Смазка для соединения алюминия с медью

Соединение проводов из разнородных металлов (частный и наиболее распространенный случай – медь с алюминием) наиболее часто необходимо в тех случаях, когда домашняя проводка выполнена медным проводником, а ввод в дом сделан из алюминиевого.

Бывает наоборот. Главным здесь является контакт разнородных металлов. Непосредственное объединение меди и алюминия выполнять нельзя.

Причины кроются в электрохимических свойствах металлов. Большинство металлов при соединении друг с другом в присутствии электролита (вода – универсальный электролит) образуют некое подобие обычной батарейки. Для различных металлов разность потенциалов при их контакте различна.

Для меди и алюминия эта разность равна 0.65 мВ. Установлено стандартом, что максимально допустимая разница должна составлять не более 0.6 мВ.

При наличии большего потенциала, материал проводников начинает разрушаться, покрываться пленками окислов. Контакт в скором времени потеряет надежность.

К примеру, электрохимическая разность потенциалов некоторых других пар металлов составляет:

• медь – свинцово-оловянный припой 25 мВ;
• алюминий – свинцово-оловянный припой 40 мВ;
• медь – сталь 40 мВ;
• алюминий – сталь 20 мВ;
• медь – цинк 85 мВ;

Скрутка проводов

Самый простой, но наименее надежный способ соединения проводников. Как было сказано выше, непосредственно скручивать медный и алюминиевый провод нельзя. Единственный возможный вариант контакта таких материалов – облуживание одного из проводников свинцово-оловянным припоем.

Алюминий в домашних условиях облудить очень тяжело, зато с медью проблем не будет. Достаточно мощного паяльника, кусочка припоя и немного канифоли, либо другого флюса для пайки меди и медных сплавов. Облуженный медный и чистый алюминиевый проводники плотно скручивают между собой при помощи пассатижей или плоскогубцев так, чтобы жилы плотно и равномерно обвивались друг об друга.

Недопустимо, чтобы один проводник был прямым, а другой обвивался вокруг него. Количество витков должно быть не менее 3-5. Чем толще проводники, тем меньше можно сделать число витков. Для надежности место скрутки можно обвить бандажем из более тонкого медного луженого провода и дополнительно пропаять. Место скрутки необходимо тщательно заизолировать.

Резьбовое соединение

Самое надежное объединение проводов – резьбовое (болтовое). Проводники прижимаются друг к другу посредством болта и гайки. Для выполнения такого соединения на концах соединяемых проводов необходимо сделать колечки с внутренним диаметром, равным диаметру болта.

Также, как и для скрутки, медную жилу необходимо облудить. Обязательно подлежит облуживанию многожильный провод (даже если соединяются провода из одинакового металла).

Полученное соединение выглядит как бутерброд:

• головка болта;
• шайба (внешним диаметром не менее диаметра кольца на проводе);
• один из соединяемых проводов;
• второй провод;
• шайба, аналогичная первой;
• гайка;

Существенный недостаток такого метода – большие габариты и, как следствие, затруднения с изоляцией.

Клеммные колодки

Самый технологичный способ соединения проводов – использование специальных клеммных колодок.

Клеммные колодки обладают рядом преимуществ перед другими способами соединений:

1. Легкость монтажа.
2. Использование любых комбинаций материалов проводников.
3. Подключение проводников различного диаметра.
4. Нет необходимости выполнять манипуляции с проводом, кроме зачистки его конца от изоляции.
5. Нет необходимости выполнять изоляцию.
6. Удобство закрепления самой колодки.

Зажим проводника в клеммных колодках может выполняться 2 способами – непосредственно винтом, или посредством металлической прижимной пластины. Второй вариант предпочтительней, поскольку в первом случае существует риск повредить провод винтом (алюминий – очень мягкий металл).

Неразъемное соединение

Такой способ монтажа выполняется точно также, как и с помощью болта и гайки, но с применением специального инструмента – заклепочника. Принцип работы заклепочника кроется в устройстве заклепки.

