Если для соединения выбраны алюминиевые и медные трубы, процедура отличается. Сначала металлы подвергаются предварительной механической обработке, края обрезаются для крана, а окислы удаляются механическим и химическим способом. Затем следует ряд рабочих этапов
Как спаять медь с алюминием?
Сварка алюминия и меди считается сложным процессом, требующим большого опыта и внимания от исполнителя работ. Эти металлы совместимы лишь в ограниченной степени и довольно быстро окисляются при непосредственном контакте, что влияет на проводимость соединения. Чтобы справиться с задачей, необходимо сначала узнать, можно ли их сварить обычными методами и как это сделать в домашних условиях с помощью паяльника.
Способы
Чтобы сварка алюминия с медью прошла успешно, сначала нужно выяснить, какие именно соединения необходимо выполнить. Например, провода в холодильнике, где используются такие провода, опытные мастера сваривают только пайкой, рекомендованной производителями оборудования. В промышленности и в быту также может возникнуть необходимость точного соединения трубчатых элементов в неразрывную, герметичную форму. Этому определению отвечает только сварка.
Можно выделить несколько распространенных методов выполнения сварки.
- С применением стальной муфты. В этом случае между стыками алюминиевой и медной деталей устанавливается вставка из черного металла. Пайка осуществляется с каждой стороны отдельно, что позволяет сделать соединение более прочным, исключает возникновение проблем из-за разницы температур плавления. Со сталью и медь, и алюминий хорошо взаимодействуют.
- С применением специализированных припоев. Наиболее ярким примером является материал, выпускаемый брендом Castolin, к которому компания предлагает дополнительно целую линейку флюсов с нужными характеристиками. Стоят такие расходные материалы заметно дороже, встречаются редко. Именно их обычно используют в мастерских по ремонту сложной бытовой техники.
- Поверхностный способ. Он заключается в использовании особого соединения, при котором медная часть вставляется в алюминиевый раструб. По краю широкой части наносится припой, закрывающий зазор. Используются легкоплавкие составы, при работе мастеру нужно захватить как можно большую часть поверхности медной детали. Этот способ применим при работе с трубчатыми элементами.
- Скрутками. Этот метод позволяет использовать общий оловянно-свинцовый припой, но с использованием специальных флюсов для каждого металла. Таким образом исключается возможность окисления, устраняется потеря алюминиевой жилой ее прочности и первоначальных рабочих характеристик. Эта технология пайки проводов считается допустимой, но не рекомендована для применения под высокими сетевыми нагрузками.
- С меднением алюминия. В этом случае на поверхности металла создаются контактные площадки, позволяющие образовать надежное соединение с мало совместимой с ним медью. Кислотный состав не применяется.
Это основные методы соединения медных и алюминиевых элементов с помощью сварки.
Подготовка
В домашних условиях наиболее распространенными методами является непосредственное соединение меди и алюминия — поочередно или путем создания контактных поверхностей. Для опытного мастера это не проблема. Важно, чтобы поверхности были подготовлены к сварке.
Алюминий покрывается либо гальваническим способом, либо вручную с помощью щетки из медной проволоки. Электролит для работы готовится путем растворения 20 г сульфата меди в 1 л воды и добавления 2 мл соляной кислоты. Раствор перемешивают до тех пор, пока не прекратится кристаллизация. Приготовленная смесь не имеет запаха и приобретает светло-голубой цвет.
В зависимости от выбранного метода, предварительно измельченные и обезжиренные детали покрываются электролитом. Затем их можно сваривать.
Пайка скруток из алюминиевого и медного провода
Итак, давайте поговорим о том, как сваривать алюминий. Те, кто занимался этой работой, знают, что алюминий сваривать нелегко. Это связано с тонким оксидным слоем, который быстро образуется на поверхности этого металла на открытом воздухе. Поэтому для сварки алюминия используются специальные флюсы. Я покажу вам процесс сварки алюминия на примере изучения и пайки многожильных проводов. Когда я прокладываю электрические кабели, я всегда предпочитаю сварные соединения. На мой взгляд, этот метод обеспечивает лучший электрический контакт, чем традиционное скручивание проводов без пайки или опрессовки на гильзу или клемму.
Необходимые инструменты и материалы
- обычный паяльник мощностью 40 Ватт;
- нож для снятия изоляции и зачистки проводов;
- флюс для пайки алюминия (Ф-61А, Ф-59А, Ф-64 и др);
- раствор канифоли в ацетоне или спирте;
- свинцово – оловянный припой;
- обрезки алюминиевых и медных проводов сечением 2,5 – 4 кв. мм.
Приступаем к пайке
Пайка скрутки алюминиевых проводов
Давайте начнем с пайки алюминиевых многожильных кабелей. Прежде чем зажимать кабели, убедитесь, что поверхность алюминиевых многожильных проводов чистая. Если это не так, необходимо зачистить провод ножом. Поверхность провода должна быть светло-серебристой, а не темно-серой.
Для сварки алюминия используйте специальный флюс. Он может иметь конкретную марку (Ф-61А, Ф-59А, Ф-64 и т.д.) или просто называться «флюс для сварки алюминия». Флакон объемом 25 мл стоит около 45 рублей.
С помощью кисточки нанесите тонкий слой флюса на скрутку со всех сторон.
Увлажните нагретый до рабочей температуры паяльник, слегка прикоснувшись к нему. Проведите рабочей поверхностью наконечника по скрутке и нанесите на нее припой.
Припой и алюминий имеют одинаковый цвет, но это не помешает вам увидеть, как припой растекается по поверхности проводов и заполняет промежутки между ними. Не переусердствуйте с количеством клея, достаточно тонкого слоя на поверхности алюминия, застывших капель следует избегать.
Пайка медной скрутки
Я паяю скрученные медные провода таким же способом, но флюс в этом случае — раствор канифоли в ацетоне. Я делаю его следующим образом: щелочь использую для смешивания с кремнием. Я наливаю в бутылку около 30 мл ацетона и постепенно добавляю канифоль, измельченную в порошок. Помешиваю, чтобы канифоль полностью растворилась. В результате флюс должен получиться цвета некрепкого чая. Я также наношу флюс кистью, расход канифоли небольшой, а благодаря текучести ацетона раствор проникает даже в самые маленькие щели. Если вы используете неразбавленную канифоль, она не так точна, и вам придется потом удалять излишки.
Скрутка из медного и алюминиевого провода
Не подключайте медные или алюминиевые проводники непосредственно к системе электропроводки. Электрохимические процессы приводят к образованию оксидного слоя на границе раздела между этими металлами, что увеличивает сопротивление контакта. Присутствие влаги активизирует эту реакцию. В результате стык нагревается, что еще больше ускоряет процесс коррозии. Медь соединяется с алюминием через третий металл. Обычно используется резьбовое соединение со стальной шайбой между проводами, либо применяются специальные зажимы, предотвращающие прямой контакт проводов.
Орехи
Гайка представляет собой небольшую пластиковую коробку с тремя стальными пластинами внутри, соединенными винтами. Медные и алюминиевые провода помещаются между пластинами и зажимаются винтами. Можно использовать как многожильные, так и одножильные провода. Чаще всего гайки используются для соединения входящего алюминиевого кабеля NV ABC и выходящего медного кабеля. Как и болтовые соединения, гайки могут быть разобраны и поэтому являются многоразовыми соединениями.
Однако из-за большого диаметра и громоздкой формы гайки нельзя использовать в распределительных коробках. Их также нельзя монтировать на стену. Средняя цена такого кабельного моста составляет от 25 до 80 рублей, в зависимости от сечения используемых проводников и производителя.
Клеммные зажимы WAGO
Зажимы WAGO состоят из самофиксирующейся металлической пластины, обработанной антиоксидантной пастой, и диэлектрической оболочки. Алюминиевые и медные проводники вставляются в соседние отверстия и удерживаются пластиной. Это предотвращает контакт или окисление материалов.
Клеммные колодки WAGO используются в основном для групп освещения, так как при большой токовой нагрузке пластина часто загорается, а сама клемма может расплавиться. Следует отметить, что максимальное сечение кабеля для клемм WAGO составляет 2,5 мм2, поэтому монтаж кабелей большей толщины не рекомендуется.
Преимуществами клемм WAGO являются их быстрый монтаж и компактные размеры, что позволяет легко адаптировать соединения к распределительной коробке. Однако клеммы WAGO стоят недешево, и большое количество соединений обойдется вам недешево.
Скрутка с последующей пайкой
Обычная скрутка алюминиевых и медных проводов не допускается, так как они окисляются и разрушаются. Однако, если сварка выполняется в соответствии с определенными процедурами, все в порядке. Для сварки меди и алюминия стоит поступить следующим образом.
- Лудим медную жилу свинцово-оловянным припоем.
- Берем раствор купороса, батарейку типа «крона» и кусочек медного провода (не того, который будем паять).
- Наносим медный купорос на алюминиевую жилу и затем закрепляем ее на минусе батарейки.
- На плюс батарейки наматываем медную жилу, а другой ее конец опускаем в стакан с купоросом.
- Через время алюминиевая жила покроется медью, что позволит качественно припаять ее к медному проводнику.
- После пайки изолируем соединение изолентой или термоусадкой.
На первый взгляд метод может показаться немного сложным, но качество соединения будет сопоставимым. Стоит отметить, что провода, соединенные таким способом, можно спрятать в стене, так как контакт на них не исчезает и их не нужно подтягивать.
Другие методы соединения меди и алюминия
Существуют и другие методы соединения разнородных проводников — в данном случае меди и алюминия — и они выдержали проверку временем.
Метод опрессовки
Метод пайки для соединения алюминиевых и медных кабелей не всегда подходит, и причины этого могут быть разными. Во-первых, может оказаться, что у вас просто нет необходимого флюса, а соединение необходимо выполнить срочно. Во-вторых, может оказаться, что вы не можете выполнить соединение под напряжением ≈220 В, и, в-третьих, может не хватить места, чтобы достать паяльник. Например, в электрической распределительной коробке (распределительной коробке) все провода должны быть хорошо изолированы, но обычный скотч в данном случае не подходит, так как он позволяет проникать кислороду, что способствует окислению алюминия и, как следствие, перегоранию провода. Поэтому одним из лучших вариантов изоляции в таких случаях является гильза — кусок, вырезанный из термоусадочной трубки необходимой длины.
