Графитовые электроды: сварка меди инвертором, медные электроды

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.

Подобная технология обеспечивает надежный контакт проводов, а также исключает необходимость периодической подтяжки соединения жил. Но для обеспечения этого следует правильно подобрать инструмент, расходные материалы, а также рассчитать оптимальные параметры.

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.

Угольным электродом медь сваривается легко. Но процесс весьма нестабильный: легко возникает пористый шов. Что там получается с металлургией непонятно, но твердость шва несколько выше, чем твердость отпущенной меди рядом. Иногда удается получить шов и без пор, но подобрать условия, при которых процесс стабилен, трудно. Хорошо заточенный электрод более-менее позволяет управлять дугой, но обгорает, и тогда дуга начинает гулять как по электроду, так и на металле. Так что электрод приходится подтачивать периодически напильником. Электроды от батарейки служат недолго, так как выгорают не только в дуге, но и сбоку по образующей цилиндра,- разогрев ведь идет еще и на 1-2 см от, собственно, дуги. Однако для небольшой работы их хватает. Гораздо лучше использовать омедненные угольные электроды, Таковые использовались раньше в кинопроекторах (дуговая лампа), но и теперь их нетрудно купить, поискав в интернете. За счет медной рубашки электрод выгорает значительно медленнее. Так на сотню метров стыкового шва по меди М1 толщиной 1 мм потребно около 10-12 штук их. Теперь о флюсах. По меди они не нужны и даже вредны. В дуге углерод электрода испаряется и окисляется сначала до СО и затем до СО2 , то есть вы имеете четкую восстановительную зону, как в газосварке. Через маску отчетливо видно, как при приближении дуги очищается до медного блеска область шва. Использование флюсов может привести только к сложностям с управлением дугой (начинает гулять) из-за их изолирующих свойств и изменения состава газа и его течения в дуге. Это точно также, как применение флюсов усложняет пайку, если греть стык в аргоне. Работа с угольным электродом интересна еще и тем, что если вы хотите приостановить разогрев ванны, то вместо того, чтобы отвести электрод, вам достаточно окунуть в ванну конец электрода. Дуга погаснет, а чисто джоулево тепло в месте контакта имеет значительно меньшую мощность. Сей замечательный эффект позволяет «подпирать» концом электрода ванну, готовую провалиться вам на маску при выполнении потолочного шва (а потолочный шов по меди в аргоне почти немыслим, но угольком его выполнить легко. Таким же манером вы можете буквально «запихивать» конец присадки в ванну. Уголь не прилипает к меди и вы восстанавливаете процесс сварки просто снова вынув конец электрода из ванны. Кроме того, работа с угольным электродом гораздо производительнее сварки меди в аргоне. И если вас не очень волнует качество шва (например, при сварке скульптур из листа), то этот метод много удобнее работы в аргоне. Антикоррозийные свойства меди сохраняются, т.к. задаются окислением поверхности меди, защищающим металл впоследствии.

Все сказанное не болтовня, а личный опыт автора, по сварке сотен метров листовой меди в условиях стройплощадки.

Да, и не вздумайте варить сталь углем — науглероживание; паять — можно, но результат не так уж и хорош.

#1

mortis

mortis

  • Гость
  • Cообщений: 3
  • Город:Иваново

Отправлено 20 Март 2019 15:16

Здравствуйте, коллеги.
Столкнулся с необходимостью сварить медные пластины, до этого никогда варить медь не приходилось .
Длина швов 40-60 мм ,толщина свариваемого металла 5 мм.
Из имеющихся средств только инвертор.
Подскажите пожалуйста, как лучше это сделать.
Читал, что варят к-100, омз-1 ,зт, зеллер 390.
Есть ли шанс сварить обычной мр-кой и с какими особенностями придется иметь дело?

Сообщение отредактировал Илария: 20 Март 2019 20:01

шрифт

#2

Виктор 69

Виктор 69

  • Участник
  • Cообщений: 434
  • Город:с. Байкалово

Отправлено 20 Март 2019 15:53

Возьми круглую батарейку большую, достань графитовый стержень, вставь в держак, и пробуй, конечно лучше бы не постоянкой а переменкой варить, 4-6 см в легкую, пробуй постоянкой только на малых токах сложновато будет.

можно взять кусок медной проволоки и использовать как присадочный пруток, дерзай

варю скрутки при монтаже электрики, пользовался при ремонте сварочных аппаратов сваривал медные шины оригинальные по 10 см проблем нет, тренировка и всё.

