Можно ли соединять латунь и алюминий?
Совместимость металлов или как избежать гальванической коррозии?
Контактная коррозия происходит при непосредственном контакте двух разнородных металлов. Нельзя, к примеру, соединять алюминиевые листы медной заклепкой, так как при определенных условиях они образуют сильную гальваническую пару.
Разные металлы имеют разные электродные потенциалы. В присутствии электролита один из них играет роль катода, а другой анода. В результате химической реакции, протекающей между ними, начнется коррозионный процесс, в котором медь (катод) будет беспощадно разрушать алюминий (анод).
Почти все пары разнородных металлов, находящиеся в контакте между собой, подвержены коррозии, так как даже влага из воздуха может выступить в роли электролита и активировать их электродный потенциал. Но одни пары уязвимы в большей степени, а другие – в меньшей.
Например, алюминий отлично контактирует с оцинкованной сталью, хромом и цинком, а латунь совершенно не «дружит» со сталью, алюминием и цинком. Чтобы узнать, какие металлы совместимы, а какие нет, обратимся к основам химии.
В ряду электрохимической активности металлы стоят в следующей последовательности:
Электрохимический ряд напряжения металлов
Для примера рассмотрим пару алюминий – медь. Алюминий стоит в ряду слева от водорода и имеет электроотрицательный потенциал равный -1.7В, а медь находится справа и имеет положительный потенциал +0.4В. Большая разница потенциалов приводит к разрушению более активного алюминия. Медь сильнее всех, впереди стоящих элементов, поэтому в паре с любым из них она выйдет победителем. Чем дальше друг от друга в ряду стоят элементы, тем выше их несовместимость и вероятность протекания гальванической коррозии.
Данные о совместимости некоторых металлов представлены в таблице:
| Алюминий | Латунь | Бронза | Медь | Оцинкованная сталь | Железо | Свинец | Нержавеющая сталь | Цинк | |
| Алюминий | Д | Н | Н | Н | Д | О | О | Д | Д |
| Медь | Н | О | О | Д | О | Н | О | Н | Н |
| Оцинкованная сталь | Д | О | О | О | Д | О | Д | О | Д |
| Свинец | О | О | О | О | Д | Д | Д | О | Д |
| Нержавеющая сталь | Д | Н | Н | Н | О | О | О | Д | Н |
| Цинк | Д | Н | Н | Н | Д | Н | Д | Н | Д |
Д – абсолютно допустимые контакты (низкий риск ГК);
О – ограничено допустимые контакты (средний риск ГК);
Н – недопустимые контакты (высокий риск ГК).
Приведенная таблица может служить кратким справочником для определения совместимости некоторых конструкционных металлов. Допустимость и недопустимость контактов разнородных в электрохимическом отношении металлов устанавливает ГОСТ 9.005-72.
Пример недопустимых гальванических пар:
Гальваническое действие может возникнуть, если строительную конструкцию из нержавеющей стали скреплять оцинкованными болтами. В этой нежелательной паре пострадает высоко анодный крепеж, поскольку его электроны будут перемещаться в направлении катодной нержавеющей стали. Поэтому, крепежные детали должны быть изготовлены из менее гальванически активного металла, чем материал металлоконструкции.
На скорость течения гальванокоррозии оказывает влияние площадь поверхности анода и катода. Если большой по размеру анод соединить с маленьким катодом, то анод будет ржаветь медленно, а если сделать наоборот, то быстро. Например, используйте болты из нержавеющей стали для крепления алюминия, но не наоборот.
Степень интенсивности протекания контактной коррозии зависит и от условий эксплуатации соединения. В обычных атмосферных условиях процесс будет протекать менее быстро и возрастает в агрессивной электропроводной среде, например, растворах кислот и щелочей. Присутствие в воде других веществ увеличивает проводимость электролита и скорость коррозии. Поэтому при проектировании конструкций важна оценка окружающей среды.
Как защитить конструкцию или узел от контактной коррозии?
Если по конструктивным соображениям невозможно избежать нежелательного контакта разнородных металлов, то можно попытаться уменьшить гальваническую коррозию с помощью следующих методов:
- окраска поверхностей в районе их стыка;
- нанесение совместимых металлических покрытий;
- изоляция соединения от внешней среды;
- электрическая изоляция;
- установка неметаллических прокладок, вставок, шайб в болтовых соединениях.
Практика показывает, что в тех случаях, когда пренебрегают требованиями к допустимости контактов разных металлов, приходится дорого за это расплачиваться. Неправильная компоновка контактных пар выводит из строя узлы крепления, металлоконструкции и может стоять человеческой жизни.
Очень нужная статья. Только бы побольше вариантов крепления с алюминием в трущейся паре
Болты из алюминия — свежо!
Нержавеющая сталь — это в основном железо. Оно рядом с цинком. Кто там пару создаёт?
В целом очень поверхностная заметка.
Очень полезно! Особенно примеры популярных соединений!
