Графитовый электрод. сварка медных проводов

Процесс изготовления

Самодельный аппарат для сварки медных проводов можно собрать в пластиковой коробке нужного размера. Если готовый трансформатор с требуемыми параметрами найти не удалось можно сделать его своими руками из снятого со старой бытовой техники. Например, с отслужившей микроволновки. Вторичную обмотку удаляют, на ее место наматывают новую одним или несколькими параллельными проводами общим сечением не меньше 6 мм². Поскольку процесс сварки длится несколько секунд этого достаточно для нечастого ремонта и замены участков домашней электропроводки. Если предстоит сваривать непрерывно много скруток сечение нужно увеличить до 10 мм².

Схема самодельного аппарата для сварки медных скруток

Вместе с трансформатором в кожух устанавливают автоматический выключатель на 16 А для защиты от коротких замыканий и перегрузки. Он также удобен для оперативного отключения сварочного аппарата при перемещениях во время монтажа электропроводки в доме или квартире. Сечение медных жил кабеля для подключения питания должно быть не меньше 4 мм². Для удобства эксплуатации на переднюю стенку кожуха устанавливают индикаторную лампочку зеленого цвета. Там же располагают 2 винтовые клеммы. Изнутри к ним присоединяют провода от вторичной обмотки трансформатора, а снаружи подключают сварочные жилы.

В качестве электрода можно использовать угольный стержень от батарейки, но лучше графитовую щетку от электродвигателя. В ней просверливают несколько неглубоких отверстий под скрутки разного диаметра. Они удержат каплю меди от соскальзывания, что часто случается при использовании стержня от батарейки.

Теплоотводящий зажим для скрутки обычно делают из старых плоскогубцев, прикрепляя к одной из ручек сварочную жилу. Ее конец стачивают, надевают и припаивают медную гильзу, а к ней провод. Сверху на ручки надевают изоляционные термоусадочные трубки. Для плотного охвата скруток в губках плоскогубцев делают отверстия разного диаметра.

Снизу прикручивают ножки от радиоаппаратуры. Если последовательно с электродом включить дроссель сварка станет мягче. На большие аппараты для сварки проводов большого сечения устанавливают регулятор тока. При желании его лучше купить в виде отдельного блока, так как сделать самостоятельно, не разбираясь основательно в электронике, не удастся.

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 мм2 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.

Техника безопасности

Применение угольных (графитовых) электродов дает возможность получать надежные соединения металлов и создавать долговечные изделия

Важно во время выполнения работ придерживаться правил техники безопасности. Наиболее значимые из них:

  • Подающийся к кабелям ток при завершении выполнения операций необходимо отключить. Это исключит случайное поражение электрическим разрядом в случае непреднамеренного прикосновения к неизолированному участку проводки.
  • Сварочные работы следует выполнять только в специальной защитной одежде и обуви. Помимо этого, необходимо использовать средства индивидуальной защиты – маску, рукавица, отвороты и т.д., которые помогают уберечь глаза и участки тела от ожогов.
  • На месте выполнения сварочных работ не должны присутствовать легковоспламеняющиеся материалы. Именно они становятся причиной возникновения пожаров на сварочной площадке.
  • После завершения сварки скрутки нужно дать время на остывание проводки. Выждав некоторое время и убедившись, что жилы остыли, можно переходить к следующему этапу работ. Если этого не делать, то получить ожог от случайного прикосновения к горячей скрутке – дело времени.
  • Сваренные скрутки по завершению работ нужно изолировать. Для этого используется изолента или термоусадочные трубки.

Работа с алюминием

Угольными электродами соединяют даже алюминиевые изделия, которые традиционно считаются сложными для сваривания. Алюминий обладает малой плотностью, значительной теплопроводностью и стойкостью к коррозии.

Плавится этот металл при температуре 660 °C, к тому же он достаточно хорошо сочетается с кислородом, из-за чего покрывается плёнкой окиси алюминия (химическая формула – Al2O3).

Наличие такой плёнки, а также лёгкость образования трещинок и пор в металле шва – главные трудности, с которыми сталкиваются при сварке алюминия. Но применение угольных электродов позволяет справляться с ними.

В частности, именно такой способ используют для соединения алюминиевых шин в цехах электролиза. Сваривают шины традиционно встык на подкладке из графита или алюминия.

По бокам шин монтируют графитовые пластины с вырезами напротив шва. Данные вырезы дают возможность вывести конечную и начальную точку шва за границы рабочего сечения.

