Сварка медных и алюминиевых проводов своими руками

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.

№6. Рабочий цикл

О соотношении длительности работы и отдыха сварочного аппарата принято сообщать в процентах. Например, рабочий цикл 60% означает, что из каждых 10 минут аппарат будет работать 6 минут, остальное время – остывать и отдыхать. Для дачи и дома можно брать сварочные аппараты с рабочим циклом 60-70%. Если же сварка – это основной вид деятельность, но понадобится аппарат с рабочим циклом 80-100%, а такие не редкость среди профессионального оборудования. Как правило, показатель рабочего цикла привязывается к максимальному току. Если же использовать ток пониже, то и длительность беспрерывной работы увеличится.

Хорошие профессиональные для инверторной сварки могут обеспечить до 8 часов беспрерывной работы.

Соединение проводов посредством скрутки

Простая скрутка проводов запрещена ПУЭ, так как это наиболее неэффективное, недолговечное и пожароопасное соединение. Несмотря на это, домашние умельцы так и не перестают использовать данный метод, хоть последствия подобного «рукоделия» могут быть самыми плавчевными.

Скрутка проводов имеет один важный недостаток: медные соединения со временем деформируются и ослабевают, в конце концов окончательно разрушаясь вследствие высокого переходного сопротивления.

Следует помнить, что метод скрутки можно применять только в исключительных случаях, если необходимо срочно восстановить электроснабжение, а другие способы в конкретной ситуации недоступны

При этом очень важно позаботиться о качестве, безопасности и надежности соединения

Категорически запрещается:

Соединять провода, выполненные из разных материалов (алюминий и медь);
Соединять провод медный одножильный с многожильным.

Процесс скрутки выглядит следующим образом:

Очистить провода от изоляции на расстоянии 6-8 см от края;
Наложить один провод на другой крест-накрест и максимально плотно скрутить. Если сечение медного провода более 1 кв. мм, данная операция выполняется с помощью плоскогубцев.
Откусить кусачками оставшиеся кончики проводов.
Заизолировать скрутку с помощью специальных изоляционных материалов (ПВХ или термоусадочных трубок, колпачков) или нескольких слоев изоляционной ленты. Изоляция обязательно должна захватывать изоляционный слой проводов.

Выбор сварочного провода

Этот кабель служит для подачи тока в место, где происходит соединение деталей. Поскольку процесс наиболее важный, сварочные провода имеют высокие требования, перечислим основные из них:

Изоляция должна быть сверхпрочной и выдерживать множество процедур скручиваний;
Сечение провода должно быть стойкой к нагрузкам, которые создаёт инвертор;
Токопроводящие жилы, должны быть в полимерной оплётке;
База изоляции провода, должна быть изготовлена из шланговой резины;
Провод должен быть стойким к механическим повреждениям, а также не проявлять слабость к химическим веществам и агрессивной среде.

Правильная технология: как сваривать тонкий металл электросваркой

Ширина заготовки не влияет на три основных этапа:

подготовка;
сваривание;
шлифовка, зачистка швов.

Подробнее о первых двух.

Подготовительные работы

Необходимо убрать все загрязнения, особенно следует уделить внимание месту, к которому крепится масса сварочного аппарата. Ржавчину можно снять наждачкой

Если изделия оцинкованное, то можно зачистить поверхность с помощью болгарки, или варить прямо по цинку – вещество расплавится в момент нагрева.