Термоусадочная гильза должна быть надета на многожильный провод таким образом, чтобы она закрывала изоляцию одного провода и другого не менее чем на один сантиметр. Сначала оболочка надевается на одну из жил, затем делается тугой поворот и термоусадочная трубка перемещается так, чтобы она была расположена по центру, но охватывала изоляцию с обеих сторон. Затем термоусадочная трубка нагревается и зажимает изоляцию с обеих сторон, а также саму нить. Обычно ее нагревают обычной зажженной спичкой, и трубка остывает в течение 1-2 минут. По истечении этого времени кислород больше не доступен для соединения.
Клеммные колодки
Клеммы, или, как их называют электрики, зажимы, используются для соединения однородных и неравнозначных проводящих металлических слоев. В пластиковом клеммнике используются винтовые или зажимные клеммы для обеспечения стопроцентного контакта и предотвращения воздействия окисления алюминия на медь. Между клеммами находится промежуточная пластина из нейтрального металла (обычно луженая медь или латунь), на которую не влияет слой окиси. Самое главное в клеммной колодке — это то, что оба провода хорошо зажаты, что гарантирует долгий срок службы. Единственным противопоказанием для такого соединения является повышенная влажность. Если она имеет место в таком месте, лучше использовать термоусадочную ленту
Болтовое соединение
Правила устройства электроустановок (ПУЭ) гласят, что обычное соединение двух химически разных элементов в электрических цепях запрещено. Такие соединения могут быть выполнены только пайкой или другими вышеупомянутыми способами — клеммами, термоусадочной трубкой или винтовыми соединениями. Последний вариант чрезвычайно прост: необходимы болт, гайка и три шайбы, как показано на рисунке выше. Однако у этого метода есть серьезный недостаток — он подходит только для воздушных линий, поскольку соединение не изолировано. Конечно, такую конструкцию с маленьким болтом можно установить и в распределительной коробке (десятке) и закрепить тряпичной бумагой, но это скорее исключение, чем правило.
Видео описание
Приварка алюминия к меди с помощью кастилового клея.
Наконец, следует отметить, что использование соляной кислоты для консервации меди и алюминия запрещено РИПом. Это связано с тем, что кислота остается в жилах даже после завершения работ, и через некоторое время кабели обязательно будут повреждены.
Пайка алюминия с медью
Сварка алюминия всегда была довольно сложным процессом, поскольку его температура плавления считается относительно низкой, а сварочные свойства не самые лучшие. Сварка алюминия с медью еще более сложна и проблематична, поскольку медь плавится очень прочно, хотя обычно поддается пайке. Несмотря на сложность процесса, он периодически необходим в различных отраслях промышленности и даже в быту. В обычных условиях сделать качественный шов, не повредив металл заготовки, без дополнительных инструментов и с помощью обычных материалов было бы практически невозможно.
Сварка алюминия с медью своими руками
Сварка меди с алюминием требует особого подхода, так как даже стандартный метод пайки для сварки алюминия здесь неэффективен. Сразу стоит отметить, что с медью алюминий сваривается лучше, чем со сталью. Этим пользуются многие мастера при изготовлении сложных соединений. Необходимость в такой сварке возникает при соединении труб или других крупных деталей, а также при соединении кабелей, что легче, проще и быстрее с технической точки зрения, так как нет больших нагрузок на готовое изделие.
Сварка алюминия и меди своими руками в домашних условиях
Преимущества
- Позволяет сделать сложное соединение, которое требует технология эксплуатации;
- Существует несколько различных способов, как произвести процесс, которые заметно отличаются друг от друга;
- Дает мастеру большой опыт и возможность работы с любыми видами металла.
Недостатки
- Высокий процент брака после завершения процесса;
- Пайка алюминий-медь требует большого количества различных дополнительных материалов, многие из которых являются узкоспециализированными, без которых невозможно получить качественное соединение;
- Иногда необходимо подбирать стальные муфты того же диаметра, что и свариваемые трубы;
- Процесс пайки оказывается весьма дорогостоящим благодаря использованию флюсов, специальных припоев и других дополнительных средств;
- Многие из дополнительных расходных материалов находятся в трудном доступе, так как не относятся к распространенным и часто употребляемым;
- Далеко не каждый метод пайки из существующих оказывается подходящим для конкретного случая;
- Справиться с работой может только мастер с большим опытом и в домашних условиях это трудноосуществимый процесс.
Сложности при сварке
Основная сложность сварки заключается в том, что металлические изделия из этих материалов невозможно качественно соединить, так как даже если шов держится, он может треснуть даже при относительно небольшом механическом воздействии. Ситуацию усложняет слой оксида алюминия, который окружает металл шва и препятствует нормальному свариванию, а также его неспособность плавиться под воздействием температуры. Хорошая очистка и обработка растворителями с последующим нанесением специального флюса может противостоять этому явлению.
