- Клеммники и клеммные коробки
- Методы спаивания алюминиевых проводов
- Можно ли паять медный провод с алюминиевым
- Отличия технологии при использовании флюса
- Подготовка к пайке алюминиевых деталей
- Применение колодок с клеммами
- Припой для пайки алюминия
- Процесс пайки электропаяльником
- Соединение алюминиевых проводов методом прессовки
- Соединение пружинными и самозажимными клеммниками
- Соединение сваркой алюминиевых проводов » сайт для электриков — статьи, советы, примеры, схемы
- Технические трудности пайки изделий и деталей из алюминия
Клеммники и клеммные коробки
Удобный и надёжный способ соединения. Клеммная колодка представляет собой планку из изолирующего материала, в которой размещены гнезда для провода. Фиксация провода в гнёздах осуществляется прижимными болтами. Важной особенностью в нашем случае является отсутствие контактов проводов между собой. Для соединения медного и алюминиевого провода достаточно лишь отвёртки.
Клеммная коробка представляет собой систему из нескольких отдельно размещённых клеммников, объединённых в одну конструкцию и имеющую несколько выводов.
Достоинствами этого способа соединения являются:
- Простота монтажа, достаточно ножа электрика для зачистки концов провода и отвёртки для затягивания винтов;
- Надёжность изоляции, очень часто при использовании клеммника или клеммной коробки дополнительная изоляция не требуется;
- Нетребовательность к длине провода, для фиксации провода в клеммной коробке достаточно 1–2 см провода.
В тоже время для монтажа скрытой проводки в стене клеммник требует установки распределительной коробки. Без распределительной коробки монтаж скрытой проводки недопустим. Но в этом случае можно использовать клеммную коробку для скрытого монтажа.
При работе с клеммной коробкой важно тщательно фиксировать концы провода в гнезде, особенно это касается алюминиевых проводов. Это особенно важно при монтаже коробки на улице или в помещении, в котором возможны колебания температуры.
Методы спаивания алюминиевых проводов
В домашних условиях, спаивание проводов из алюминия может происходить разными способами. Главным и более популярным, является спаивание с помощью паяльника, поскольку это считается самым удобным и популярным приспособлением, который у многих имеется в наличии.
Необходимо лишь выбрать соответственный паяльник с необходимой мощностью, для расплавления припоя и изготовить соединение. Подобный метод считается гораздо удобнее и проще в подготовке, в отличие от остальных методов, однако необходимо наличие источника электричества.
В отличие от горелки, паяльник считается методом гораздо грубее, поскольку осуществить соединение тонких материалов, практически невозможно. Так же можно осуществлять процесс спаивания с помощью горелки, которая может быть газовой или бензиновой.
Процесс спаивания происходит по более деликатным процедурам, поскольку есть возможность в регулировке температуры и газа, что способствует хорошему прогреванию не только провода или припоя, но и необходимой области, которая располагается рядом с ними.
Подготовительные работы к такому способу являются на много длительными, потому что горелку необходимо заправлять, выбирать необходимый правильный режим и так далее. Еще подобный вариант считается не безопасным, поскольку в работе с ним используется взрывоопасный расходный материал, который рекомендуется ставить на необходимое расстояние от места подобных процедур, однако при завершении процесса не требуется ждать, пока приспособление остынет, как это происходит с использованием паяльника.
Можно ли паять медный провод с алюминиевым
Соединение алюминия с другими химически активными металлами напрямую делать нельзя. Так как медь — химически активный материал, то медь и алюминий не соединяют и не паяют. Дело в слишком разной теплопроводности и разной токопроводимости. При прохождении тока алюминий нагревается больше и больше расширяется.
Если возникает такая необходимость соединить медный и алюминиевый проводники, делают болтовое соединение. Берут болт с подходящей гайкой и три шайбы. На концах соединяемых проводов формируют кольца по размеру болта. Берут болт, надевают одну шайбу, затем проводник, еще шайбу — следующий проводник, поверх — третью шайбу и все фиксируют гайкой.
тут, но болтовое — наиболее простое и надежное.
Отличия технологии при использовании флюса
Если используется активный флюс, а не канифоль, процесс лужения изменяется. Очищенный проводник смазывается составом, после чего прогревается паяльником с небольшим количеством припоя. Далее все как описано.