Допустимые и недопустимые контакты металлов. Популярные метрические и дюймовые резьбы
Электронику часто называют наукой о контактах. Многие знают, что нельзя скручивать между собой медный и алюминиевый провода. Медная шина заземления или латунная стойка для платы плохо сочетаются с оцинкованными винтиками, купленными в ближайшем строительном супермаркете. Почему? Коррозия может уничтожить электрический контакт, и прибор перестанет работать. Если это защитное заземление корпуса, то прибор продолжит работу, но будет небезопасен. Голая алюминиевая деталь вообще может постепенно превратиться в прах, если к ней приложить даже низковольтное напряжение.
Доступные нам металлы не ограничиваются только медью и алюминием, существуют различные стали, олово, цинк, никель, хром, а также их сплавы. И далеко не все они сочетаются между собой даже в комнатных условиях, не говоря уже о жёстких атмосферных или морской воде.
В советских ГОСТах было написано почти всё о допустимых контактах металлов, но если изучение чёрно-белых таблиц из 1000 ячеек мелким шрифтом утомляет, то правильный ответ на «медный» вопрос — нержавейка, либо никелированная сталь, из которой, кстати, и сделан почти весь «компьютерный» крепёж. В эпоху чёрно-белого телевидения были другие понятия об удобстве интерфейса, поэтому для уважаемых читателей (и для себя заодно) автор приготовил цветную шпаргалку.
И, раз уж зашла речь о металлообработке, заодно автор привёл таблицу с популярными в электронике резьбами и соответствующими свёрлами, отобрав из объёмных источников наиболее релевантное по тематике портала. Не все же здесь слесари и металлурги, экономьте своё время.
Преамбула
Да, в век 3D-печати популярность напильника с лобзиком несколько потускнела. Но клетка Фарадея для РЭА по-прежнему является преимуществом, не забываем и про защитное заземление. Да, для печати корпусов РЭА уже доступен электропроводный (conductive) ABS-пластик, но судя по источнику, его удельное сопротивление примерно в миллион раз больше меди. Дескать, пыль уже не липнет, но для заземления всё равно многовато. Напечатать же стальные детали корпуса ПК в домашних условиях пока никак невозможно, да мы и алюминий-то с оловом никак не освоим…
Что же делать? Нашему брату приходится действовать методом Микеланджело, используя для творчества вместо каменной глыбы купленные в DIY-магазине заготовки, либо вообще старые корпуса ПК. Работая как-то с корпусом от старого сервера IBM из шикарной миллиметровой стали, автор впал в ступор, потому что имеющаяся резьба была крупнее М3, но мельче #6-32 (позже выяснилось, что это М3,5). Зачем вообще понадобилось в 2003-м году использовать метизы М3,5, останется загадкой, но о существовании дробной метрической резьбы автор даже не подозревал.
UPD
Для моддеров, кстати, рынок предлагает новые, удобные инструменты арсенала домашней мастерской, и про один из них (осциллорез) я рассказываю в отдельной публикации. Арсенал принадлежностей прекрасно дополнит более привычные циркулярные мини-пилы (aka «дремели»), а отсутствие эффекта «запрессовки зубьев» упростит обработку вязких металлов типа меди и алюминия. Инструмент лёгкий, не такой неуклюжий и опасный, как «болгарка». Можно пилить металл практически на уровне носа и без риска получить рубящий удар от заклинившего или осколок от «взорвавшегося» диска. А так бывает в красочно описанных уважаемыми читателями случаях с УШМ: 300-граммовый блин «болгарки» делает 200 оборотов в секунду, потребляя до 2кВт электричества, и требует чуть ли не костюм сапёра. Работающий же осциллорез травматологи упирают себе пильной стороной прямо в ладонь, чтобы успокоить пришедшего на снятие гипсовой повязки пациента… Впрочем, вернёмся к нашим металлам.
Допустимые и недопустимые контакты металлов по ГОСТ 9.005-72
DISCLAIMER: Предоставляется «как есть». Если уважаемый читатель занимается моделизмом, автомобилизмом или робототехникой, в ГОСТе также приведены: Таблица №2 для жестких и очень жестких атмосферных условий, Таблица №3 для контактов, находящихся в морской воде. Ниже я предлагаю выдержку из Таблицы №1 для средних атмосферных (т.е. комнатных) условий. Буква «А» означает «ограниченно допустимый в атмосферных условиях», подробности в самом ГОСТе.
Кликабельно (спасибо, НЛО):
Пара слов о металлах
Металлурги, поправляйте, если что не так. Коррозия очень объёмная и сложная тема, и я не претендую на полноту её освещения. Я лишь даю выборочные зарисовки, чтобы сформировать у читателя нужные ассоциативные ряды.