Она представляет собой полую алюминиевую трубку с утолщением на одном конце. В заклепку вставлен металлический стержень с головкой. При протягивании стержня через заклепку, он формирует утолщение на другом конце заклепки, одновременно несколько расширяя саму трубку.

При достижении некоего предельного усилия, стержень обламывается, оставляя чистую сформированную заклепку. Если не учитывать стоимость инструмента, то цена отдельной заклепки делает такой вид монтажа самым дешевым после скрутки. Недостаток один – такое соединение одноразовое и неразъемное.

Еще один вариант неразъемных соединений получается при использовании специальных медных луженых соединительных трубок. Такие трубки выпускаются нескольких диаметров под наиболее распространенные диаметры соединяемых проводов.

Зачищенные концы проводов вставляются в противоположные концы трубки и последняя обжимается специальным приспособлением. Вместе со скруткой это самый компактный вид соединения проводников.

Альтернативные варианты

Довольно широко в последнее время стал применяться метод соединения разнородных проводов с помощь специальных пружинных зажимов. Наиболее известны зажимы фирмы Wago.

Такие зажимы бывают 2 разновидностей:

1. Одноразовые, без возможности вытаскивания провода.
2. Рычажковые, многоразового использования.

Принцип действия заключается в специальном пружинном зажиме из особого сплава, который заключен в пластиковый корпус. Конструкция кромки зажима позволяет врезаться в тело металла даже при наличии толстой пленки окисла на нем.

Зажимы выпускаются практически на все используемые диаметры проводников и рассчитаны на токи до 34 А. Однако, опыт электромеханических работ подсказывает, что величину максимально допустимого тока необходимо уменьшить в несколько раз, то есть зажимы надо приобретать с некоторым запасом по току.

Монтаж проводки с использованием пружинных зажимов самый быстрый. Из минусов следует отметить достаточно высокую стоимость материалов.

Особенности применения соединений при наружных и внутренних работах

Все перечисленные способы соединения проводников из разнородных металлов предназначены для внутренней электрической сети. Для работ на открытом воздухе лучше применить специальный пластиковый зажим «Орешек».

В пластиковом корпусе зажима находятся несколько металлических пластин. Корпус зажима стягивается специальными винтами и надежно защищает место соединения от контакта с окружающей средой. Как правило, наружные электрические сети не столь критично относятся к габаритам соединения, как внутри помещений, поэтому соединений зажимом «Орешек» довольно неплохой вариант.

Блиц-советы

И напоследок, несколько советов, которые следует принять к сведению, чтобы обезопасить себя в дальнейшем и не переделывать заново работу:

1. Для зачистки проводниковне следует пользоваться бокорезами, пассатижами либо иным инструментом с подобным принципом действия. Для того, чтобы перерезать изоляцию, не затрагивая тело провода, требуется значительный опыт и все равно в большинстве случаев целостность провода будет нарушена. Алюминий – мягкий метал, но он очень плохо переносит перегибы, особенно если нарушена целостность поверхности. Не исключена возможность, когда провод переломиться уже в процессе монтажа. И гораздо хуже, если это случиться несколько позже. Снимать изоляцию необходимо острым ножом, двигая его вдоль проводника, подобно зачистке карандаша. Даже если острие ножа снимет некоторый слой металла, царапина вдоль провода не страшна.
2. Для залуживания медных проводников ни в коем случае нельзя принимать кислотосодержащие флюсы (хлористый цинк, травленая соляная кислота и так далее). Даже тщательная очистка соединения не спасет его от разрушения в течении некоторого времени.
3. Многожильные проводники перед монтажем требуется обязательно облудить для получения монолитного проводника. Исключение составляют только пружинные зажимы и клеммные колодки с прижимными пластинами.
4. Шайбы, гайки и болты для разъемного или неразъемного соединений не должны быть из оцинкованного металла. Разность потенциалов медь – цинк составляет 0.85 мВ, что значительно больше разности при непосредственном соединении меди и алюминия.
5. По этой же причине не следует приобретать чрезмерно дешевые клеммные колодки неизвестного производителя. Практика показывает, что металлические элементы в таких колодках зачастую имеют цинковое покрытие.
6. Нельзя пользоваться советом защищать непосредственное соединение медных и алюминиевых проводников различными водоотталкивающими покрытиями (смазка, парафин). Машинное масло только с кожи удалить трудно. Солнце, воздух, отрицательные температуры разрушат защитное покрытие гораздо быстрее, чем этого хотелось бы. Кроме этого, некоторые смазки (особенно жировой солидол) изначально содержат в своем составе до 3% воды.