Сообщение отредактировал Виктор 69: 20 Март 2019 15:57

#3

pavel83

pavel83

  • Участник
  • Cообщений: 2 166
  • Город:Деревня

Отправлено 20 Март 2019 18:11

Из книги.

Прикрепленные изображения

#4

mortis

mortis

  • Гость
  • Cообщений: 3
  • Город:Иваново

Отправлено 20 Март 2019 18:23

Спасибо за помощь.
Сварил на пробу графитовым стержнем из батарейки,
попробовал и с присадкой и без ,как оказалось ничего особо сложного нет.

Швы вышли довольно сносные.

#5

izotrek

izotrek

  • Участник
  • Cообщений: 30

    Отправлено 20 Март 2019 20:43

    А чем варил -постоянкой или переменкой и какой полярностью?

    #6

    izotrek

    izotrek

    • Участник
    • Cообщений: 30

      Отправлено 20 Март 2019 20:44

      А реально ли заварить тонкую медь,хочу самовар старинный отремонтировать?

      #7

      m4shaman1980

      m4shaman1980

      • Участник
      • Cообщений: 1 209
      • Город:Красноярский край

      Отправлено 20 Март 2019 20:46

      izotrek,

      лучше отдайте самовар на ремонт профи . пожалейте старину .  

      #8

      Виктор 69

      Виктор 69

      • Участник
      • Cообщений: 434
      • Город:с. Байкалово

      Отправлено 20 Март 2019 22:48

      А реально ли заварить тонкую медь,хочу самовар старинный отремонтировать?

      пробовать надо с керамической подкладкой ну и всяко разно по изголяться на образцах, а потом и самовар колечить.

      #9

      izotrek

      izotrek

      • Участник
      • Cообщений: 30

        Отправлено 20 Март 2019 22:56

        Сам самовар целый,сверху узорчик по кругу самовара обломился да вот и турка медная есть ,ручку надо припаять -за такую мелочь никто не берется

        Сообщение отредактировал izotrek: 20 Март 2019 22:57

        #10

        Виктор 69

        Виктор 69

        • Участник
        • Cообщений: 434
        • Город:с. Байкалово

        Отправлено 21 Март 2019 05:46

        мелочи жизни которые приятны глазу и выбрасывать жалко, может и память от кого из родственников осталась, всё понятно, пробуй графит из маленькой батарейки он по тоньше, сплошного шва не надо только прихватки, кабель массы раздвой, один на изделие другой на присадочный кусок проволоки и по тренируйся на чем нибудь.

        графит обжечь надо прежде чем к изделию на чистовую лесть.

        #11

        mortis

        mortis

        • Гость
        • Cообщений: 3
        • Город:Иваново

        Отправлено 25 Март 2019 12:15

        Еще одно уточнение по теме.
        В какую сумму вы оцениваете сварку,пайку сантиметра меди (просто полосы,трубки и т.д.) ?

        Сообщение отредактировал mortis: 25 Март 2019 12:19

        #12

        Виктор 69

        Виктор 69

        • Участник
        • Cообщений: 434
        • Город:с. Байкалово

        Отправлено 25 Март 2019 14:33

        не разу не варил медь на заказ, не знаю, трубки варить не очень…

        #13

        Cварщик Джо

        Cварщик Джо

        • Участник
        • Cообщений: 247
        • Город:Санкт-Петербург

        Отправлено 05 Апрель 2019 08:37

        А реально ли заварить тонкую медь,хочу самовар старинный отремонтировать?

        Тонкую медь лучше паять меднофосфорным припоем в аргоне. Шов выйдет обтекаемым, ровным, и будет не менее прочным, чем  сварной.

        #14

        Александр ПАНЧ 11

        Александр ПАНЧ 11

        • Участник
        • Cообщений: 191
        • Город:Екатеринбург

        Отправлено 13 Апрель 2019 12:34

        Необходимо исправить литейные дефекты (раковина) на медной детали. Стандартная сварочная проволока для медных сплавов БрКМц3-1 не очень подходит, т.к. отличается по цвету от основного металла. Чем можно запаять/заварить так что не были видны заваренные дефекты?

        Прикрепленные изображения

        #15

        morgmail

        morgmail

        • Участник
        • Cообщений: 3 588
        • Город:Приморский край.