Алюминий и его сплавы бывают анодированные (с защитным слоем) и обычные (неанодированные). Алюминий легко обрабатывать в домашних условиях, но помните о коррозии. Не используйте голый алюминий в качестве проводника даже с низковольтным напряжением, иначе ток медленно обратит деталь в прах. Обработанным в мастерской алюминиевым и дюралюминиевым деталям показана полная эквипотенциальность (наведённые полями токи вроде бы по фиг, заземлять тоже можно). Алюминий совместим с цинковым покрытием, но для контакта с медью, «голой» или никелированной сталью требуется оловянная «прокладка». Ограниченно допустим контакт алюминия с нержавейкой в атмосферных условиях. Для простоты можно принять, что при контакте с другими металлами и покрытиями алюминий будет корродировать сам по себе, без помощи внешнего электричества.
Витая пара из омедненного алюминия (Copper Clad/Coated Aluminium, CCA) — это отдельная история, в домашних условиях кабель всё равно не производится.
Пара слов про case modding
Если вы занимались сборкой ПК, то наверняка знаете, что болтики для монтажа приводов CD/DVD, «ноутбучных» дисков 2.5″ и флоппи-дисководов (ха-ха) используют метрическую резьбу M3. В корпусах ПК и жёстких дисках 3.5″ используется более грубая дюймовая резьба #6-32 UNC. Почему? Мягкий металл любит более грубую резьбу, к тому же адепты дюймовой системы пока лидируют на рынке технологий. Стойка 19″ использует (вы не поверите) дюймы в качестве основной меры, однако для монтажа оборудования я встречал только оцинкованные клетевые шайбы и винты с метрической резьбой М6. Дюймово-метрический дуализм в технологиях…
Обустройство своей инженерной кухни я начал с того, что купил защитные очки, набор качественных свёрл по металлу, небольшой вороток и метчики на резьбы M3 и #6-32 UNC, а заодно M4 и M6. Плашки не понадобились.
Популярые виды резьбы, используемой в компьютерной технике
ГОСТ 19257-73 рекомендует использовать следующие диаметры свёрл для металлов. Наверное, стоит учитывать и количество метчиков в наборе: чем твёрже материал, тем больше необходимость в «предварительных» метчиках. У меня их по три штуки, два «грубых» и один «финишный». А как правильно, кстати?
UPD
А как правильно — читайте комментарии, на публикацию-таки зашли мастера слесарного дела, только я не успел отсортировать всю информацию. Пользователь golf2109 любезно принёс сюда прямо из мастерской два правых столбца таблицы для обозначения того, как мягкость (вязкость) металла влияет на диаметр отверстия под резьбу, благодарю за поддержку.
| Диаметр резьбы | Стандартный шаг, мм | Диаметр сверла, мм | ||
| ГОСТ | Fe | Al | ||
| M2 | 0.4 | 1,6 | 1.5* (-0.1) | |
| M2,5 | 0.45 | 2.0 | 1.8* (-0.2) | |
| M3 | 0.5 | 2.5 | 2.3 (-0.2) | |
| M3.5 | 0.6 | 2.9 | 2.7* (-0.2) | |
| M4 | 0.7 | 3.3 | 3.2 | 3.0 (-0.3) |
| M5 | 0.8 | 4.2 | 3.9 (-0.3) | |
| M6 | 1.0 | 5.0 | 4.9 | 4.6 (-0.4) |
| M8 | 1.25 | 6.8 | 6.7 | 6.3 (-0.5) |
| M10 | 1.5 | 8.5 | 8.0 (-0.5) | |
| #6-32 UNC | 0.794 | 2.85 | 2.7* | 2.5* (-0.35) |
* Я рискнул прикинуть калибры двух дополнительных свёрл для стали и алюминия там, где по ним у меня нет данных в источниках. Обратите внимание, резьба #6-32 UNC по наружному диаметру находится между M3 и M4, а по шагу резьбы вообще ближе к M5.
UPD
Если сверлите что-то толще миллиметрового листа, читайте спойлер про СОЖ .
На известной китайской площадке можно приобрести «пальцевые» винтики (thumb screw), причём и на #6-32, и на M3. Материал и цвет разный.
Источники
» ГОСТ 9.005-72. Единая система защиты от коррозии и старения. Машины, приборы и другие технические изделия. Допустимые и недопустимые контакты металлов. Общие требования.
» ГОСТ 19257-73. Отверстия под нарезание метрической резьбы. Диаметры.
» Unified Coarse Thread ANSI B1.1 (резьбы UNC ANSI B1.1).
Можно ли соединять латунь и алюминий?
Пользователь
Регистрация: 05.05.2007
Откуда: Москва
Сообщений: 1113
В друзьях у: 1
Голосов: 20 / 1
| Цитата |
|---|
| Слышал что при литье латуни полезно добавлять немного алюминия в сплав. |
| Цитата |
|---|
| Подскажите кто знает какой процент алюминия в сплаве допустим что бы не испортить металл. |
| Цитата |
|---|
| Можно ли его вальцевать. Тянуть проволоку. Паять и покрывать гальваникой (серебро золото) Спасибо! |
Не знаю, не пробовал ничего, кроме поверхностной обработки — чернение, патина и т.п.. Паяется нормально.
——-
А о свойствах, думаю, можно кое-что узнать, если почитать об алюминиевой бронзе. Вот кусочек из Википедии:
«Алюминиевая бронза — сплавы меди с алюминием, содержащие от 5% до 10%
этого последнего и 90% — 95% меди. Цвет бронзы, при содержании 5% алюминия, весьма похож на золото; кроме красоты, она отличается многими другими превосходными качествами (между прочим сплавы с 8% — 5% алюминия весьма тягучи). В торговле имеется алюминиевая бронза пяти сортов, с различной степенью тягучести и противодействия разрыву; она хорошо сопротивляется окислению и действию морской воды, гораздо лучше, чем другие сплавы.»
Пользователь
Регистрация: 03.01.2007
Откуда: Беларусь
Сообщений: 982
В друзьях у: 4
Голосов: 95 / 4
Пользователь
Регистрация: 03.01.2005
Откуда: Perm
Сообщений: 2711
В друзьях у: 3
Голосов: 102 / 20
| Цитата |
|---|
| я добавляю перед самой заливкой 0.05 проц на глаз небольшой кусочек при литье латуни еще есть одна особенность опоку чуть холоднее и если пропал вдруг вакум небеда все и так проливается хорошо. |
Пользователь
Регистрация: 05.05.2007
Откуда: Москва
Сообщений: 1113
В друзьях у: 1
Голосов: 20 / 1
| Цитата |
|---|
| Такое пламя из печки пошло, дым едкий и т.д. жуть! Сгорел весь аллюминий в секунду! и я весь в дыму. Красатища! |
Пользователь
Регистрация: 03.02.2006
Откуда: Минск
Сообщений: 57
В друзьях у: 0
Голосов: 1 / 0
| Цитата |
|---|
| Больше делать так не буду. Такое пламя из печки пошло, дым едкий и т.д. жуть! Сгорел весь аллюминий в секунду! и я весь в дыму. Красатища! |
Пользователь
Регистрация: 05.02.2008
Сообщений: 6
В друзьях у: 0
Голосов: 0 / 0
Пользователь
Регистрация: 25.10.2007
Откуда: ВБК
Сообщений: 3239
В друзьях у: 7
Голосов: 138 / 27
Пользователь
Регистрация: 23.07.2007
Откуда: Москва
Сообщений: 359
В друзьях у: 0
Голосов: 1 / 1
Пользователь
Регистрация: 25.10.2007
Откуда: ВБК
Сообщений: 3239
В друзьях у: 7
Голосов: 138 / 27
| Цитата |
|---|
| Не надо лучше! Литься она будет,правда качество поверхности будет ахтунг.Не такой уж дорогой материал латунь,чтоб собирать вторичку! Л(ЛС)-59 и ничего другого не надо. |
Пользователь
Регистрация: 03.01.2007
Откуда: Беларусь
Сообщений: 982
В друзьях у: 4
Голосов: 95 / 4
Пользователь
Регистрация: 23.07.2007
Откуда: Москва
Сообщений: 359
В друзьях у: 0
Голосов: 1 / 1
Пользователь
Регистрация: 25.10.2007
Откуда: ВБК
Сообщений: 3239
В друзьях у: 7
Голосов: 138 / 27
Пользователь
Регистрация: 05.05.2007
Откуда: Москва
Сообщений: 1113
В друзьях у: 1
Голосов: 20 / 1
| Цитата |
|---|
| Оловянистая латунь в данном случае лс59, не будет иметь свойства бронзы в приобретении патины, . |
Пользователь
Регистрация: 25.10.2007
Откуда: ВБК
Сообщений: 3239
В друзьях у: 7
Голосов: 138 / 27
| Цитата |
|---|
А я бы смесители хапнул, чисто из жадности.  )) |
| Цитата |
|---|
| Вообще-то патина — это соединения углекислой меди, и образуется она и на бронзе, и на латуни. А уж химическим или гальваническим путём — просто замечательно образуется. |
| Цитата |
|---|
| А уж если совсем ювелирка не будет достойно проливаться — так на ювелирке мир не кончается, есть ещё масса всего, что можно отлить с меньшим качеством, но приличной выгодой. |
Пользователь
Регистрация: 23.07.2007
Откуда: Москва
Сообщений: 359
В друзьях у: 0
Голосов: 1 / 1
до сих пор есть возможность за пузырь водки брать латунь на пункте металоприема по курсу 1 бут. к 10 кг. с возможность выбирать что нравиться,но нафиг эти экперименты-скупой и тупой платит дважды,вся эта неизвестная дармовая латунь и экперименты по ее литью,больно потом ударяют по карману ввиде напрасно испорченного воска,формомассы,электроэнергии,времени,нервов и т.д.
Что касается благородных окисных пленок-патин,то и у латуни можно сделать также красиво и у бронзы и без добавления металов в расплав,для этого итальяшки придумали растворы хим. бронзирования-опустил,достал,полирнул и вот тебе латунь шоколадно-темнокрасно-коричневая-прям как бронза.
Я не знаю что имел ввиду 3угольник:
«А уж если совсем ювелирка не будет достойно проливаться «
Ну если кто-то и использует литье латуни для изготовление юв. изделий,то вполне может купить нормальный металл.
Пользователь
Регистрация: 25.10.2007
Откуда: ВБК
Сообщений: 3239
В друзьях у: 7
Голосов: 138 / 27
| Цитата |
|---|
| . но нафиг эти экперименты-скупой и тупой платит дважды,вся эта неизвестная дармовая латунь и экперименты по ее литью,больно потом ударяют по карману ввиде напрасно испорченного воска,формомассы,электроэнергии,времени,нервов и т.д. |
Мосбронза, судя по первым Вашим расписанным поделкам, Вы прошли этот путь. А эксперименты можно и без данных материалов проделывать. К тому же «хлам» может пригодиться и для технической плавки — узлов, деталей.
| Цитата |
|---|
| Что касается благородных окисных пленок-патин,то и у латуни можно сделать также красиво и у бронзы и без добавления металов в расплав,для этого итальяшки придумали растворы хим. бронзирования-опустил,достал,полирнул и вот тебе латунь шоколадно-темнокрасно-коричневая-прям как бронза. |
Бутафорией попахивает. А что будет с этой искусственной патиной через должное кол-во лет? Может просто из гипса, да серебрянкой. п.с. Мне приходилось сталкиваться с многовековой патиной некоторых цветных металлов — красота. но встречалось и лайно.
Пользователь
Регистрация: 05.05.2007
Откуда: Москва
Сообщений: 1113
В друзьях у: 1
Голосов: 20 / 1
| Цитата |
|---|
| до сих пор есть возможность за пузырь водки брать латунь на пункте металоприема по курсу 1 бут. к 10 кг. с возможность выбирать что нравиться,но нафиг эти экперименты-скупой и тупой платит дважды,вся эта неизвестная дармовая латунь |
Эээээ. простите, несколько вопросов.
1. В чём принципиальная разница между латунью, которую Вы купите в пункте металлолома и латунью, которую Вы купите вместо пункта приёма — как и сделал ув. Огрес? Если бы он купил то же самое уже в пункте — она стала бы лучше качеством? В любом случае — марка неизвестна.
2. Насчёт 10 кг за пузырь — видимо, Вам известны заветные места, где ещё сидят замшелые идиоты. Завидую, но во всех известных мне местах такая лафа давно прошла — продают в лучшем случае по цене приёма металлобазы, а то и дороже.
| Цитата |
|---|
| для этого итальяшки придумали растворы хим. бронзирования-опустил,достал,полирнул и вот тебе латунь шоколадно-темнокрасно-коричневая-прям как бронза. |
| Цитата |
|---|
| Я не знаю что имел ввиду 3угольник: «А уж если совсем ювелирка не будет достойно проливаться « |
Гыыыыыыыыыыыы. а вот Огрес правильно мыслит. ))))))))
| Цитата |
|---|
| Бутафорией попахивает. А что будет с этой искусственной патиной через должное кол-во лет? |
Пользователь
Регистрация: 23.07.2007
Откуда: Москва
Сообщений: 359
В друзьях у: 0
Голосов: 1 / 1
технические узлы лить из вторсырья вообще нестоит,лили шестеренки автомобильные знаю,что бывает если краники всякие переплавлять.
Да не отрицаю-приходилось лить из чего попало,а про то что вы Огрес писали не литье было хреновое,а обработка постлитейнай,если уж вы такой великий критик,то как тока начнете когданибудь лить в своей жизни,я обязательно вам дам восковки тех вещей над которыми Вы усмехались-вот и посмотрим,что получиться у Вас!
Да ничего не станет с патиной полученной не искусственно,не с «родной».Окисление процес не обратимый в условиях обычной атмосферы,ну конечно же без дополнительного воздействия различными химикатами.
А гипсовые вещи или гипсополимерная керамика покрытая специальной мелизирующей краской продается не хуже бронзы!
| Цитата |
|---|
| . В чём принципиальная разница между латунью, которую Вы купите в пункте металлолома и латунью, которую Вы купите вместо пункта приёма — как и сделал ув. Огрес? Если бы он купил то же самое уже в пункте — она стала бы лучше качеством? В любом случае — марка неизвестна. |
Я не одобряю не одобрял и не буду одобрять не первый не второй способ приобретения металла,так как там и там безродное г.