При сварке алюминиевых поверхностей угольной дуговой сваркой присадочным материалом служит проволока или пруток из того же металла. Для того чтобы окисная плёнка не мешала и не повлияла на результат, на кромки шва добавляют флюс марки АФ-4А, который представляет собой однородный мелкодисперсный порошок белого цвета.

Внутреннее устройство угольного электрода

Это расходники чаще с круглым сечением, диаметр которого может быть самым разным – от 5-ти до 25 мм. Длина угольников также разнообразна: от 25-ти до 300 мм. Виды с самой большой длиной используются для сварки в труднодоступных местах.

По форме они выпускаются в нескольких вариантах: с круглым, полукруглым, прямоугольной и полой формой сечения. Чаще применяются круглые и полукруглые расходники – с ними сварочный шов отвечает всем требованиям технических стандартов.

У прямоугольных стержней свои задачи: они отлично справляются с ремонтом самого разного рода дефектов стальных поверхностей. Что касается полых расходников, то их фишка – способность формировать в месте сварочного шва канавку в виде буквы U.

Технология производства включает в себя отдельные этапы. Сначала формируется смесь, затем из нее формируются стержни. Третьим самым важным технологическим этапом является специальная термическая обработка вновь сформированных стержней. Именно от термического этапа производства зависит качество расходников.


Технологическая схема производства угольных электродов.

Иногда путают две разновидности специализированных стержней: угольные и графитовые электроды. Путать их не нужно, это разные расходники как по своему составу, так и по сфере применения.

Есть еще один вид угольных электродов – так называемые омедненные. Это стержни, покрытые медным напылением. Это делает их более прочными при сохранении всех остальных характеристик в том же виде.

Классификация электродов из графита

На современном рынке представлены разные марки графитированных изделий, которые отличаются по виду материала, использованному для изготовления. Это в основном графит, но качество его не одинаковое.

Используя разные сорта, получают такие изделия:

  1. Графитированные стержни для сварки.
  2. Коллоидно-графитовые изделия.
  3. Пропитанные – для комплексов «ковш-печь».
  4. Специальные – для работы с агрегатами высокой мощности, которые используют в крупной промышленности.

Чтобы технологические процессы проходили в нужной последовательности, подбирать материалы надо правильно. При этом учитывается, какой тип электродов подходит для процессов, осуществляемых на производстве.

Рекомендуем к прочтению Характеристики электродов ОЗС-12

Графитированные разновидности удобно применять на металлургических предприятиях. Такие электроды способны обеспечить ввод электрической энергии в процессах, которые связаны с повышенными температурами.

Состав электродов из графита и качественные свойства

Электроды для сварки из графита сконструированы из 2 рабочих частей, между которыми размещена прокладка. В состав основных элементов может входить прессованный уголь, алюминий и т.д. Особенность графитовых электродов заключается в способности без задержки проводить ток, стойком выдерживании повышенной температуры.

Прочие достоинства материалов таковы:

  1. Доступная цена.
  2. Не прилипают к изделиям при прогревании.
  3. Стойкость к появлению трещин.
  4. Небольшой период нагревания.
  5. Чтобы образовалась стойкая полноценная дуга, хватает силы тока в 5-10 А.
  6. Соединение термостойкое, не портится под действием коррозии.

Для проведения работ с использованием графитовых электродов могут применяться сварочные аппараты инверторного типа.

С примесью угля

Электроды из графита могут иметь в составе уголь или кокс с особым содержанием. У качественных изделий правильная форма, поверхность лишена трещин и дефектов. Во время проведения сварки они не растрескиваются.

Работу с использованием таких электродов осуществляют при постоянном токе прямой полярности. Дуга получается стойкой, длина — 6-15 мм. Угольные изделия для улучшения свойств и расширения области применения можно подвергнуть графитированию методом термообработки.

С добавлением меди

Для сваривания элементов из меди используется модификация с названием «карандаш». Это медно графитовый электрод, который производят в разных видах:

  1. Круглый — подходит для работы во многих сферах.
  2. Бесконечный, применяемый в качестве экономичного варианта.
  3. Плоский — с квадратным или прямоугольным сечением.
  4. Полукруглый — подойдет для выполнения резки.
  5. Полый — удобен для формирования канавок, строжки.

Разнообразие модификаций допускает расширение области использования изделий.

Плюсы и минусы использования

У графитного электрода можно перечислить такие достоинства:

  1. Повышенная стойкость к влиянию тока.
  2. Хорошая электропроводность, обеспечивающая минимум потерь расходных материалов.
  3. Нет окисления при повышении температуры, что увеличивает срок службы электрода.
  4. Не требуется применять при работе специальные держатели — достаточно простых.