Есть отличия и при пайке скруток с флюсом. В этом случае можно каждый провод не лудить, а скрутить, затем обработать флюсом и сразу начинать паять. Проводники можно даже не зачищать — активные составы разъедают оксидную пленку. Но вместо этого придется места пайки протирать спиртом — чтобы смыть остатки химически агрессивных веществ.
Подготовка к пайке алюминиевых деталей
Большое значение придается подготовке алюминия к предстоящей пайке.
Для этого существует несколько способов, обеспечивающих надежность соединения:
- Участок соединения предварительно обезжиривается и обрабатывается канифолью. После того как вещество нанесено на поверхность, сюда же укладывается наждачная шкурка. Далее нужно включить мощный паяльник и плотно прижать им наждачку к поверхности.
- После этого поверхность затирается и шлифуется, а само место соединения одновременно подвергается лужению. На подготовленную поверхность устанавливается алюминиевая деталь, которую можно припаивать уже по обычной схеме. При необходимости, канифоль может быть заменена маслом, используемым в швейных машинах.
- Во втором варианте в канифоль добавляется металлическая стружка, после чего полученная смесь наносится на поверхность места будущего соединения. Жало паяльника нужно хорошо разогреть и залудить, а затем натирать им всю рабочую поверхность спаиваемых деталей до тех пор, пока не расплавится стружка. Одновременно сюда же добавляется припой. В этом случае происходит снятие окиси механическим путем, а припой тут же попадает на поверхность и защищает ее от повторного появления оксидной пленки.
- Третий способ заключается в предварительной очистке поверхности. Для этой цели используется медь, посредством которой удаляется оксидная пленка. Данный метод относится к наиболее сложным, поскольку омеднение поверхности должно выполняться в специальной ванночке.
Применение колодок с клеммами
Существует несколько способов соединения разнородных проводов клеммниками. Самым простым приспособлением для такого крепления является применение колодки под названием «орешек», такое название она получила из-за внешнего сходства с орехом.
Самой примитивной конструкцией считается модель, имеющая три разграничительные пластины внутри. Чтобы избежать контакта между разнородными металлами (алюминий и медь в нашем случае) необходимо проводники располагать от себя между пластинами.
Для того чтобы собрать полностью контур соединения, нужно освободить проводники, подходящие к клеммнику, от изоляции, ослабить пару болтов, вставить оголённые концы между пластинами и снова плотно зажать болты. С проводниками, которые отходят от колодки, проделывают такие же действия по монтажу.
Очень распространены при устройстве электропроводки и подключении различных устройств, планки с клеммами. При подключении разнородных проводов просто нужно зачистить их концы от изоляции и вставить в клеммы. Затем надёжно закрутить болты, которые находятся сверху клемм.
Использование колодок типа «орешек» очень практично при внешнем соединении проводов, так как защитный пластмассовый корпус препятствует попаданию влаги на контакты и такое соединение можно применять на улице.
Припой для пайки алюминия
Припой для пайки алюминия делается на основе цинка или алюминия. В него вносятся добавки для достижения различных характеристик: для понижения температуры плавления, увеличения прочности. Производят их в Америке, Германии, Франции, России. Рассмотрим некоторые из них.
Распространенный и широко разрекламированный припой для алюминия — HTS 2000. Его производит компания из США. Практика свидетельствует о его непрочности: спаянные детали пропускают воздух и влагу. Без флюса его применять невозможно.
Castolin 192FBK на основе цинка (97%) и алюминия (2%) производится во Франции. Компания Castolin выпускает припои 1827 и AluFlam-190, предназначенные для пайки меди и алюминия при 280°С.
Castolin 192FBK — трубчатый припой, содержащий в сердечнике флюс. Выпускается в виде прутков, 100 г которых стоит 100-150 руб. Хорошо паяет мелкие отверстия и трещинки.
Chemet Aluminium 13 — припой, используемый при сварке деталей при 640°С и выше. В его основе лежит алюминий (87%) и кремний (13%). Температура плавления припоя — около 600°С. Выпускается в виде прутков, которых на 100 г приходится 25 шт. 100 г стоят 500 руб.
Алюминиевый припой производится и на отечественных предприятиях. Для пайки с помощью газовой горелки применяется состав марки 34А. Он плавится при температуре 525°С, хорошо паяет сплавы АМц, АМ3М, АМг2. 100 г стоят 700 руб.