Сваривание

Чтобы дуга быстрее зажглась, перед началом зачистите электрод от обмазки на крайние 5 мм.
Зажигать электродугу можно двумя классическими способами – чирканьем или постукиванием.
Сварная ванна должна иметь форму овала.
Держите дистанцию, чтобы проводник не налипал.
Если на аппарате есть специальный режим антиприлипания, воспользуйтесь им. Он работает так: при приближении насадки к заготовке автоматически снижается напряжение оборудования. Если же дуга слишком сильно растянута, происходит обратный процесс и ток прибавляется. В результате получается стабильный шов даже при неравномерном проведении.
Идеальный градус угла – 60 градусов. Его нужно сделать перед тем, как сварить тонкий металл электродом. Если делать показатель меньше, то сварное соединение получится выпуклым.
Оптимальное движение – зигзаг. При этом не имеет значения направление от себя или к себе.
Скорость перемещения рукояти должна быть достаточно высокой, но при этом отличаться постоянством.

Посмотрим видео самого процесса:

Удлинение кабеля: да или нет

Данный вопрос самым удивительным образом продолжает волновать умы профессионалов и является горячей темой обсуждения в течение долгого времени.

Одни считают, что удлинение производить ни в коем случае нельзя, потому что слишком длинные провода с разъемами для сварочного кабеля приведут к снижению эффективности и качества работ.

Производители инверторных аппаратов для сварки предпочитают по этому вопросу не высказываться. Это означает, что провода можно удлинять, и оборудование можно использовать при очень длинных проводах, что дает снизить передвижения аппарата до минимума.

С другой стороны, из-за слишком большой длины провода могут произойти потери напряжения. В этом случае дуга станет короче, контролировать ее будет намного сложнее, общее качество сварки снизится в значительной степени.

Принцип индукционного нагрева

Чтобы самому сделать какое-либо устройство, надо сначала понять, как оно работает. Действие индукционных водонагревателей мы рассмотрим на примере серийных котлов российского производства Эдисон, изготавливаемых на заводе компании Сибтехномаш. Эти котлы послужат прототипом нашего будущего самодельного прибора, поскольку все элементы их конструкции находятся на виду, в отличие от аппаратов других торговых марок.

Заводской котел Эдисон представляет собой блок из нескольких нагревательных элементов индукционного типа. Каждый элемент – это стальная труба расчетного диаметра в виде змеевика, внутри которой циркулирует теплоноситель. Она опоясывает индукционную катушку, называемую индуктором, по ней протекает ток высокой частоты, создаваемый отдельно стоящим в шкафу трансформатором. В результате вокруг катушки образуется мощное электромагнитное поле, чей вектор изменяет направление с огромной частотой. Это поле нагревает металлические стенки трубы, а от них подогревается и теплоноситель.

Возникает вопрос: зачем городить столь сложную конструкцию, когда есть старые добрые ТЭНы либо простые электродные котлы? Смысл в том, чтобы избавиться от недостатков этих нагревательных элементов, сохранив достоинства. Индукционный теплогенератор прогревает воду так же быстро, как и электродный котел, но при этом его рабочая часть не подвержена разрушению. Индукционная катушка – весьма надежный элемент и не перегорит, как обычный ТЭН, так как не испытывает большой нагрузки.

Как варить медные провода

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

Токоведущие жилы зачищаются от изоляции. Затем оголенные проводники скручиваются.
Со стороны изоляции к скрутке подключается один из сварочных проводов. Это удобно делать при помощи пассатижей или каких-либо самодельных зажимов.
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.
После сварки полученную скрутку необходимо заизолировать монтажными колпачками, термоусаживаемой трубкой или изоляционной лентой.

Термитная сварка

Термитная сварка проводов, это чуть ли не самый популярный способ для соединения двух проводников тока. Для самого процесса используется специальная термитная смесь. Для получения правильного результата, нужно с точностью до миллиметров придерживаться всех правил и рекомендаций.

Сварка предполагает образование специального термитного патрона. Он формируется из кокиля, вкладыша (это сплав из меди и фосфора, он создаёт зону для сварки и забивает пустоту) и термитной шапки.

Эта технология только начинает набирать популярность. Её всё чаще применяют в самых разных сферах производства. Для проведения качественных работ, сварщик должен обладать специальными знаниями по химии на высоком уровне.