Тем более латунь,которая стоит 3 копейки.Вот поэтому я и не беру больше латунь в по бартеру в пункте приема металла!Себе ща беру ЛС-59 в одном НИИ по 180 р за кг. еще советская,пруточки все как на потбор 15 мм,аж плавить жалко.Если кому надо,то вот база где можно приобрести небольшие кол-ва не очень дорого www.mc.ru
Патинирование конечно придумали давно,но вот растворов бронзирования кроме итальянских больше ничьих не видел.Если кто подскажет еще какие то буду благодарен.
Господин 3уголиник а вы когда оловяшку лили,тоже с плат спаивали?
Как соединить медь с алюминием — чем лучше и надежнее.
Практически все уже знают, что алюминиевая проводка это наследие прошлого века, и ее обязательно нужно менять при ремонте квартиры. Мало кто проводит капремонт и забывает об этом.
Однако случаются ситуации, когда ремонт проводится частично, и возникает крайняя необходимость соединить алюминиевый провод с медным или просто их нарастить, добавив несколько лишних сантиметров жилы.
При этом алюминий и медь не совместимы гальванически. Если вы их соедините напрямую, это будет что-то вроде мини батарейки.
При прохождении тока через такое соединение, даже при минимальной влажности, происходит электролизная химическая реакция. Проблемы обязательно рано или поздно себя проявят.
Окисление, ослабление контакта, его дальнейший нагрев с оплавлением изоляции. Переход в короткое замыкание, либо отгорание жилы.
К чему может в итоге привести такой контакт, смотрите на фото.
Как же сделать такое соединение грамотно и надежно, чтобы избежать проблем в будущем.
Вот несколько распространенных способов, которые применяют электрики. Правда не все они удобны для работы в монтажных коробках.
Рассмотрим подробнее каждый из них и выберем наиболее надежный, не требующий последующего обслуживания и ревизий.
Здесь для соединения используется стальная шайба и болт. Это один из наиболее проверенных и простых методов. Правда получается очень габаритная конструкция.
Для монтажа, закручиваете кончики проводов колечками. Далее подбираете шайбы.
Они должны быть такого диаметра, чтобы все ушко провода спряталось за ними и не могло контактировать с другим проводником.
Самое главное, как расположить колечко. Его нужно одевать так, чтобы во время закручивания гайки, ушко не разворачивалось, а наоборот стягивалось во внутрь.
Стальные шайбы между проводниками из разных материалов препятствуют процессам окисления. При этом не забывайте про установку гравера или пружинной шайбы.
Без нее контакт со временем ослабнет.
Дело в том, что безопасно соединять между собой можно металлы, у которых электрохимический потенциал соединения не превышает 0,6мВ.
Вот таблица таких потенциалов.
Как видите у меди и цинка здесь целых 0,85мВ! Такое подключение даже хуже чем прямой контакт алюминиевых и медных жил (0,65мВ). А значит, соединение будет не надежным.
Однако, несмотря на простоту резьбовой сборки, в итоге получается большая, неудобная конструкция, формой похожая на улей.
И запихнуть все это дело в не глубокий подрозетник, не всегда есть возможность. Более того, даже в такой простой конструкции многие умудряются напортачить.
Последствия себя не заставят ждать через очень короткое время.
Еще один способ — это применение соединительного сжима типа орех.
Он часто используется для ответвления от питающего кабеля гораздо большего сечения, чем отпайка.
Причем здесь даже не требуется разрезание магистрального провода. Достаточно снять с него верхний слой изоляции. Некоторые нашли ему применение для подключения вводного кабеля к СИПу.
Однако делать этого не стоит. Почему, читайте в статье ниже.
Но опять же, для распаечных коробок орехи не подходят. Более того, и такие зажимы бывает, выгорают. Вот реальный отзыв от пользователя на одном из форумов:
Есть серия специальных зажимов, которыми можно стыковать медь с алюминием.
Внутри таких клемм находится противоокислительная паста.
Однако споры о 100% надежности таких зажимов, тем более для розеточных, а не осветительных групп, не утихают до сих пор. При определенной укладке в ограниченном пространстве, контакт может ослабнуть, что неминуемо приведет к выгоранию.
Причем произойти это может даже при нагрузке ниже минимальной на которую рассчитаны Ваго. Почему и когда это происходит?
Дело в том, что когда сжимаются соединяемые проводники, между прижимной пластиной и местом контакта появляется небольшой зазор. Отсюда и все проблемы с нагревом.
Вот очень наглядное видео, без лишних слов объясняющее данную проблему.
Данный способ имеет один существенный минус. Большинство продаваемых колодок очень низкого качества.
Некоторые исхитряются и чтобы избежать прямого контакта меди и алюминия, медную жилку припаивают сбоку такого зажима, а не вставляют во внутрь.
Правда клемму для этого придется разобрать. Кроме того, надежный контакт алюминия под винтом без ревизии, не живет очень долго.
Винтики каждые полгода-год нужно будет подтягивать. Частота ревизионных работ будет напрямую зависеть от нагрузки и ее колебаний в периоды максимума и минимума.
Забудете подтянуть и ждите беды. А если все это соединение запрятано глубоко в подрозетнике, то лезть туда каждый раз, не совсем удобное занятие.