Марка А состоит из 60% цинка, 36% олова и 2% меди. Плавится при 425°С. Выпускается прутьями весом 145 г. Стоимость одного прута — 400 руб.
SUPER A производится в Новосибирске и является аналогом HTS-2000. Применяется вместе с флюсом марки SUPER FA. Стоит 800 руб. за 100 г. В расплавленном состоянии становится тягучим, приходится применять стальные инструменты для его разравнивания.
Процесс пайки электропаяльником
Вся технология пайки паяльником проводов может быть разделена на несколько последовательных этапов. Все они повторяются в определенной последовательности:
- Подготовка проводников. При пайке проводов они освобождаются от изоляции. После этого с них механическим путем удаляется оксидная пленка. Можно использовать небольшой кусок наждачной бумаги с мелким зерном. Металл должен блестеть и быть светлым.
- Лужение. Разогревают паяльник до температуры плавления канифоли (при прикосновении начинает активно плавится). Берут проводник, подносят к куску канифоли, прогревают паяльником так, чтобы вся зачищенная часть провода оказалась погруженной в канифоль. Затем на жало паяльника берут каплю припоя и разносят его по обработанной части проводника. Припой быстро растекается, покрывая тонким слоем провод. Чтобы он распределялся быстрее и равномернее, провод немного поворачивают. После лужения медные проводники теряют красноту, становясь серебристыми. Так обрабатывают все провода, которые надо будет припаивать
Лужение провда - Залуженные проводники складывают вместе, поправляя их пальцами — чтобы они плотно прилегали один к другому. Если пайка должна быть большой протяженности, можно сделать скрутку. Придерживая проводники, на жало берут припой, прижимают его к месту пайки, прикладывая некоторое усилие. При этом место пайки разогревается, начинает кипеть канифоль, припой растекается. Когда он покроет всю зону, затечет между проводниками, можно считать что пайка паяльником проводников закончена. Их еще некоторое время удерживают неподвижно — пока припой не остынет (для ускорения процесса на это место дуют).
Вот, собственно и все. Таким же образом можно спаять два или более провода, можно припаять провод к какой-то контактной площадке (например, при пайке наушников — провод припаять можно к штекеру или к площадке на наушнике) и т.п.
После того, как закончили паять паяльником провода и они остыли, соединение необходимо изолировать. Можно намотать изоленту, можно надеть, а потом разогреть термоусадочную трубку. Если речь идет об электропроводке, обычно советуют сначала навернуть несколько витков изоленты, а сверху надеть термоусадочную трубку, которую прогреть.
Соединение алюминиевых проводов методом прессовки
В последнее время приобретают все большую популярность соединения алюминиевых проводов гильзой. Отчасти это связано с большим распространением кримперов или, как их еще называют, обжимных клещей. Данный инструмент позволяет обжимать провода разных сечений обеспечивая достаточно надежный контакт.
- Соединение проводов опрессовкой выполняется при помощи специальных гильз. Эти гильзы выпускаются разных диаметров и материалов. Для соединения алюминиевых проводов следует использовать либо алюминиевые, либо латунные гильзы. Медь использовать нельзя ни в коем случае, так как соединение этих двух материалов может привести к образованию гальванических развязок и в конечном итоге полному разрушению алюминиевого проводника.
Обратите внимание! Гильза для соединения проводов по своему сечению должна соответствовать сечению провода. Если вы будете использовать гильзу меньшего сечения, то для заведения провода в гильзу вам придётся уменьшить его сечения, что негативно отразится на контакте. Если же вы используете гильзу большего сечения чем провод, то площадь контактного соединения будет намного меньше, что опять-таки приведет к перегреву контакта.
- Для соединения проводов разных сечений существуют гильзы с разными диаметрами входных отверстий. Их же можно использовать для соединения более чем двух проводов в одной гильзе.
- Гильзы для соединения алюминиевых проводов имеют строго необходимую длину. Поверьте, производитель не делал в гильзе запаса, поэтому разрезание гильзы пополам в целях экономии — это очень плохой вариант. Ведь при соединении двух проводов обжим следует выполнить дважды противоположными жимами. Разрезав гильзу пополам, у вас это не получится, и контакт будет некачественным.
- Еще один часто возникающий вопрос относится к соединениям многожильного алюминиевого провода и одножильного. Выполнять такое соединение при помощи опрессовки можно, и оно будет достаточно качественное. Главное подобрать гильзу с соответствующими входными диаметрами. Ведь в большинстве случаев это провода разного сечения.
Соединение пружинными и самозажимными клеммниками
В настоящее время выпускаются как клеммные колодки и клеммники многоразового применения, так и однократного использования.
- пружинные клеммные колодки и клеммники многократного применения, имеют фиксирующую пружину, которую можно ослабить поднятием рычага, расположенного на корпусе прибора. Это позволяет достать или вставить провод без приложения усилий. Опускание рычага надёжно фиксирует жилы кабеля;
- клеммники однократного применения автоматически зажимают провод при установке его в гнездо, извлечение провода потребует физического усилия, которое может повредить зажимную пружину, поэтому рекомендуется их однократное использование.
Как многоразовые, так и клеммники однократного применения выпускаются в широком ассортименте, в том числе с разным количеством подключаемых веток разводки, предназначенных для фиксации провода сечением от 0.
08 мм² до 6 мм². В том числе, и в виде готовых к установке, клеммных коробок.
Этот способ соединения алюминиевого и медного провода на настоящее время является наиболее оптимальным в плане надёжности и удобства использования.
Разрез пружинного клеммника и размещение соединения в распределительной коробке
Клеммные коробки с пружинными зажимами впервые были выпущены немецкой компанией Wago, от чего и получили своё название, но в настоящее время существует большое количество аналогов, в том числе и контрафактного происхождения. По этой причине необходимо приобретать пружинные клеммные коробки только в магазинах электротехники.
Самозажимной клеммник WAGO
Для фиксации провода в клеммной коробке необходимо подготовить провода, для этого снять с их концов изоляцию, размер оголённой части должен быть не менее 0.5 см.
Необходимо отметить, что крепление в клеммной коробке обычно не требует дополнительной изоляции, но в тоже время при расположении их в стене, необходима распределительная коробка. Таким образом, пружинные клеммники обладают рядом преимуществ перед остальными видами соединений ввиду удобства подключения.
Соединение сваркой алюминиевых проводов » сайт для электриков — статьи, советы, примеры, схемы
«Правила устройства электроустановок» допускают только 3 способа соединения проводников: пайка, сварка и зажим в клеммах. Это касается и предварительно скрученных проводов в разветвительных коробках. Наилучшими электрическими характеристиками, надёжностью и долговечностью обладает однозначно сварка. Кроме того, при большом количестве соединений этот способ оказывается еще и самым быстрым и дешевым. С медными проводами вопрос решен и закрыт.
Однако, несмотря на требования 7-го издания ПУЭ о прекращении использования для электропроводки алюминиевых проводов (при сечении менее 16 кв.мм.), они все еще применяются и достаточно широко. Например, при ремонте (без полной замены) старой алюминиевой проводки. Комбинировать медь с алюминием еще хуже, чем оставить алюминий.
Таким образом, вопрос о сварке алюминия становится очень актуальным, тем более, что его физические и химические свойства затрудняют и другие способы соединения.
Самым неприятным из этих свойств является быстрое окисление алюминия на воздухе с образованием весьма прочной оксидной плёнки. Она обладает настолько большим электрическим сопротивлением, что в низковольтных приборах (микрочипах, электролитических конденсаторах и т.п.) даже используется в качестве диэлектрика.
В пружинных и винтовых соединениях (за счёт деформации основы) оксидная плёнка в момент протяжки разрушается, но переходное сопротивление контакта с такими вкраплениями оказывается все-таки повышенным, что ведёт к его нагреву со всеми вытекающими последствиями. Еще больше мешают окислы пайке и сварке.
Для борьбы с этой плёнкой при пайке может применяться механическая зачистка во время лужения долго и сложно, особенно на высоте, а при сварке – осциллирующие аппараты, работающие в атмосфере инертного газа и пробивающие оксидную пленку высоковольтными электрическими импульсами – весьма громоздкие и дорогие.