Недостатки:

  1. Действие изделий ограниченное, для использования в особых условиях надо приобретать дополнительные материалы с разной формой наконечников.
  2. Диаметр стержней — от 6 мм, поэтому при необходимости выполнить тонкое соединение возникают сложности.

При выборе электродов надо руководствоваться условиями, в которых предстоит их использовать. Если свойства графитовых не подходят для выполняемых работ, нужно найти другой вариант.

Сфера использования стержней и особенности работы с ними

Графитовые электроды используются не только в случаях, когда необходимо соединить медные или алюминиевые провода. Сфера их применения намного обширней. К примеру, стержни из графита востребованы для предварительной обработки поверхности перед выполнением сварочных работ, зачисткой кромок, сварка заготовок и целого ряда других видов обработки. Расходные материала данного типа активно используются как в металлообработке, так и в производстве судов.

Графитированные электроды дают возможность эффективно срезать заклепки, прошивать детали из углеродистой и легированной марок стали. Они актуальны при термической обработке (сплавлении) чугуна и стали. Специальные ниппели позволяют соединять электроды между собой, что позволяет организовать непрерывную подачу электродов в рабочую зону. Таким образом, несложно наладить процесс потоковой подачи расходного материала в печь.

Как показывает практический опыт, графитовые стержни при дуговой резке металла или сварке медной проводки уменьшают количество дефектов. Главное требование при использовании расходников данного типа – соблюдение требований техники безопасности и технологического процесса.

Кроме того, применение стержней из графита актуально для выполнения таких операций:

  • сваривание тонкого листового проката или заготовок из цветного металла;
  • устранение дефектов, образованных во время литья;
  • наплавка твердосплавных покрытий к деталям разного назначения.

Нередко работа с графитовыми электродами подразумевает использование присадки. Она может быть ранее уложенной в определенные места сварки или же подаваться в рабочую зону во время формирования шва.

Следует помнить, что для получения высококачественных сварных соединений с использование графитовых электродов, нужно учитывать особенности работы с таким расходным материалом:

Добиться экономичного расхода стержня и при этом удерживать стабильную дугу длительный период времени легче при прямой полярности

Другими словами, минус подается на электрод.
При выполнении сварочных работ важно учитывать воздействие внешних факторов на стабильность горения дуги. Это способствует получению лучшего результата.
При использовании графитовых электродов КПД специалиста будет меньшим, чем во время сварочных работ плавящимися расходниками.
Сварка графитом дает возможность получать сварные соединения со средними показателями пластичности.
Не исключается образование пустот внутри швов, что отрицательно сказывается на их прочности и долговечности.

Учитывая сложность технологического процесса, сварочный работы с использование графитовых электродов поручают опытным специалистам. Новичкам для такой работы желательно хорошо попрактиковаться.

Для работы с электродами из графита применяются два технологических приема:

  1. Подача материала непосредственно в пламя дуги. Присадка располагается между стыком и электродом под углом в тридцать градусов. При этом в рабочую зону первой подается проволока и только после нее – сам электрод. Для ускорения рабочего процесса расходник удерживается под углом 70 градусов.
  2. Сначала наплавляется валик, состоящий из основного металла. После этого в зону плавления подается присадочный материал. В отличие от первого технологического приема здесь подается прежде стержень и только после него – проволока.

Наибольший недостаток второго способа заключается в том, что существует высокая вероятность образования прожога. Поэтому он не подходит при работе с тонкими заготовками и нежелателен для использования новичками в таком деле. А вот для соединения заготовок с толстыми стенками такая технология подходит.

Работая с графитовыми электродами, специалист должен помнить, что определяющим параметром для их применения является плотность тока. Если в силу каких-либо объективных причин данный показатель выше допустимых норм, то работу следует прекратить. В противном случае с высокой степенью вероятности графит придет в негодность.

Продлить срок службы графитовых электродов несложно. Для этого достаточно с обеих сторон вкрутить специальные удлиняющие ниппели. Благодаря такому решению не только сокращаются издержки на приобретения расходных материалов, но и повышается их надежность.

Достоинства графита, принцип сварки проводов

Особенностью этого вида электродов является их способность проводить ток и при этом не плавиться, что свойственно электродам иных типов. Графитовый электрод может выпускаться с разными формами наконечников, различной длины. Бывает обычный или омеднённый (имеющий медное покрытие, до 5% состава). Среди достоинств этого вида электродов выделяют следующие:

  • невысокая цена, доступность, медленный расход;
  • материал стержня не прилипает к соединяемым элементам;
  • графит нагревается до температуры плавления металла очень быстро;
  • для появления дуги достаточно тока 5–10 А.