        Отправлено 13 Апрель 2019 12:41

        Чем можно запаять/заварить так что не были видны заваренные дефекты?

        Комсомолец 100, чисто медный электрод из меди  вроде М-1. 

        #16

        Александр ПАНЧ 11

        Александр ПАНЧ 11

        • Участник
        • Cообщений: 191
        • Город:Екатеринбург

        Отправлено 13 Апрель 2019 13:14

        Комсомолец 100, чисто медный электрод из меди  вроде М-1. 

        в комсомольце используют медный сплав, предварительный нагрев детали до какой температуры необходим?

        Если тиг с присадкой попробовать?

        #17

        Виктор 69

        Виктор 69

        • Участник
        • Cообщений: 434
        • Город:с. Байкалово

        Отправлено 13 Апрель 2019 18:44

        что за контакты , с масленых выключателей 110кВ

        #18

        Александр ПАНЧ 11

        Александр ПАНЧ 11

        • Участник
        • Cообщений: 191
        • Город:Екатеринбург

        Отправлено 14 Апрель 2019 11:54

        что за контакты , с масленых выключателей 110кВ

        контактные зажимы вводов низкого напряжения для трансформаторов

        #19

        Виктор 69

        Виктор 69

        • Участник
        • Cообщений: 434
        • Город:с. Байкалово

        Отправлено 14 Апрель 2019 17:13

        понял. что бы не замарачиваться на складе может новые есть

        #20

        Александр ПАНЧ 11

        Александр ПАНЧ 11

        • Участник
        • Cообщений: 191
        • Город:Екатеринбург

        Отправлено 15 Апрель 2019 10:11

        склада нет, мы льем эти контакты и в процессе обработки выявляется литейный брак(раковины), которые необходимо заваривать.

        понял. что бы не замарачиваться на складе может новые есть

                        

        Такие свойства меди, как высокая теплопроводность, пластичность или коррозионная устойчивость, делают ее востребованной в ряде отраслей. Мастеру, работающему с материалом, приходится сталкиваться с ее сваркой или пайкой. Но выполнить данные операции непросто. О том, как происходит сварка меди, какие способы лучше и чем они осложняются, вы получите ответы из данной статьи.

        Специфика материала

        Способность меди и сплавов на ее основе (латуни, бронзы) свариваться с различными материалами зависит от имеющихся в составе примесей. Если концентрация в ней серы, свинца, фосфора и подобных элементов минимальна, операцию выполнить проще. Отрицательно на свариваемость материала влияют следующие его особенности:

        • способность окисляться, вызывающая возникновение хрупких зон в месте обработки;
        • предрасположенность к росту единицы структуры материала также снижает прочность заготовки;
        • высокий коэффициент линейного расширения, вызывающий усадку;
        • стремление поглощать газы, снижающее прочность шва;
        • высокая степень теплопроводности обязывает использовать мощный источник нагрева;
        • быстротекучесть (вязкость), затрудняющая сварку в вертикальном или потолочном положении.

        Если говорить о видах меди, свариваемой лучше других, к ним относятся раскисленные материалы (М-1р — М-3р). Кислорода у них имеется менее 0,01%.

        Чтобы избежать проблем при сварке меди, следуют фундаментальным правилам: использовать газовую либо флюсовую защиту области сварки, а также применяют электроды с раскислителями вроде кремния, марганца или алюминия.

        Подготовительный этап

        Подобно другим металлам, поверхность медной заготовки требует основательной очистки. Последовательность такова:

        • нанести на ветошь ацетон или подобный растворитель;
        • с ее помощью убрать грязь, пыль, видимые примеси свинца или серы;
        • снять окисную пленку нержавеющей сеткой, щеткой из металла либо подобным абразивом до придания блеска;
        • при размере заготовки до 0,5 см ее прогревают температурой 200-300 градусов, больше 0,5 см — не более 700 градусов; габаритные и толстые заготовки дольше прогреваются.

        Теперь — об известных методиках работы.

        Сварка в режиме ММА (ручная дуговая)

        Используется при работе с заготовками толще 2 мм. При этом, исходя из размера заготовки, выбираются параметры электрода и режим сварки. Например, для тонких листов (2-3 мм) достаточно диаметр электрода варьируется от 2 до 4 мм, а ток — от 100 до 160 А.

        Иногда начальную величину тока приходится уменьшать, поскольку избыточный нагрев способен прожечь заготовку насквозь. Примерами подходящих изделий являются «Комсомолец-100» и серия «АНЦ/ОЗМ». Перед работой их необходимо прокалить.

        Покрытые электроды для сварки меди не гарантируют идеального шва, поскольку результат зависит от фирмы-изготовителя, следования установленным технологиям, специфики прогревания, опыта сварщика. Гораздо предпочтительнее следующий способ.

        Сварка в среде аргона (режим TIG)

        Швы, полученные данным способом, прочны, аккуратны и долговечны. Используется прямой либо переменный ток. Вновь наблюдается отношение параметров сварки от габаритов заготовки и размера расходного элемента (к примеру, для заготовки толщиной 3 мм подойдут электроды 3,5-4 мм в диаметре, а сила тока составит около 240 А).

        Защитными газами при работе выступают азот, гелий, аргон. Последний предпочтителен, поскольку меньше расходуется, снижает вероятность появления пор на шве, гарантирует высокое качество шва.

        Примечание — сварка меди аргоном требует использования присадочного прутка (из бронзы или меди). Сгодится жила, изъятая из электрического кабеля. Рекомендуется выбирать пруток с меньшей температурой плавления, чем у обрабатываемого материала.

        По ходу работы расплавляемый материал придется «расталкивать» по сторонам с целью надежной состыковки со стенками. Такая сложность, например, не встречается при работе с алюминием.

        Заготовки малой толщины варятся прерывисто, а не сплошной линией, чтобы исключить прожигание насквозь.

        С использованием флюса (автоматическая сварка)

        Особенностью метода выступает возможность получения качественного шва без предварительного нагрева заготовки. В качестве флюса (материал, защищающий сварную зону от атмосферного воздуха и обеспечивающий устойчивое горение дуги) используются фторсодержащие соединения — фториды магния, натрия и бария. Такой подход повышает теплопроводность швов в 2 раза.

        Другие примеры флюсов приведены ниже:

        • К-13 МВТУ (керамический флюс, применяемый при электродуговой сварке; подходят лишь для тонких металлов);
        • серия АН-М (бескислородные фторидные);
        • ЖМ-1 (еще один подвид керамических);
        • МАТИ-53 (флюс для латуни).

        Флюсы из керамики раскисляют материал, а шов приобретает свойства, схожие с характеристиками исходной заготовки.

        Автоматическая дуговая сварка применима при сваривании стали с медью; при этом происходит своего рода диффузия материалов.

        Электрошлаковая сварка

        Используется при работе с толстыми заготовками от 30 до 55 мм. Вновь применяются электроды, только пластинчатого типа, а также легкоплавкие флюсы фторидов натрия, кальция и лития.

        Особенности процесса:

        • высокие токи процесса (до 2019 А);
        • повышенная скорость подачи электрода (до 15 м/ч);
        • легкость удаления окалины (шлака);
        • отличное качество шва.

        Флюс гарантирует постоянство процесса, прогрев места соединения заготовок и плавление кромок на необходимую глубину.

        Альтернативные способы

        Поскольку медь является металлом с высокой пластичностью, она отлично сваривается любым методом сварки термомеханического класса, за исключением контактной. Причина последнего факта — низкое электрическое сопротивление. Это осложняет процесс при работе с изделиями малых габаритов, однако умельцы нашли выход из сложившейся ситуации.

        Принцип работы диффузионно вакуумной сварки

        При сварке очень тонких выводов электронной техники применяют термокомпрессионную сварку. Она заключается в использовании твердой ковкой подложки, которая (вместе с соединяемыми компонентами) нагревается до 250-300 градусов. Далее компоненты сильно прижимаются друг к другу, в результате чего выходит неразъемное соединение.

        Медные провода более габаритных изделий соединяются диффузионной вакуумной сваркой. Также способ подходит для соединения деталей из пластичного материала с другими (например, сталью).

        Для сварки медных шин используется холодный метод пластической деформации сдвига. Метод применим только в среде энергетических установок, а качество соединения считается удовлетворительным.

        Сварка медных заготовок — специфический процесс, имеющий свои «подводные камни». Знание особенностей материала позволяет с легкостью выбрать наилучший способ сварки медных заготовок с изделиями этого же либо иного материала.

        Вы считаете список способов неполным? Нашли неточность или готовы поделиться личным опытом? Напишите об этом в комментариях, чтобы менее опытные пользователи могли воспользоваться вашими подсказками.