Универсальным методом для обоих типов соединений является химическое растворение плёнки специальными флюсами. Поиск оптимального состава флюса – задача непростая: он должен эффективно растворять оксид алюминия, минимально реагируя с чистым металлом (притом, что прочность, температура плавления и химическая стойкость оксида значительно выше), не выделять каких-либо вредных соединений, вызывающих коррозию окружающих предметов или слишком токсичных для человека, и так далее.
На сегодняшний день существует весьма неплохой, приемлемый для работ и на высоте, выбранный из нескольких вариантов состав флюса, который был испытан при отработке технологии сварки алюминиевых скруток с помощью аппарата сварки скруток ТС 700-2.
Флюс для сварки алюминия представляет собой белый порошок, который достаточно растворить водой до состояния сметаны и нанести путём погружения или кисточкой на конец 4-6 мм подготовленной скрутки.
Сварка производится аналогично медным проводам – примерно за 1-2 секунды подводимым снизу, к торцу скрутки угольным электродом. Для качественной сварки поверхность электрода следует периодически очищать от прикипевшей окалины и шлаков. Флюс растворяет оксидную плёнку алюминия, исключает доступ кислорода в процессе формирования капли и предотвращает прилипание электрода.
Но важно сначала потренироваться на заранее подготовленных скрутках прежде, чем приступать к сварке на ответственных объектах. Желательно, после сварки концы сваренных скруток промыть любым растворителем и покрыть любым быстросохнущим лаком с последующей их изоляцией.
Важным моментом при сварке алюминиевых скруток малых сечений является достаточно низкое напряжение дуги. Более низкая, чем у меди, температура плавления алюминия приводит к его разбрызгиванию в месте образования необходимой капли. Поэтому следует использовать аппараты с напряжением на электродах не более 20В, например, специально сконструированный для сварки в разветвительных коробках и шкафах трансформатор ТС 700-2.
В заключение (чтобы у кого-то не сложилось ошибочных впечатлений) резюмируем так: не изобретено ничего революционного. Старый проверенный способ. Просто теперь существует более эффективный флюс и более удобный и недорогой специализированный сварочный аппарат, подходящий для сварки скруток из разных материалов, что делает сварку скруток доступной даже новичкам-электрикам, после соответствующей тренировки.
Алексей Бегенеев
Аппараты для сварки медных и алюминиевых скруток Тс 700-2, используются в электромонтажной сфере.
Сварка скруток алюминиевых проводов с флюсом:
Технические трудности пайки изделий и деталей из алюминия
Паять алюминиевые конструкции и другие элементы всегда достаточно сложно, особенно, если это выполняется дома начинающими мастерами, не до конца изучившими процесс. В основном такая пайка выполняется промышленными способами на специальном оборудовании. Тем не менее, вполне возможно создать наиболее подходящие условия для сваривания деталей изготовленных из алюминия.
Для достижения этой цели необходимо обязательно разрешить несколько проблем технического характера:
- Больше всего неприятностей при пайке доставляет окисление в виде пленки, возникающей на поверхности в результате контакта алюминия и воздуха. Даже если металл подготовлен, налет на нем образуется практически сразу же после этого. Подобное пленочное покрытие создает препятствия соединительному процессу и добавляет множество проблем в процессе лужения и спаивания. В данной ситуации обычные типы припоев и флюсов совершенно не годятся, поскольку они не дают гарантии качественного соединения. Пленка удаляется или физико-механическим путем, или с помощью сильнодействующих химических веществ.
- Следует учесть и высокие показатели температуры, при которой алюминий начинает плавиться. Максимально она достигает 600 С. Возникает разница температур между спаиваемым металлом и его пленкой, вызывающая сложности в процессе паек.
- Из-за температурного режима, алюминий в процессе разогрева начинает заметно терять свою прочность. Этот момент наступает уже при нагреве свариваемого материала до 250-300 градусов. Некоторые алюминиевые сплавы содержат компоненты, температура плавления которых имеет различия с основным металлом.
- Слабое взаимодействие алюминия с традиционными видами припоев, состоящих, преимущественно, из олова, кадмия и других элементов. Это приводит к недостаточным прочностным характеристикам и надежности создаваемых швов. Проблема как спаять, решается посредством специальных припоев, содержащих цинк, который, в свою очередь, отлично контактирует с алюминием и проникает в него. Происходит сцепление, выходящее на молекулярный уровень, обеспечивая необходимую прочность соединения.
