними, следует быть осторожным. Графит — материал хрупкий. Электрод способен треснуть от случайного удара о твердую поверхность. Купить новый в ближайшем магазине не получится.

Средства индивидуальной защиты

При сварке проводов появляется ряд опасных для здоровья факторов. Наиболее весомые из них таковы:

1. Яркое излучение от электродов. Для защиты от вспышек принято использовать сварочные маски или очки. Они защитят глаза от слишком сильного светового излучения дуги, а лицо от возможных искр.
2. Высокая температура сварки свыше 1300°C. Здесь пригодятся перчатки из негорючих материалов. Обжечь может не столько прикосновение к раскаленному металлу, сколько его брызги и искры.
3. Риск поражения электрическим током. Подобные устройства для сварки работают от розетки. Не всегда с ними обращаются достаточно аккуратно. Поэтому возможно повреждение изоляции и попадание корпуса аппарата или его вторичной обмотки под потенциал сети. Для защиты от этого фактора пригодятся знания в электрике, технике безопасности и здравый смысл.

Прочий инструмент для сварки проводов

Из ручного инструмента пригодятся пассатижи, кусачки и нож. Возможно, понадобится и другой инструмент, но его уже каждый выбирает исходя из собственной технологии сварки проводов. Пассатижи нужны, чтобы держать спаиваемую скрутку. Кусачки — чтобы подрезать ее до нужной длины. Нож — для снятия изоляции с проводов. По сути, все перечисленное возможно сделать одними только пассатижами, но это будет не так удобно, как использовать отдельный инструмент для каждой операции.

Дополнительная информация. Возможно немного схитрить. Один из проводов выходной обмотки нужно подключить к старым ненужным пассатижам. Для этого к ним приваривается винт. Затем с помощью гаек и медного наконечника на винт подключается провод от трансформатора. Во время работы свариваемые провода удерживаются этими же пассатижами.

Как варить медные провода

Сварка медных проводов не требует большого опыта. Порядок работы таков:

1. Токоведущие жилы зачищаются от изоляции. Затем оголенные проводники скручиваются.
2. Со стороны изоляции к скрутке подключается один из сварочных проводов. Это удобно делать при помощи пассатижей или каких-либо самодельных зажимов.
3. К противоположному концу скрутки необходимо прикоснуться угольным электродом. Загорится небольшая сварочная дуга. Конец скрутки расплавится. При необходимости операция повторяется несколько раз до образования на конце соединения прочной аккуратной капли расплавленного металла.
4. После сварки полученную скрутку необходимо заизолировать монтажными колпачками, термоусаживаемой трубкой или изоляционной лентой.

Сваривание проводов из алюминия

Сварка алюминиевых проводов графитовым электродом возможна, но требует некоторого опыта. В расплавленном виде алюминий более текучий чем медь. Поэтому во время жидкой фазы он способен просто вытечь с места соединения. После застывания также есть особенности. Алюминий хрупкий, токоведущая жила легко обламывается в месте сварки.

Дополнительная информация. Гораздо удобнее сваривать алюминиевую проводку газовой горелкой. Для этого заранее подготовленная скрутка нагревается пламенем. Затем тонким железным прутком (гвоздь, отвертка) необходимо разорвать оксидную пленку и позволить металлам свариваемых жил перемешаться друг с другом. Это сложно, требует практики, но гарантирует самое надежное соединение алюминиевых токоведущих жил.

Сварка термитной смесью

Термитная сварка применяется редко. Ее используют на проводах большого сечения и только на открытом воздухе. Свариваемые провода помещаются в огнеупорный стакан. В него засыпается термит — порошок из алюминия и оксида железа. Смесь поджигается и горит при температуре 2300-2700°C. Жар расплавляет провода и сваривает их между собой.

Способ не годится для неподготовленного человека и неприменим в домашних условиях. Он крайне пожароопасен. При горении термитной смеси выделяются вредные газы. Из огнеупорного стакана вылетают раскаленные искры и капли металла.

Скрутка проводов перед сваркой

Сварка кабелей выполняется, как правило, в распределительной коробке. Поэтому более всего она пригодна для разветвительных скруток, в которых есть один приходящий (питающий) провод и множество отходящих на розетки, выключатели и прочие потребители.

Сваривание медных проводов с алюминиевыми

Нежелательно прибегать к сварке жил из разных металлов. Однако если необходимо сплавить медный провод с алюминием, то работа выполняется по следующему алгоритму:

1. Проводники зачищаются от изоляции. Если на них имеется слой окисла, то его необходимо соскоблить ножом.
2. Алюминиевая жила накручивается на медную. Виток к витку. С максимально плотным прилеганием.
3. Соединение пропитывается специальным флюсом для снятия оксидной пленки с алюминия. Например, Ф-64 и подобные.
4. Непосредственно сварка выполняется так же, как и для медных кабелей. Стоит помнить про хрупкость алюминия и не гнуть лишний раз контакт.

Параметры сварочного тока

Под параметрами подразумевается сила тока, напряжение и время сварки. Здесь у каждого свое мнение и понимание того, как нужно правильно настраивать дугу. Необходимое значение тока можно выставить, пользуясь инверторным сварочным аппаратом ресанта. Трансформаторные устройства подобным функционалом не обладают. Усредненные параметры для сварки проводки приведены в таблице.

Сварка обеспечивает наиболее качественное и надежное электрическое соединение проводки. Такой способ требует некоторого опыта и наличия оборудования. Однако полученный контакт будет обладать повышенной надежностью и прослужит не меньше, чем сами провода.

Для сваривания необходим мощный источник тока, графитовые электроды и средства индивидуальной защиты. Во время работы следует остерегаться ярких вспышек дуги и раскаленных электродов. Нужно учитывать и то, что устройство работает от сетевого напряжения. Поэтому необходимо соблюдать элементарные правила электробезопасности.