Поэтому остается самый надежный из доступных способов – опрессовка. Здесь не будем рассматривать применение специализированных медно-алюминиевых гильз ГАМ, так как они начинаются от сечений 16мм2.
Для домашней же проводки, как правило наращивать нужно провода 1,5-2,5мм2 не более.
Рассмотрим наиболее распространенный случай, который встречается в панельных домах. Допустим, вам нужно запитать одну или несколько дополнительных розеток от уже существующего алюминиевого вывода в сквозной нише.
Для наращивания берете ГИБКИЙ медный провод сечением 2,5мм2. Это уменьшит механическое воздействие на алюминиевою жилу, когда вы будете укладывать провода в подрозетник.
Зачищаете концы медного провода. Далее, для такого соединения их нужно обязательно пропаять. Это исключит непосредственный контакт в гильзе меди и алюминия.
При этом перед пайкой флюсом снимите с жилы оксидный слой.
Сам процесс лужения заключается в окунании провода в специальное отверстие в паяльнике, заполненное оловом.
После остывания жилы остатки флюса удаляются растворителем.
Далее переходите к алюминиевым проводам, торчащим из стены. Аккуратно зачищаете их концы и также удаляете слой окиси.
Для этого можно воспользоваться оксидной токопроводящей пастой. Такая же паста используется при монтаже модульных штыревых систем заземления.
Она рассчитана на работу в любых условиях и исключает дальнейшее появление окиси на поверхности провода. Имейте в виду, что оксидная пленка может в последствии иметь сопротивление в несколько раз большее, чем сам алюминий.
И не удалив ее, вся ваша дальнейшая работа пойдет насмарку. Более того, температура плавления такой пленки достигает 2000 градусов (против примерно 600С у Al).
У некоторых возникнет логичный вопрос, а не продавится ли при опрессовке слой припоя на жиле? Тогда получается что все манипуляции по лужению будут напрасны.
Главное здесь правильно подобрать по сечению гильзу и матрицы инструмента для обжатия.
В этом случае мягкий припой как бы загерметизирует контактное пятно медноалюминиевого соединения. А без отсутствия доступа кислорода к этой точке, эрозии контакта наблюдаться не будет.
Будьте внимательны, при работе с алюминиевыми проводниками нужно действовать крайне осторожно, так как это очень ломкий материал. Одно неосторожное движение и облом жилы вам обеспечен.
После опрессовки необходимо заизолировать данное соединение клеевой термоусадкой.
Именно клеевой тип обеспечит 100% герметичность и предотвратит поступление кислорода к контактным местам. Чтобы не рисковать и не прожечь изоляцию, нагревать термоусадку лучше строительным феном, а не зажигалкой или портативной горелкой.
Полученный пучок проводов укладывать в подрозетник нужно с большой осторожностью, так как алюминий не любит резких перегибов.
Так как наращенные медные жили гибкие, то на концы этих проводников одеваете изолированные наконечники НШВИ.
Только после этого их можно смело заводить в клеммные колодки розеток и затягивать винты.
Безусловно, это не единственный способ наращивания алюминиевых проводов, но он является одним из самых простых (в отличии от сварки или пайки) и надежных (в отличии от скрутки).
Подробнее
Если же у вас есть малейшая возможность сменить целиком алюминиевую проводку, делайте это обязательно, не экономьте на своей безопасности.
Как соединить алюминиевые провода: выполняем быстро и правильно
Как соединить два алюминиевых провода между собой? Казалось бы, достаточно банальный вопрос, но и здесь первый приходящий на ум ответ не всегда верен. Ведь скрутка проводов запрещена по нормам ПУЭ, а соединять любые провода можно только методом опрессовки, пайки, сварки и при помощи винтовых сжимов. А том, как это правильно делать, мы и поговорим в нашей статье.
Свойства алюминиевых проводов
Но начать наш разговор мы предлагаем с беглого анализа свойств алюминиевого провода. Это позволит выявить проблемные места и понять возможные проблемы при его монтаже.
- Начнем с преимуществ алюминиевого провода. Главный из них это цена, которая на порядок ниже, чем у главного конкурента – меди.
- Еще одним достоинством данного материала является его легкость. Это обусловило его широкое применение в линиях электропередач, где вес имеет очень большое значение.
- Ну, и последним достоинством является его стойкость к коррозии. Алюминий практически мгновенно покрывается стойкой оксидной пленкой, которая препятствует дальнейшему окислению. В то же время данная пленка имеет и негативные моменты – она является очень плохим проводником электрического тока.
- Дальше же пошли одни сплошные недостатки. И первым из них является низкая электропроводность алюминия. Для данного материала она составляет 38×106 См/м. Для сравнения у меди этот параметр составляет 59, 5×106 См/м. Выливается это в то, что, например, провод из меди с сечением в 1 мм2 способен пропускать ток почти в 2 раза больший, чем подобный провод из алюминия.
- Следующим весомым недостатком является то, что алюминиевые провода обладают очень низкой гибкостью. В связи с этим их нельзя использовать в местах, где проводка подвержена многократным изгибам или другим механическим воздействиям в процессе эксплуатации.
- Ну, и напоследок, инструкция говорит о том, что алюминий обладает таким плохим свойством как текучесть. В результате тепловых и механических воздействий он может терять свою форму, что крайне негативно отражается на контактных соединениях.
Обратите внимание! Согласно нормам ПУЭ с 2001 года использовать алюминиевый провод для монтажа электропроводки в жилых помещениях запрещено. Такой запрет значительно снизил использование алюминиевой электропроводки в быту.
Способы соединения алюминиевых проводов
Как мы уже говорили выше, алюминиевые провода можно соединить четырьмя основными способами – это винтовые или болтовые сжимы, прессовка, сварка и пайка. Давайте разберем особенности каждого из этих видов соединений.
Соединение алюминиевых проводов методом сжима
Начнем с наиболее распространенного способа соединения – сжима. Он может быть нескольких видов – болтовой, винтовой или при помощи прижимной пружины, который используется в клеммах Wago.
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 алюминиевых проводов метод сварки
Самое наилучшее качество соединения обеспечивает сварка. Благодаря тому, что в данном случае провод образует единое целое практически исключены проблемы с переходными сопротивлениями, возможности снижения нажимного усилия и многое другое. Но здесь есть и масса проблем.
- Дело в том, что как мы уже говорили выше на поверхности алюминия, образуется оксидная пленка. Она имеет совершенно другие тепло – и электропроводность, чем сам алюминий. В связи с этим сварка алюминиевых проводов затруднена.
- Так как температура плавления оксида и алюминия различаются, то попытки простого сваривания проводов угольным электродом будут не очень удачными. Оксиды будут оставаться на расплавленных каплях алюминия, а само соединение будет не однородным, как на видео.
- Дабы исключить данную проблему, можно снимать оксиды с поверхности механическим способом, но это трудоемко и далеко не всегда эффективно, так как образование новой пленки происходит практически мгновенно.
- Исходя из этого, в большинстве случаев для сварки применяются различные флюсы, которые способны разрушить оксидную пленку. Данный материал должен разрушать оксидную пленку и практически не реагировать на чистый металл, кроме того он не должен давать вредных соединений во время сварки. Подобрать такой материал достаточно сложно и зачастую приходится идти на компромисс.
- Но даже с использованием флюсов, своими руками выполнить сварное соединение проводов без должной подготовки достаточно сложно. Это связано с тем, что здесь крайне важно подобрать должное напряжение сварки (обычно не более 20В) и время воздействия на проводник (обычно 1-2сек.).
Обратите внимание! Кроме электросварки алюминиевых проводов достаточно распространена и газовая сварка. Она имеет свои особенности, касающиеся как применяемых материалов, так и температуры сварки.
Соединение алюминиевых проводников методом пайки
Последним вариантом, которым можно выполнить соединение розеток алюминиевыми проводами является пайка. Этот способ достаточно трудоемок, и его сложно назвать быстрым.
Поэтому для силовых установок оно применяется крайне редко, а в низковольтных сетях алюминиевые провода из-за своей жесткости применяются достаточно редко. Тем не мене давайте рассмотрим и этот вариант.
- Основной проблемой здесь, как и в случае со сваркой, является оксидная пленка. Кроме того, имеется такая проблема как отсутствие визуального контроля за температурой провода. Ведь при длительном воздействии больших температур алюминий может изменить свои физико-химические свойства.
- Исходя из этого, процесс пайки алюминия становится достаточно сложным. В первую очередь нам необходимо избавится от оксида на его поверхности. Сделать это можно при помощи любых абразивных материалов, но усердствовать не стоит, так как новая пленка образуется практически мгновенно. Наша задача только уменьшить ее толщину.
- После этого выполняется фиксация проводов и припоем с флюсом прикасаются к проводам. В качестве припоя лучше использовать ЦОП – 40 или его аналоги.
- Флюс для пайки алюминия — это Ф – 59А, Ф – 61, Ф – 34 или другие подобные составы. Они достаточно хорошо разрушают оксидную пленку.
- При прикосновении припоем к проводам им следует поскрести по ним, чтобы упростить флюсу задачу по разрушению оксидной пленки. Если производится пайка без использования флюса, то интенсивность трения припоем по проводам должна быть более интенсивной.
Вывод
Соединение алюминиевого провода гильзой и при помощи клемм являются наиболее простыми вариантами. В то же время применение опрессовки не требует дополнительных материалов, но требует наличия кримпера.
Использование пассатижей и других подсобных инструментов может сказаться на качестве соединения, поэтому их использование недопустимо. Тем не менее, в сравнении цена и качество, метод опрессовки является одним из лучших для соединения алюминиевых проводов.