Современная электрическая разводка в квартире или доме выполняется только медными проводами так гласит ПУЭ. Но в старых домах проводку делали чаще всего алюминиевым проводом и возникает ситуация, при которой необходимо соединить 2 провода из разного материала. И в этой статье вы узнаете, как соединить медный и алюминиевый провод разными способами.

Способы соединения медных и алюминиевых проводов

Можно ли скручивать медный провод с алюминиевым

Начнем с того, что можно ли соединять алюминиевые провода с медными, и не приведёт такое соединение к пожару? Ответ да, можно. Но давайте сперва ознакомимся с этими материалами.

Если задаться вопросом какая проводка лучше, медная или алюминиевая, то выбор конечно за медной. Это выходит из технической характеристики меди, сечение алюминиевого провода в тех же условиях приходится брать больше. Есть и минусы, медь дороже. Отличить медный провод от алюминиевого легче по цвету, медь имеет красноватый оттенок, алюминий — серый, белый.

Посмотрев на электротехнические показатели металлов, отпадает вопрос в том, что лучше проводит ток. Вот некоторые сведения:

• Удельное сопротивление: медь – 0,017 Ом·мм²/м, алюминий – 0,028 Ом·мм²/м.
• Теплоёмкость: меди — 0,385 Дж/гК, алюминия – 0,9 Дж/гК.
• Упругость материала: меди – 0,8%, алюминия – 0,6%.

Так почему нельзя скручивать медные и алюминиевые провода, ведь скрутка, особенно при небольшом сечении, является самым дешёвым вариантом в плане как средств, так и времени? Все дело в том что, эти материалы при соединении создают гальваническую пару.

Гальваническая пара — 2 металла разного рода, соединение которых между собой приведёт к повышенной коррозии. Именно такой гальванической парой являются медь и алюминий. Электрохимические потенциалы двух металлов слишком разные, поэтому скорая коррозия увеличит сопротивление в месте соединения и последует его нагрев. Более подробно о совместимости металлов указано в ГОСТ 9.005-72. Ниже привожу таблицу с некоторыми данными по металлам:

Гальваническая совместимость мелталов

Добиться качественного контакта двух проводников можно разными способами (пайкой, применением простой клеммной колодки, более дорогих клемм WAGO или обыкновенного болта с гайкой).

Соединение проводов

Соединение алюминиевых и медных проводов между собой требует технологических решений, простой скрутки здесь недостаточно.

Способы соединения проводников с разными электрохимическими потенциалами:

• Посредством пайки. Но не простой пайки.
• С применением простых клеммников или дорогостоящих WAGO. Здесь экономить не стоит и если стоит вопрос, как правильно соединить медный и алюминиевый провода, то лучше взять WAGO. Преимущества данного производителя будут описаны далее.
• Используя болтовое соединение, у которого масса преимуществ: дешевизна, простота и возможность работы с проводами большого сечения.
• Опрессовкой гильзами. Требуется наличие специализированного инструмента.

Зажимы WAGO для стыковки алюминия и меди весьма популярны, так как их очень удобно использовать:

1. Щелчком отвести прижимные пластины в сторону.
2. Вставить в отверстия провода.
3. Поставить пластины на свои места, зажать.

Клемы WAGO для соединения медного провода с алюминиевым отличное решение

Но сейчас WAGO заставляет усомниться в своей репутации. По многочисленным отзывам, пружинящий контакт слабеет, что приводит к подгоранию клеммника и его скорой замене.

Скрутка проводов

Ранее упоминалась скрутка алюминиевого и медного провода как очень ненадёжный способ соединения, но иногда это единственная возможность быстрого восстановления энергоснабжения.

Пара советов перед выполнением скрутки:

• Перед скруткой медный провод следует хорошо залудить.
• Величина скрутки должна быть не менее 5 витков.
• После работы, место соединения надо защитить несколькими слоями изолирующей ленты или термоусадочной трубкой.

Пайка меди к клемнику

Можно спаять медь и алюминий между собой. Если с медью все понятно, то для пайки алюминия нужен специальный флюс. Некоторые электрики просто припаивают медный провод к клеммнику.

Флюс для алюминия

Клеммники

Перечень инструмента и расходных материалов электрика включает в себя клеммные колодки. Клеммники – медные или из латуни покрытые слоем никеля, рассчитанные под провода определённого сечения и покрытые слоем изолирующего пластика. Фиксацию проводов обеспечивают 2 небольших винта.

Соединяя клеммниками медь и алюминий следует правильно зажать винты-фиксаторы. Если их перетянуть, то можно повредить алюминиевые жилы, что не очень хорошо отразится на дальнейшей эксплуатации электропроводки. Поэтому необходимо найти золотую середину: затянуть не слишком туго, но добиться качественного контакта.

Болтовое соединение

Если под рукой нет клеммника, паяльника или WAGO, а сечение проводов достаточно большое, то добиться качественного можно обыкновенным болтом.

Для соединения двух проводов потребуется: болт, гайка, 3 шайбы. Последовательность действий:

1. На концах проводов сделать кольца, такого же диаметра, как и болт. Для удобства лучше использовать круглогубцы.
2. Одеть кольца на болт в таком порядке, чтобы они оказались между тремя шайбами.
3. Затянуть гайку и проверить качество соединения.
4. Нанести несколько слоёв изолирующей ленты.

Болтовое соединения алюминия и меди

Соединение «орешек»

«Орех» — это ещё одна разновидность клеммной колодки, чаще всего используемая для ответвления проводов большого сечения. Представляет собой 2 медных пластины, уложенных в пластиковый корпус.

Между пластинами помещают медный и алюминиевый провод, а также провод ответвления. Но использовать «орех» можно просто как соединительный элемент. После укладки проводников пластины стягиваются болтами. В качестве изоляции поверх всей конструкции одевается пластиковый корпус, состоящий из двух половин, для крепления которых используют стандартные винты.

Соединение «орех» подходит для всех видов уличных соединений и ответвлений

Опрессовка

Для этого метода вам потребуются специальные опрессовочные клещи и гильзы. Принцип соединения проводов гильзой очень прост: с одной стороны в гильзу вставляют алюминиевый провод, с другой медный, и обжимают с обеих сторон гильзу клещами. Существуют гильзы для проводов с большим сечением – от 16 мм 2 и до 300 мм 2 , но в этом случае потребуется специальный гидравлический пресс. Единственный недостаток опрессовки – высокая стоимость инструмента.

Специальная гильза для соединения алюминия и меди

Смазка

Для улучшения качества контакта можно использовать специальную смазку или пасту. Обычно это — кварцевазелиновая паста. Обычно ее используют для улучшения соединения именно алюминиевых проводов.

Но такую пасту можно применять при всех видах соединений (резьбовом, с помощью клеммников, опрессовкой), особенно, если соединение происходит на улице. Тогда на контакт воздействуют дополнительные факторы, существенно снижающие долговечность соединения. Хотя и применение смазки без изоляции вызывает сомнения.

Исходя из всего вышесказанного подбирайте подходящий для вас способ в зависимости от места соединения (улица, дом) и материальных возможностей.

О, УЖАС! Я наткнулся на запись уважаемого Егор Егорыча moskvichmoy , где он, не моргнув глазом, мажет болты "медянкой" и вкручивает** их в алюминиевый 412й УЗАМ! КАК? Мне, как бывшему электрику, в кровь впиталось, что Медь с Алюминием несовместимы! Гальваническая пара, взаимное окисление и … . Но это впрочем о проводах. Что о смазке?