Способы переделки

Для начала, рассмотрим возможные варианты превращения инвертора в сварочный полуавтомат.

Для создания полуавтомата обязательно понадобится так называемое головное устройство. Это, собственно, сварочный аппарат, который и будет формировать рабочие параметры для возникновения дугового разряда. В качестве такого головного устройства подойдет не каждая модель инвертора.

Необходимо выбрать достаточно мощный сварочный аппарат. Его вольт-амперные характеристики можно изменить при помощи контроллера широтно-импульсной модуляции. Однако, во-первых, такое устройство есть не у каждого домашнего мастера. Во-вторых, процесс проведения измерений весьма долгий и трудоемкий. Наконец, провести все исследования сможет только человек с достаточно высоким уровнем знаний в электротехнике.

Так как вариант с ШИМ-контроллером не будет доступен среднестатистическому сварщику, рекомендуется пойти более простым путем. Во-первых, выбранный аппарат-донор должен нормально выполнять все необходимые операции. Во-вторых, для создания самодельного полуавтомата понадобится дроссель. Данную деталь, предназначенную для ламп дневного света, можно купить в любом магазине запчастей. Выходное напряжение дросселя используется в качестве входа обратной связи. Как именно сделать схему подключения и провести необходимые монтажные операции, показано в ролике ниже.

Данный вариант создания самодельного полуавтомата подойдет только счастливым владельцам качественного оборудования. А именно, инверторов, способных работать в режиме строго заданной вольт-амперной характеристики. Сварочники такого класса дорогие, однако максимально подходят для решения поставленной задачи.

Чтобы сделать собственный полуавтоматический аппарат, потребуется:

купить механизм подачи проволоки, в комплекте к которому поставляются все необходимые провода и коммутационные разъемы;
подключить механику подачи к инверторному сварочному аппарату;
подобрать вольт-амперную характеристику для работы с конкретным типом проволоки.

Механизм подачи проволоки с Aliexpress

В сущности, механизм подачи выступает в роли приставки, которая расширяет возможности сварочного инвертора. Однако такая схема обладает повышенной надежностью, не требует от пользователя специальных знаний. Кроме этого, полученный полуавтомат показывает максимальный уровень гибкости и неприхотливости: может быть быстро настроен для работы с конкретным материалом и проволокой.

Данный способ потребует от пользователя немалой подготовки. Во-первых, ему понадобится найти не среднестатистический инверторный сварочный аппарат подходящей мощности. Необходимо выбрать как можно более простого донора определенного класса. Идеальным будет аппарат, у которого:

есть шунт на выходе;
в блоке первичного преобразования используется трансформатор тока;
компоновка ZX-7.

Для создания собственного самодельного полуавтомата потребуется точно установить вольт-амперные параметры выбранного инвертора. Также понадобится сделать настройку нарастания тока. Порядок и списочный состав необходимых работ не универсальный. Он отличается у разных моделей инверторов.

Вольт-амперная характеристика сварочного инвертора

Виды кабелей

Естественно, что главными определяющими факторами выбора сварочного кабеля будут свойства самого аппарата, к которому он приобретается. Первым делом это сила тока в аппарате. Если она, к примеру, составляет 189А в максимальном приближении, то правильным выбором провода к инвертору будет кабель марки КГ 1х16.

Такая продукция выпускается целой линейкой с разными сечениями. В сети имеется множество таблиц с изложением, какое именно сечение нужно брать при разных значениях силы тока в аппаратах.

Виды сварочных кабелей КГ.

Нужно заметить, что все кабели, которые подходят для оборудования в сварке, удовольствие не из дешевых. Поэтому есть большой смысл остановится и подумать, что именно вы собираетесь делать, и какой именно вариант изделия вам понадобится. Их предлагается великое множество.

Структурные разновидности следующие:

Одножильный

Этот кабель для сварочного аппарата производится из медной проволоки, которая отличается своей эластичностью и гибкостью. В дополнение известно отличительное качество меди как металла – она великолепно проводит электрический ток.

Эти виды обычно используются при компактных переносных инверторных аппаратах с небольшой мощностью и соответствующими параметрами силы тока и других технических показателей.

Двужильный

В данной конфигурации имеются катод и анод, которые отлично справляются с проведением электрического тока во время импульсной сварки.

Чаще всего и эти провода состоят из медной проволоки в чистом виде, хотя встречаются изделия, выполненные из медных сплавов с добавление других металлов, хорошо проводящих ток

Но основа в любом случае медная, это важное условие

Трехжильный

Этот вид производится для сложного автоматического оборудования для сварки, к примеру, мощных трубопроводов для транспортировки нефти, газа или продуктов их переработки.

Маркировка проводов содержит все технические характеристики работ по сварке, что очень облегчает их выбор для конкретных работ:

КС – изделие может использоваться в работах по сварке различного типа.
П – изделие покрыто дополнительным слоем из полимерного материала для дополнительной защиты токопроводящей жилы. Если рядом есть цифра, она показывает количество жил в кабеле.
ВЧ – изделие может быть использовано при высокочастотном напряжении.

Маркировка сварочного кабеля.

Существуют и другие полезные свойства проводов для сварки. У них отличное сопротивление к высоким и низким температурам внешней среды с широчайшим диапазоном от -50°С до +50°С, они устойчивы к воздействию влаги и других агрессивных внешних факторов.

Чаще всего сварочные провода для инвертора идут вместе в общей комплектации в современном оборудовании для сварки. Но в качестве расходных материалов их можно прикупить отдельно. В этом случае нужно искать изделия с такой же маркировкой, как и была первоначально.

Современные оплетки медных жил производятся с учетом самых разных требований и разнообразных климатических условий.

По устойчивости к условиям внешней среды все изделия подразделяются на две большие группы:

Тропические или антисептированные под маркировкой КГ-Т выдерживают температуру до +50°С в сочетании с повышенной влажностью.
В таких условиях высок риск возникновения грибковой плесени или размножения патогенных микроорганизмов. Если оплетка не специализированная, оно легко может оголиться на жаре в пустыне или в тропиках.
Холодостойкие или устойчивые к холоду под маркировкой КГ-ХЛ.
Полимерная оплетка в них абсолютно устойчива к морозам, благодаря чему провод не замерзает и не трескается на холоде вплоть до -60°С, то есть при самом суровом климате.

Оборудование для сварки

Соединение проводов с помощью сварки выполняется аппаратами различных типов. Наиболее удобно использовать инверторный аппарат для сварки медных проводов, так как устройства этого типа характеризуются небольшими габаритами и весом, экономичным энергопотреблением и широким диапазоном регулировок сварочного тока. К их преимуществам следует отнести и способность обеспечивать устойчивое горение электрической дуги.

Если намечается значительный объем электромонтажных работ, то приобретение сварочного аппарата инверторного типа будет вполне целесообразно и оправданно. К тому же это оборудование наверняка не будет лежать «мертвым грузом» и в будущем.

Сварочный трансформатор своими руками: что нам понадобится

Ассортимент инструмента и оборудования для изготовления и сборки обоих типов СТ идентичен. Нам потребуется следующее:

индикатор электрического напряжения. Для контроля отсутствия последнего на электрических контактах, и обеспечения, тем самым, безопасности при выполнении электромонтажных работ;
УШМ (она же «болгарка», «вжик-машинка» и т. п.) с набором дисков (отрезных, шлифовальных и т. п.);
электродрель с набором свёрл по металлу и керном;
тестер или вольтметр переменного тока с пределом измерений 400 В;
любая «чертилка». Применяется при разметке по металлу;
слесарные струбцины. Для фиксации деталей при разметке «по месту»;
набор электрослесарного инструмента. Конкретный состав набора зависит от материалов, которые будут применяться при изготовлении СТ. В общем случае он таков:
- укомплектованный электропаяльник. Пайку будем выполнять припоем ПОС-40;
- отвёртки (разного размера с прямым и крестообразным шлицом);
- ключи:
  - гаечные;
  - накидные;
  - торцевые;
- пассатижи, бокорезы и т. д. с изолированными ручками;
набор напильников.

Все работы удобнее выполнять на слесарном верстаке с электроизоляционным покрытием, оборудованном слесарными тисками.

Для изготовления СТ необходимы комплектующие и материалы, отличающиеся между собой в зависимости от типа трансформатора. В общем случае необходимо следующее:

защитный кожух. Должен обеспечивать:
- защиту от поражения электрическим током;
- исключать возможность попадания каких-либо предметов во внутрь гаджета;
магнитопровод. Обеспечивает мощный электромагнитный поток, который индуцирует в обмотках электродвижущую силу (далее – ЭДС);
провод и проволока. Необходимы для монтажа обмоток;
каркасы катушек. На них наматываются обмотки;
контактные колодки. Мощная контактная колодка с зажимами для сварочных проводов, мелкие колодки – для электромонтажа схемы;
коммутаторы (переключатели). Осуществляют коммутацию секций обмоток при подборе величины сварочного тока;
материал для межвитковой изоляции. Уменьшает возможность электрического пробоя изоляции обмоток;
крепёжные изделия (болты, винты, гайки, шайбы и т. п.). Они необходимы для монтажа гаджета при осуществлении сборочных работ;
изоляционная лента (типа Х/Б).

Важно: изоляционную ленту «ПХВ» применять нельзя, т. к

при нагревании она разрушается.

Как устроен сварочный кабель

Конструкция сварочного кабеля — это медная жила, покрытие и разделительный слой. Сварочные кабеля имеют достаточно большое сечение, как правило, не менее 10-16 мм².

Условия эксплуатации диктуют свои требования, поэтому сварочный кабель изготавливается только из меди и обязательно гибким. К покрытию сварочных кабелей также предъявляются особые требования. Обычно в качестве такого служит резина или натуральный каучук.

Характеристики сварочных кабелей

Сварочный кабель должен обладать отличной гибкостью. Он обязан выдерживать большую силу тока в зависимости от того, какой аппарат применяется для сварки.

Чтобы нарастить сварочный кабель, нужен кусок такого же кабеля по сечению. В противном случае, кабель начнёт греться, что чревато возгоранием его покрытия.

Сварочный кабель — какие виды бывают?

Существуют два основных типа сварочных кабелей, это кабель КОГ и кабель КГ. Гибкий кабель КГ используется в сетях с переменным напряжением до 660 вольт и частотой тока в 40 Гц. Также возможно применение этого кабеля и в сетях с постоянным напряжением до 1000 вольт.

Кабель КОГ — расшифровывается как «кабель особо гибкий». Это практически аналог того же кабеля КГ, но только с большей гибкостью. Используется он преимущественно в сетях от 220 до 700 Вольт и с частотой тока в 50 Гц.

Технология процесса

Трансформаторы (с выпрямителем или без него)

Сердце трансформатора — сердечник. Он набирается из пластин трансформаторной стали, изготовить которые вручную довольно проблематично. Правдами и неправдами исходный материал добывается на заводах, в строительных бригадах, на пунктах сбора металлолома. Полученная конструкция (как правило, в виде прямоугольника) должна иметь сечение не меньше, чем 55 см². Это довольно тяжелая конструкция, особенно после укладки обмоток.

При сборке обязательно надо предусмотреть регулировочный винт, с помощью которого можно двигать вторичную обмотку относительно неподвижной первички.

Чтобы не вдаваться в сложности расчетов сечения проводов, возьмем типовые параметры:

сила тока на вторичке 100–150 А;
напряжение холостого хода 60–65 вольт;
рабочее напряжение при сварке 18–25 вольт;
сила тока на первичной обмотке до 25 А.

Исходя из этого, сечение провода первички должно быть не менее 5 мм², если делать с запасом — можно взять провод 6–7 мм². Изоляция должна быть жаростойкой, из материала, не поддерживающего горение.

Читать также: Как сделать бензопилу бесшумной своими руками видео

Вторичная обмотка набирается из провода (а лучше медной шины), сечением 30 мм². Изоляция тряпичная. Пусть толщина вас не пугает, количество витков на вторичке небольшое.

Количество витков первичной обмотки определяется по коэффициенту 0.9–1 виток на вольт (для наших параметров).

Формула выглядит так:

W(количество витков) = U(напряжение) / коэффициент.

То есть, при напряжении в сети 200–210 вольт, это будет порядка 230–250 витков.

Соответственно, при напряжении вторички 60–65 вольт, количество ее витков составит 67–70.

С технической точки зрения трансформатор готов. Для удобства использования рекомендуется выполнить небольшой запас по вторичной обмотке, с несколькими ответвлениями (на 65, 70, 80 витках). Это позволит уверенно работать в местах с пониженным напряжением сети.

Прятать агрегат в корпус, или оставлять открытым — это вопрос безопасности использования. Типовой изготовленный сварочный трансформатор своими руками выглядит так:

Оптимальный материал для корпуса — текстолит 10–15 мм.

Добавляем выпрямитель

Самодельный мощный сварочный трансформатор с точки зрения схемотехники — обычный блок питания. Соответственно выпрямитель устроен так же просто, как в сетевом заряднике для мобильного телефона. Только элементная база будет выглядеть на несколько порядков массивнее.

Как правило, в простую схему из диодного моста добавляют пару конденсаторов, гасящих импульсы выпрямленного тока.

Можно собрать выпрямитель и без них, но чем ровнее ток, тем качественней получается сварочный шов. Для сборки собственно моста применяются мощные диоды типа Д161–250(320). Поскольку при нагрузке на элементах выделяется много тепла, его нужно рассеивать с помощью радиаторов. Диоды крепятся к ним с помощью болтового соединения и термопасты.

Разумеется, ребра радиаторов должны либо обдуваться вентилятором, либо выступать над корпусом. Иначе вместо охлаждения они будут греть трансформатор.

Мини сварочный трансформатор

Если вам не нужно варить рельсы или швеллера из стали 4–5 мм, можно собрать компактный сварочник для спайки стальной проволоки (изготовление каркасов для самоделок) или сварки тонкой жести. Для этого можно взять готовый трансформатор от мощного бытового прибора (идеальный вариант — микроволновка), и перемотать вторичную обмотку. Сечение провода 15–20 мм², потребляемая мощность не более 2–3 кВт.

Расчет схемы производится также, как и для более мощных агрегатов. При сборке выпрямителя можно использовать менее мощные диоды.

Микросварочник

Если сфера применения ограничена спайкой медных проводов (например, при монтаже распределительных коробок), можно ограничиться конструкцией размером с пару спичечных коробков.

Выполняется на транзисторе КТ835 (837). Трансформатор изготавливается самостоятельно. Фактически — это высокочастотный повышающий преобразователь.

Трансформатор мотаем на ферритовом стержне. Две первичные обмотки: коллекторная (20 витком 1 мм), базовая (5 витков 0.5 мм). Вторичная (повышающая) обмотка — 500 витков 0.15 проволоки.

Собираем схему, припаиваем по схеме резисторную обвязку (чтобы трансформатор не перегревался на холостом ходу), аппарат готов. Питание от 12 до 24 вольт, с помощью такого аппарата можно сваривать жгуты проводов, резать тонкую сталь, соединять металлы толщиной до 1 мм.

В качестве сварочных электродов можно использовать толстую швейную иглу.