Кроме того, если сварка медных проводов осуществляется графитовым электродом, то получаемое соединение получается устойчивым к коррозии и термостойким, а сами электроды не склонны к образованию трещин в процессе работы.

Для того, чтобы не допустить плавления изоляции проводов к месту выхода скрутки из изоляции присоединяют металлический радиатор (чаще всего медный, поскольку медь имеют высокую теплопроводность). Тепло от скрутки отводится за счёт большой площади контакта. Перед сваркой медных проводов их нужно подготовить, очистить от изоляции и/или лакового покрытия. Скрутку нужно делать плотно, чтобы витки тесно прилегали друг к другу, длина скрутки должна составлять 5-6 см. Концы проводов должны быть отрезаны на одинаковом расстоянии, чтобы ни один из них не оказался вне зоны действия сварки.

В месте крепления радиатора к проводам присоединяется зажим «массы» аппарата, после чего к обрезанным краям подносится графитовый электрод. Контакт должен быть кратковременным, не более 1 секунды. После прекращения контакта на конце скрутки образуется шарообразный участок расплавленной меди.

Принцип работы дуговой сварки – схема устройства

Так как для сварки нужен большой ток, то основой любого сварочного автомата является понижающий трансформатор – проигрыш в напряжении всегда сопровождается выигрышем в силе тока и наоборот. Для преобразования переменного тока в постоянный используется стандартный диодный мост, а для сглаживания пульсаций – конденсатор.

Ощутимый минус использования устройства постоянного тока – диоды и конденсатор используются немаленьких размеров и они значительно увеличивают вес сварочного аппарата, который изначально делается переносным.

Многие умельцы вручную собирают себе сварочный аппарат для сварки медных проводов, что выдает дугу от переменного тока и с успехом ими пользуются. Поэтому однозначно утверждать, что нужно применять именно устройство постоянного тока нельзя – каждый выбирает себе необходимую модель по навыкам. Если вручную собирается сварочный аппарат переменного тока, то из схемы попросту выбрасываются диодный мост и конденсатор.

Необходимый навык, который придется освоить для использования сварочного аппарата переменного тока – научиться «на глаз» определять в течение какого времени следует удерживать зажженную дугу электрического разряда, чтобы конец скрутки разогрелся и сплавился.

Наиболее распространенный способ сделать минусовый контакт, которым осуществляется сварка – это старые плоскогубцы, которыми удерживаются провода.

Для фазы берется зажим, которым можно удерживать графитовый стержень. Конструкция зажима может быть самой разнообразной – от винтового соединения до так называемых «крокодилов», как самодельных, так и заводского изготовления. Для соединения с самим сварочным аппаратом применяются кабели сечением порядка 10 мм².

Несмотря на то, что устройство собранное в промышленных условиях на порядок дороже самодельного, всё же его цена не является заоблачной и позволяет приобрести такой сварочный аппарат даже при ограниченном бюджете. Преимущества его использования очевидны – это точно рассчитанная конструкция с регулятором тока, которая позволяет работать с разными типами металлов и количеством свариваемых проводов.

Этапы подготовки к сварке

Узнать, как научится варить электросваркой , не составит труда, а вот использовать полученные умения на практике сложнее

В первую очередь, важно усвоить, что всю работу разбивают на несколько этапов, которые включают:

  • выбор инвертора и электродов;
  • подготовка оборудования;
  • сварочные работы.

Выбор инвертора и электродов

Прямое влияние на качество результата в процессе сварочных работ оказывает выбор электродов. Они отличаются маркой стали, покрытием, толщиной, назначением и механическими свойствами. Чаще всего в инструкции описываются, какие именно электроды рекомендуется применять в процессе работы, но такого пункта может и не быть

В таком случае важно знать основы их выбора.При выборе электродов важно обращать внимание на проволоку, которая изначально должна быть прочной и качественной. Ещё один важный компонент это покрытие, которое доводит проволоку до раскалённого состояния

Электроды должны подбираться по марке и типу металла, необходимого для соединения. Их бывает множество, не говоря уже о ситуациях, когда соединяют металл двух разных типов.

Если нет чётких данных, электроды подбирают согласно общепринятым рекомендациям, которые делят на несколько принципов:

  • углеродистые электроды используют при работе со средней и низкоуглеродной сталью;
  • для сварки легированной стали подходит исключительно расходный материал, выпускаемый по ГОСТ 9466–75 и 10052—75;
  • для соединения чугунных деталей применяют марку ОЗЧ-2.