**) Меня поправил автор фотографии moskvichmoy : "Болт на фото вставляется в сквозную шахту и не ВВИНЧИВАЕТСЯ в тело блока, а выходит наружу и сверху ввинчивается в гайку из стали… "

Начнем с того, что в Алюминий правильнее закручивать не болты, а шпильки и не со смазкой, а с фиксатором резьбы типа Локтайт*. На худой конец — на герметик.
*) Локтайт выпускает много чего, но знаменита стала именно фиксаторами резьбовых соединений. Как Ксерокс — своими копировальными аппаратами. И так-же стала именем нарицательным.
Причина в том, что Ляминь (и его сплавы, использующиеся в автомобилестроении) — материал мягкий — значительно мягче железа/стали. А при затяжке болтов материал трется о материал под нагрузкой. Понятно, что Ал. от такого стирается — резьба изнашивается и "вынимается". Шпильки же закручиваются без нагрузки, нагрузка на них появляется уже при затяжке гаек, когда резьба в Ал. неподвижна.
Плюс шпилька "держит" бОльшим кол-вом витков, чем болт.
Плюс если надо снять то, что прикручено, то шпилька не выкручивается из Алюминия, а болт — выкручивается, потом опять закручивается, … .
Понятно, что со шпилькой, да еще и с фиксатором, резьба протянет значительно дольше, чем при использовании болтов.

Тем не менее, болты в Алюминии используются сплошь и рядом. И надо обеспечить два момента:
— смазку резьбы при затягивании (чтобы меньше стирался)
— отсутствие окислительных процессов в резьбе. Случаев закисания резьбы в Лямине — полно. Задача — этого избежать.

Итак, я победил в себе электрика и пошел листать тырнет на предмет того, как медянка может повредить Ляминю.
Сумбурно, но смысл следующий:
— никто из производителей не пишет о недопустимости применения ее медных смазок в контакте с Алюминием. Как и о допустимости такого контакта. По крайней мере, я сходу ничего подобного не узрел. Если бы были какие-то проблемы, а в руководстве по применению не было бы прямых запретов (типа, не греть котов в микроволновке) — производителей давно бы засудили.
— В смазках зачастую содержатся комплексы Алюминия (или загуститель — Бентонит и/или металлический Алюминий), что косвенно говорит о совместимости собственно с Алюминием.

"Медянка", как представитель консистентных смазок, состоит из:
— базового масла (как правило, минералки — думаю понятно, что оно никак повредить не может, только помочь, синтетика и силикон — тоже),
— присадок, основное сомнение из которых у меня вызывает медь (уже разобрались). Противокоррозионные комплексы в смазках, скорее всего, солевые (не щелочные — что главное).
— загустителя
В основном производители (или продавцы) не пишут про тип загустителя. А самые распространенные — Литиевое (Литол) или Кальциевое (Солидол) мыло. Но в "медных" смазках в качестве загустителя часто используются соединения Алюминия — алюминиевое мыло или Органически модифицированная глина (Бентонит*). Думаю, это связано с "высокотемпературным" назначением данной даже не смазки, а пасты — она не должна коксоваться и должна защищать детали от коррозии. Смазывающие св-ва там "на третьем месте".
Соответственно, соединения Алюминия, на мой взгляд, не должны как-то вредить Алюминию как таковому.
*)Бентонит (назван по месторождению Бентон, США) — природный глинистый минерал, гидроалюмосиликат.
Есть и чисто алюминиевые смазки. Т.е. смазки, в составе которых вместо хлопьев меди применены хлопья Алюминия.
Назначение смазок идентично "медным" — смазка крепежа и высокотемпературных узлов — выпускного тракта, суппортов, … . Правда, в основном, продаются они в виде спрея, кроме Моликота по цене паровоза (2к за тубу). Например, Molylube EP grease AC от Bel-Ray: Загуститель — Алюминиевый (!), Основа — Минеральная, Цвет — Чёрный (без хлопьев Алюминия?).
Есть и медь и алюминий вместе: Huskey 2000 Anti-Seize на частично синтетическом масле, загуститель синтетика, содержит графит. Кроме меди, паста Huskey 2000 Anti-Seize содержит еще ультрадисперсный порошок алюминия. (Медь + Ал в самой пасте)

Но бывают медные смазки и с загустителем на Литиевом мыле (н-р, Медная паста Liqui Moly Kupfer-Paste (арт. 7579) на минеральном масле, загущена литиевым мылом, не содержит графит.).
Что-же происходит в этом случае? А вот в этом случае, по моему мнению, не всё так гладко.

— Алюминий — такой странный металл … Он ОЧЕНЬ активен химически, окисляется ОЧЕНЬ БЫСТРО, образуя Корунд — одно из наиболее твердых и весьма химически стойких соединений, который образует защитную пленку, которая ОЧЕНЬ ПЛОХО растворяется кислотами, зато замечательно — щелочами.

Вот что пишут:
"Если Вас интересует непосредственно само взаимодействие, то ДА мыла (не только литиевые, но и любые другие) взаимодействуют с металлическим алюминием постепенно растворяя поверхностный слой с образованием алюминиевых мыл. Процесс не быстрый, особенно если с нерастворимыми мылами, но тем не менее имеет место быть." — для Алюминиевых мыл, думаю, это мало актуально.

"в Литоле не кислота, а соль. Во-вторых гидролиз этой соли даст щелочную, а не кислую реакцию. Но что бы гидролиз прошел, надо растворить эту соль в воде" — вот и один из ответов, как оно может повредить:
"Рассказывал один знакомый, что видел вилку, которую мазали обычным Литолом-24. Она была в таком состоянии, как будто ее крысы изнутри грызли. "

"Li — более активный металл, поэтому реакция 3LiCl +Al = AlCl3+3Li протекать не может в принципе… потому что, наоборот, литий металлический будет реагировать с солями алюминия с выделением чистого Al. С другой стороны, если в состав литола входит стеарат Li (тут кто-то написал), то тогда в присутствии влаги (и только в этом случае) он действительно может (и будет) гидролизоваться с образованием LiOH, которая может разъедать Al с образованием растворимого алюмината Li3[Al(OH)6]… "
Тут как раз как-то не придано значения основному механизму разрушения Алюминия — растворению его защитной пленки в щелочной среде.

Там-же: "Думается, что полгода вполне достаточный срок для того чтобы сделать вывод о взаимодействии алюминия и литиевых смазок. А вывод таков: на воздухе и в воде алюминий окислился и разрушился существенно больше, чем под слоем литола. В литоле лежали несколько различных Al сплавов (с магнием, со скандием, 6061, 7001). А посему можно во всеуслышание заявить, что информация о вреде литиевых смазок для алюминиевых узлов являлась откровенным "прогоном"."
— "Литол под воздействием воды реагирует с алюминием, "
— "Вкручивая педаль в шатун, всегда смазывал смазкой на литиевой основе, проблем никаких не было, спокойно все откручивалось даже через год…"

"Уже пару лет юзаю во все дырки ( 😳 ) литиевую смазку ХАDО в тюбике, с алюминием всё Ок.
Сильно корродируют сталь с алюминием при прямом контакте во влажной среде."

Т.е. "медянкой" с алюминиевыми загустителями я бы мазал, а вот любыми смазками на Литиевом или Кальциевом мыле — остерегся бы.

Лично я всегда всё мазал трансмиссионкой, в народе — нигролом. Но есть и противники данного действа. Аргумент — наличие Серы в виде присадок (в собственно нигроле их нет, но и чистого нигрола уже не найдешь).
А я вот думаю, что:
— плещется эта трансмиссионка в куче Алюминиевых коробок и хоть бы одну проела! Хоть бы какие следы коррозии были! Хоть на картере, хоть на валах! НЕТ ИХ!
— Есть такая процедура как анодирование Алюминия — так вот, она осуществляется в растворе Серной Кислоты.
— Как вы думаете, в емкостях из какого материала перевозят и хранят Серную Кислоту? Совершенно верно!
— И да, я не замечал чтобы трансмиссионка вызывала или ускоряла коррозию даже на железе.