Существует несколько сотен марок электродов, в которых достаточно сложно разобраться. Поэтому рекомендуется при выполнении сварочных работ пользоваться советами специалистов. Например, универсальной отечественной маркой УОНИ, которая нашла широкое применение при сварке. Для соединения металлических конструкций низкого сорта, качества и плотности используют марки электродов АНО и МР-3. Подробнее о АНО-21 читайте в этой статье.

При выборе сварочного инвертора для использования в домашнем хозяйстве важно следовать нескольким правилам:

  1. Максимальное значение тока сварочного аппарата должно находиться в пределах 160—200 А. Лучше сразу приобретать мощное оборудование, которое позволит соединять металлические изделия с большой толщиной.
  2. Параметр холостого хода напряжения иногда превышает 90 В, но такой показатель не подойдёт для использования на даче. Лучше выбирать устройство с параметрами в интервале от 50 до 60 В.
  3. Продолжительность включения — это важная характеристика, которая показывает, сколько времени агрегат способен работать без передышки. Выбирать устройства с максимальным или минимальным значением не стоит. Лучше занять золотую середину и купить сварной аппарат с ПВ в пределах 40—80%.

Важно учитывать особенности местной сети. В деревнях существует проблема с нестабильной подачей электроэнергии, не говоря уже о слабой проводке

Именно поэтому подбирают оборудование, которое способно работать в широком диапазоне питающего напряжения не подвергая себя риску отключения или выходу из строя.Рекомендуется предусмотреть отключение электроэнергии и покупать устройство способное работать от централизованной сети и автономных источников на бензиновом или дизельном топливе.

Особенности использования угольных электродов

Электроды изготавливаются из прессованного в форме стержня электротехнического угля черного цвета. Концы его имеют скос. Даже при совсем небольшой силе сварочного тока на кончике электрода возникает высокая температура.

При работе с электродами из угля надо учитывать следующие особенности:

  • место сварки обладает хрупкостью, может окисляться и иметь пористую структуру;
  • из-за высокой температуры дуги электрод быстрее расходуется;
  • угольным стержневым электродом работать сложнее, чем графитовым, требуются практические навыки.

Техника безопасности

Применение угольных (графитовых) электродов дает возможность получать надежные соединения металлов и создавать долговечные изделия

Важно во время выполнения работ придерживаться правил техники безопасности. Наиболее значимые из них:

  • Подающийся к кабелям ток при завершении выполнения операций необходимо отключить. Это исключит случайное поражение электрическим разрядом в случае непреднамеренного прикосновения к неизолированному участку проводки.
  • Сварочные работы следует выполнять только в специальной защитной одежде и обуви. Помимо этого, необходимо использовать средства индивидуальной защиты – маску, рукавица, отвороты и т.д., которые помогают уберечь глаза и участки тела от ожогов.
  • На месте выполнения сварочных работ не должны присутствовать легковоспламеняющиеся материалы. Именно они становятся причиной возникновения пожаров на сварочной площадке.
  • После завершения сварки скрутки нужно дать время на остывание проводки. Выждав некоторое время и убедившись, что жилы остыли, можно переходить к следующему этапу работ. Если этого не делать, то получить ожог от случайного прикосновения к горячей скрутке – дело времени.
  • Сваренные скрутки по завершению работ нужно изолировать. Для этого используется изолента или термоусадочные трубки.

Какие электроды можно использовать для соединения кабеля из меди

Для соединения проводов из меди, как правило, подходят не все электроды. В данном случае используются угольные, графитовые электроды. В бытовых условиях при выполнении сварочных работ своими руками в качестве таких электродов вполне могут быть:

  • щетки коллекторных двигателей;
  • стержни батареек;
  • прочие похожие инструменты, сделанные из графита.

Чтобы немного подкорректировать держатель под стержни из графита, нужно приспособить для соединения массы аналогичный «крокодил», который используется под электроды. Они будут более компактными, чем заводские, соответственно, в электрощитах работать намного комфортней. Нужно также не забыть про дополнительную изоляцию самих ручек.

https://youtube.com/watch?v=AjWBGsbD8pw

Угольные, графитные электроды имеют общее сходство: их температура плавления намного выше температуры плавления чистой меди в четыре раза, в результате чего расход электродов достаточно небольшой.

Необходимо обратить внимание! Электроды для сварки медных проводов нагреваются до максимальных температур мгновенно, в результате чего существует риск перегревания соединяемого материала, а это может способствовать повреждению изоляции медного кабеля.

Сварщик должен учитывать эти моменты в процессе выполнения работ с электрической проводкой.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий