Содержание

Соединить алюминий и медь


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. Для пайки удобно использовать самодельный тигель, представляющий из себя слегка доработанный паяльник в форме топорика.

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). После всех подготовительных работ, вставляете в гильзу ГМЛ провода с двух сторон. Все что осталось, это опрессовать данное соединение.

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 алюминиевый провод с медным — обзор способов

Любая кабельная продукция имеет токопроводящую жилу, выполненную из алюминия или меди. Так как эти материалы обладают хорошей токопроводимостью, теплоотдачей и стоят недорого, то при монтаже и подключении довольно часто возникает необходимость соединения этих двух разных по химическому составу элементов электрических цепей. Согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ глава 2. 1. п 2.1.21) простая скрутка между собой двух проводов разного материала запрещена, если нет последующей пайки или сварки. Однако, существуют и более действенные способы для выполнения данной процедуры как в домашних условиях, так и на производстве. В этой статье мы расскажем, как правильно выполнить соединение медного и алюминиевого провода и каких ошибок не следует допускать.

Какие проблемы могут возникнуть при соединении алюминия и меди

Не так давно электропроводку в квартире или частном доме выполняли из алюминиевого провода, так как её было достаточно чтобы обеспечить питанием все существующие немногочисленные электроприборы. С развитием мира электроники и бытовой техники появилась тенденция роста нагрузки на электрические цепи. Соответственно возникла необходимость соединения старой и новой проводки.

При касании алюминия и меди возникает химическая реакция, которая впоследствии ухудшает электрический контакт, место подключения начинает греться и в итоге может стать причиной возгорания проводки и даже пожара. При повышенной окружающей влажности этот процесс происходит достаточно быстро, так как между проводниками образуется тонкая плёнка, обладающая высоким сопротивлением, следствием чего является нагрев и обрыв цепи. Но всё же каждый электрик знает как соединить алюминиевый провод с медным, чтобы в дальнейшем избежать неприятной ситуации.

На видео ниже наглядно показаны последствия небезопасного контакта между медью и алюминием:

В любом случае рекомендуется заменить старую проводку на медную, которая будет иметь нагрузочную способность, соответствующую текущему потреблению электроприборов. Если нет возможности полностью заменить проводку на новую, то выполняют частичную замену проводки. В таком случае и возникает необходимость соединения старой и новой электропроводки – медного и алюминиевого проводов. 

Способы соединения разных проводов

Существует несколько основных общепринятых распространённых приспособлений, которые дают возможность ликвидировать непосредственный контакт между двумя материалами, действующими друг на друга агрессивно. Рассмотрим каждый отдельно.

Клеммные колодки

Клеммные колодки могут быть оснащены болтовым или зажимным механизмом соединения. Данная конструкция даёт подключение к одному выводу алюминиевого, а к другому медного токопроводящего материала, которые контактируют между собой через стальную пластину. Пластина изготовлена из нейтрального металла, который не вступает в реакцию с медью и алюминием – обычно это латунные пластины либо медные луженые пластины. Например, широко применяемой клеммой Wago 2273, можно соединить одновременно от двух до восьми проводников разного сечения, выполнить крепёж на DIN-рейку с помощью специального монтажного адаптера.

Болтовой зажим в колодках более надёжен и применяется в силовых не высоковольтных цепях. Чаще всего он осуществляется с помощью «ореха». Это небольшая разветвительная коробка, выполненная из диэлектрического материала, в форме напоминающего грецкий орех, внутри которого расположен блок металлических пластин, через которые и происходит контакт между алюминиевыми и медными проводами. Все эти вышеописанные способы относятся к разъёмным соединениям, то есть для многоразового подключения и отключения, в случае необходимости.

На примере наглядно показывается выполненное скрепление меди и алюминия в распределительной коробке за счет использования латунных клеммников:

О том, как соединить провода клеммами WAGO, читайте в нашей отдельной публикации!

Метод опрессовки

Иногда, при прокладке и монтаже электропроводки, появляется необходимость в выполнении качественного неразъёмного соединения медных и алюминиевых проводов опрессовкой с помощью гильз. Чаще она встречается на вводе в электрический шкаф, распределительное устройство или при соединении кабеля с уже установленным агрегатом, где нельзя выполнить замену алюминия на медь, и наоборот.

Такой вид подсоединения проводников является более затратным, так как требует специального инструмента. Но в то же время, при проведении многочисленных монтажных работ такого плана, профессионалы часто выбирают именно его.

Опрессовка проводов гильзами обеспечивает более надёжный и долговечный контакт. Таким методом на производстве скрепляют медные и алюминиевые жилы даже к особо мощным и высоковольтным потребителям. Для выполнения этих работ необходим специальный инструмент и особые медно-алюминиевые гильзы. Их сжим может выполняться даже с помощью обычного молотка и металлических накладок, что не совсем правильно, или же существует профессиональный ручной гидравлический пресс.

Таким сжимом рекомендуется пользоваться не только при опрессовке гильз, но и наконечников. Кстати, они тоже могут быть выполнены наполовину из меди и алюминия, для подключения, например, алюминиевого кабеля к какому-либо аппарату с медными выводами или клеммами.

Обычно алюмомедные гильзы используют для соединения жил кабелей большого сечения. При небольших сечениях, например, в домашней электропроводке, выполняется опрессовка нескольких проводников одной гильзой. При этом провода заводят с разных сторон, для соединения как бы в стык, как показано на фотографии выше.

Нельзя складывать алюминиевые и медные проводники параллельно друг другу (внахлест), как это было показано на иллюстрации с гидравлическим прессом, потому что в этом случае возникает прямой контакт алюминия и меди. Также нельзя использовать медные нелуженные гильзы с алюминиевым кабелем.

Болтовое соединение

Очень часто при работе с электропроводкой у простого человека, не занимающегося электромонтажными работами, в домашних условиях может появиться экстренная необходимость в создании хорошего и надёжного контакта между алюминиевым и медным проводом. Бежать в магазин для покупки специального инструмента и материалов не целесообразно при выполнении разовых работ, а их нужно сделать и при этом качественно.

Тогда имеет смысл воспользоваться обычным болтом с гайкой и несколькими шайбами. Главное, в этом методе — это разделить шайбами два металла, агрессивных друг к другу, так как показано на рисунке внизу.

Болтовое соединение алюминиевого и медного провода можно выполнить в распределительной коробке, которая является неотъемлемой частью любой проводки как в доме, так и в квартире. Таким образом, через болт с лёгкостью и достаточно качественно соединяются даже провода с разными жилами по сечению.

Колечки из провода должны быть завернуты в сторону затягивания гайки, при болтовом соединении. Это нужно чтобы при затягивании колечки не раскручивались и не увеличивались в диаметре, а наоборот плотнее оборачивались вокруг болта.

На видео наглядно показывается, как соединить жилы разного материала болтом:

Похожий способ — применение заклепочника. Ниже наглядно показывается, как соединить провода заклепкой:

Есть еще вариант применения алюмомедных наконечников и алюмомедных шайб. Можно опрессовать алюминиевый кабель наконечником и подсоединять к медной шине. Либо при использовании алюмомедной шайбы можно опрессовать алюминиевый кабель обычным алюминиевым кабельным наконечником и подключить на шину через данную шайбу.

Особенности соединения жил на улице

При монтаже кабельной линии по улице все элементы соединения подвержены воздействию внешних негативных факторов, таких как снег, обледенение, дождь и т. д. Поэтому для выполнения таких работ необходима только герметично закрывающаяся конструкция, устойчивая к ультрафиолетовым лучам и низким температурам. Осуществляя подключения на столбе, крыше и в другом открытом месте чаще всего применяются прокалывающие зажимы. Возможно вам будет интересно более подробно узнать, как соединить СИП с медным кабелем на улице, т.к. в этом случае как раз происходит соединение алюминия и меди на открытом воздухе.

В помещениях при прокладке кабеля в стене под штукатуркой кабель укладывается в штробе цельным, и любое соединение даже однородных металлов нежелательно. Всё подключения в розетке или распределительной коробке выполняются любым вышеописанным способом, подходящим для каждой индивидуальной ситуации.

Распространённые ошибки, полезные советы и правила

К вашему вниманию несколько полезных советов, позволяющих безопасно соединить алюминиевый провод с медным между собой:

  1. Перед тем как соединить жилы пайкой нужно знать, что медь залудить будет очень просто, а алюминий только с помощью специального припоя.
  2. Нельзя слишком сильно сжимать места соединения как многожильных, так и одножильных проводников. В противном случае возникнет деформация и повреждение жил.
  3. Всегда стоит соблюдать маркировку и правильно подбирать клеммники в зависимости от сечения жилы и типа установки (в помещении или же на улице).
  4. Ни в коем случае не используйте для соединения алюминиевой и медной проводки обычные скрутки. Это один из самых небезопасных способов коммутации жил, который чаще всего приводит к пожару.

Это и все, что мы хотели рассказать вам о том, как выполнить соединение медного и алюминиевого провода. Надеемся, предоставленные способы и правила помогли вам понять всю сущность работ!

Будет полезно прочитать:

Как соединить алюминиевый и медный провод

Электропроводка может состоять из проводов разных материалов: алюминия или меди, и в определённых ситуациях может понадобиться их совмещение. Принцип подключения ничем не отличается от соединения одинаковых проводов, так же как и метод соединения медного и алюминиевого провода, который можно выполнять любым способом. Однако, подключение напрямую сложно назвать надёжным и долговечным соединением.

Всё потому что алюминий в составе с медью окисляется, и возникает коррозия, которая портит качество подключения. Разные провода будут больше нагреваться, и под воздействием температуры плавиться, поэтому длительное использование прямого метода считается небезопасным для человека из-за риска воспламенения.

Особенности подключения разных проводов

Большинство людей, имеющих хоть какое-то отношение к проведению электромонтажных работ, известен факт, касающийся стыка медных и алюминиевых проводов: их соединять не советуется. Впрочем, многие люди об этом знают, однако все равно делают: авось как-нибудь продержится.

В результате получается, что медно-алюминиевая скрутка служит весьма и весьма недолгий век. В случае, когда соединение размещается на открытом воздухе или в комнате, где повышенная влажность, то срок службы подобной пары значительно сокращается.

А ведь ситуации, в которых требуется произвести соединение именно медных и алюминиевых проводов, далеко не редкость. В частности, подобное явление практически стало правилом при проведении ремонтных работ в помещениях с проложенной проводкой из алюминия.

В таких случаях решением проблемы станут специально изготовленные клеммники или соединения болтового типа, через которые и будет осуществляться контакт медного и алюминиевого проводов. За счет применения клеммного или болтового соединения устраняется прямой контакт между двумя металлами. Рассмотрим наиболее популярные варианты таких соединителей, не углубляясь в детали конструкции.

Пожалуй, один из наиболее ранних и протестированных способов – это использования клеммного соединения типа «орешек». Как нетрудно догадаться, причиной названия послужило внешнее сходство формы переходника с орехом.

Конструкция такого соединения представляет собой три пластины, которые зажимают провода между собой. Преимуществом такого вида соединений является отсутствие необходимости разорвать магистраль для установк отходящего провода. Нужно только открутить пару болтов, вложить между пластинами нужный провод, а затем вернуть болты на место. Отходящему проводу предназначено место между средней и третьей пластиной. После установки его на место соединение фактически завершено.

На втором месте по популярности размещаются пружинные клеммы экспресс-соединения. Как следует из названия, их использование предоставляет максимальную быстроту соединения. И в самом деле, для выполнения соединения потребуется лишь зачистить концы медного и алюминиевого проводов, а затем вставить их в отверстия и зафиксировать.

Внутри такого клеммника находится специальная смазка, препятствующая окислению проводов. Следует учесть, что подобные переходники наиболее подходят для цепей освещения или иных участках с небольшой нагрузкой. К примеру, использование его в силовой цепи может вызывать перегрев контакта и его разрыв.

Достаточно широкое применение нашли и клеммные колодки. Выглядит она как планка, на которой находятся клеммники. Для подключения к ней провода требуется выполнить зачистку проводника, а затем зафиксировать его в отверстии с помощью крепежного винта. Соответственно, другой провод вставляется в другое отверстие.

Допустим вариант, при котором провода из меди и алюминия будут соединяться болтовым соединением. Для этого необходимо на болте между проводниками из разных металлов поместить специальную анодированную шайбу, предотвращающую непосредственный контакт материалов.

Следует иметь в виду, что монтажными работами должны заниматься специалисты соответствующего профиля. В дальнейшем следует выполнять регулярную проверку винтовых и болтовых соединений: для провода из алюминия это два раза в год, для медных участков – один раз в 2 года.

Для этого стоит напрячь свою память и вспомнить школьный курс химии и физики. Для начала, вспомним, что такое гальванический элемент. Проще говоря, гальваническим элементом является простая батарейка, которая генерирует электрический ток. Принцип его появления основывается на взаимодействии двух металлов в электролите. Так вот, скрутка между медным и алюминиевым проводом и будет такой же батарейкой.

Гальванические токи быстро разрушают материал. Правда, в сухом воздухе их появление исключается. И если сделать скрутку к розетке, то она не развалится за несколько часов. Однако впоследствии неприятности такой проводке обеспечены.

С течением времени материалы, из которых сделаны провода, разрушаются, вместе с этим постоянно возрастает сопротивление. Если к розетке подключат мощный потребитель тока, то скрутка начнет нагреваться.

При регулярном использовании такой розетки, возрастает угроза пожара. Поэтому соединять алюминиевый проводник с медным строжайше запрещено. Однако, возникают экстренные ситуации, когда сделать такое соединение просто необходимо.

Как соединить медные и алюминиевые провода

Ни для кого не секрет, что медные и алюминиевые провода соединять не рекомендуется. Но многие, даже зная это, все равно пренебрегают этим, надеясь на русское «авось пройдет». В итоге, такая скрутка из пары медь-алюминий проживет весьма недолго. А если соединение находиться на улице или в помещении с повышенной влажностью, то срок жизни такой пары в разы меньше.

Но довольно-таки часто возникают ситуации, когда нам необходимо соединить медную и алюминиевую электропроводку. Часто такая ситуация возникает при ремонте электропроводки в домах, где проложена алюминиевая проводка.

Выйти из этой ситуации нам помогут специальные клеммники и болтовые соединения, посредством которых мы и соединим медные и алюминиевые провода. Применяя клеммные и болтовые соединения, мы не допускаем прямого контакта пары медь-алюминий.

Не особо вдаваясь в конструктивные особенности клеммных зажимов, рассмотрим наиболее применяемые из них. Одними из старых и проверенных способов соединения проводов являются клеммные соединения типа «орешки». Название свое они получили, из-за внешнего сходства с орехами.

Соединения этого типа состоят из трех пластин, между которыми, собственно, и зажимаются провода. Одним из преимуществ данного типа соединения является то, что для соединения отходящего провода, нет необходимости разрывать магистраль. Достаточно просто открутить 2 болта, вставить между двух пластин провод, и закрутить болты на место. Отходящий провод вставляется между средней и оставшейся пластиной. Все, соединение готово.

Следующим по популярности можно назвать соединения типа WAGO. Данные соединительные клеммы позволяют произвести соединение проводов из алюминия и меди. Достаточно просто зачистить провода на 10-15 мм, вставить в отверстие клеммника, и все, очередное соединение готово к работе.

Внутренность клеммника наполнена специальной смазкой, которая не позволяет окисляться проводам. Использовать такой тип соединений рекомендуем в цепях освещения. Использование данных соединений в силовых цепях не рекомендуем, так как большая нагрузка может привести к нагреву пружинистых контактов, и как следствие к плохому контакту.

Еще одним популярным соединением являются клеммные колодки. Внешне они представляют собой планку с клеммничками. Достаточно зачистить конец провода, вставить в одно отверстие и зажать винтом. В другое отверстие вставляется зачищенный конец второго провода. Данные клеммники также позволяют соединять провода из разных металлов.

Болтовые соединения проводов. Данный тип соединения также можно использовать, если вам необходимо соединить медный и алюминиевый провода. При монтаже соединения, необходимо между медным и алюминиевым проводом установить металлическую анодированную шайбу.

Все монтажные работы должен проводить специалист. Все винтовые и болтовые соединения необходимо проверять: для алюминиевых проводов – раз в полгода, для медных – достаточно раз в два года.

Как спаять алюминий с медью? Теоретически это возможно, но практически не имеет никакого смысла. Такая пайка требует специальных флюсов, более высокой температуры (большой риск перегреть провода) и со временем в месте соединения разовьётся электрохимическая коррозия.

Соединение скруткой

Скрутка была раньше наиболее распространенным вариантом соединения проводов при монтаже. Это вызвано простотой действия, которое не требует от исполнителя высокой квалификации. Однако, при соединении проводов из разнородных металлов, этот вариант совершенно недопустим!

Когда происходят температурные колебания окружающей среды, в скрутке между проводами появляется зазор, из-за которого сопротивление контакта увеличивается, происходит нагревание соединения, окисление проводов. В результате, полностью нарушается контакт между проводниками.

Естественно, такое событие происходит не сразу, но, если требуется долговременная надежная работа электросети, тогда соединение скруткой применять нельзя, следует его заменить иным, более надежным. Достаточно надежный контакт получится, если предварительно проводник из меди залудить припоем.

Таким способом можно скручивать провода с разными диаметрами, даже когда у одного много жил, а у другого только одна. При наличии нескольких жил требуется предварительно покрыть их припоем, после чего получится одна жила.

В выполняемой скрутке должно быть минимум три витка при толстом проводе, и не меньше пяти, если диаметр проводника до 1 мм. Скрутку требуется делать таким образом, чтобы провода обвивали друг друга, а не один провод обвивался вокруг другого.

Резьбовое соединение

Если соединить медный и алюминиевый проводник винтом с гайками, получится самый надежный контакт, способный обеспечивать проводимость весь срок эксплуатации электропроводки. Такое соединение легко разбирается, а также позволяет монтировать много проводников. Их количество ограничивает лишь длина винта.

Резьбовым соединением успешно крепится любое сочетание металлов. Основное правило – не допускать, чтобы появлялся непосредственный контакт алюминия и меди, а также устанавливать под гайки пружинные шайбы. Чтобы правильно организовать резьбовое соединение, требуется оголить проводники на длину, которая вчетверо больше диаметра винта.

При наличии окисла на жилах, их до блеска зачищают, и формируют колечки, в которые можно вставить винт.

    Затем надевают на винт:
  1. пружинную шайбу;
  2. простую шайбу;
  3. колечко проводника;
  4. простую шайбу;
  5. колечко второго проводника;
  6. простую шайбу;
  7. гайку.

Путем завинчивания винта, стягивают весь пакет, пока выпрямится пружинная шайба. Чтобы соединить тонкие проводники, достаточно использовать винт М4. При многожильном медном проводе, сначала лучше покрыть колечко припоем.

Одной из новинок электротехнического рынка стали колодки (статья «Клеммники для распаечных коробок»), оснащенные зажимом Wago от немецкого производителя.

    Они встречаются двух исполнений:
  • Одноразовые конструкции – провод вставляется и после его уже невозможно изъять.
  • Многократного применения – присутствует рычажок, с помощью которого допускается вставка и выемка проводника.

Пружинные колодки удобны для соединения проводов внутри распределительных коробок, подключения люстр. Достаточно вставить с усилием в отверстие на коробке провод, чтобы он зафиксировался надежно. Колодка Wago – современное приспособления для надежного и быстрого соединения проводов, но ее применение обходится дороже, нежели остальные варианты.

Следует учесть один неприятный момент, связанный с колодками Wago. В продаже часто встречаются подделки, с виду очень похожие на оригинал, но гораздо худшего качества. Такие зажимы не обеспечат хорошего контакта, а иногда и провод в них вставить не получится. Поэтому к покупке нужно отнестись очень внимательно.

Неразъемное соединение

Всеми преимуществами резьбового способа обладает неразъемное соединение. Единственный его недостаток – невозможность последующей разборки без разрушения заклепанного узла, а также необходимость иметь специальный инструмент. Для соединения заклепкой проводников, их готовят аналогично тому, как при резьбовом соединении. Колечки выполняют такие, чтобы заклепка в них проходила свободно.

Сначала на заклепку надевают алюминиевый проводник, потом пружинную шайбу, затем медный провод, и в завершение – плоскую шайбу. Стальной стержень заклепки помещают в инструмент, и сжимают до щелчка его ручки. Соединение готово. Надежность неразъемного варианта соединения достаточно высокая.

Подобным способом успешно выполняют сращивание поврежденных в стене при ремонте алюминиевых проводов, организуя дополнительную медную вставку. Обязательно требуется надежно изолировать оголенные части полученного соединения.

Электрохимическая коррозия

Любой электрик подтвердит, что медь с алюминием соединять вместе нельзя, и такое утверждение будет правильным. Что происходит, когда соприкасаются два таких разных проводника? Пока отсутствует влажность, соединение будет надежным. Однако, в воздухе всегда присутствует водяной пар, который становится виновником того, что контакт разрушается.

Каждый проводник имеет собственный электрохимический потенциал. Такое свойство материалов широко используется, на его основе создаются аккумуляторы и батарейки. Однако, при проникновении между металлами влаги, образуется гальванический элемент, который накоротко замкнут.

Протекающий по нему ток разрушает в соединении один из металлов. Самый простой выход – покрыть припоем из смеси олова и свинца медный провод, тогда смело можно допускать его контакт с алюминиевым, причем используя любой вариант соединения! Присоединять к старой алюминиевой проводке медные провода совсем не сложно. Главное в этом процессе – четко соблюдать технологические требования.

Как правильно соединить медный и алюминиевый провод

Можно соединить медную и алюминиевую жилы с помощью винта, гайки и трех шайб, одна из которых – пружинная. Зачистите соединяемые провода. На болт наденьте гроверную шайбу, потом простую. Алюминиевую жилу согните колечком и наденьте следом. Накиньте простую шайбу. Наденьте согнутый кольцом медный провод. Теперь затягивайте соединение гайкой до полного выпрямления пружинной шайбы.

Более удобный способ соединения жил из разных материалов – клеммные колодки. Это изделие имеет корпус из пластика, шину и клеммы. Достаточно зачистить провод на длину 5 мм, заправить в клемму и затянуть винт. Контакт двух проводников исключен самой конструкцией клеммной колодки. Соединение необходимо помещать в распределительную коробку.

Самый быстрый и простой способ соединения проводов – пружинные клеммники Wago. Различают одноразовые и многоразовые изделия. Как понятно из названия, первые можно использовать только один раз: вставил зачищенный от изоляции конец – готово. Чтобы поменять схему сети придется срезать клеммник и соединять жилы уже другим изделием. Многоразовые «Ваго» позволяют вставлять и извлекать провода многократно.

Если кто-то до сих пор считает, что для соединения проводов нет ничего лучше, чем зачистить их концы ножом, скрутить, и замотать изолентой, то он отстал от жизни. Сегодня уже есть масса альтернативных приспособлений, значительно облегчающих процесс соединения проводов, и при этом довольно надежных. Времена скруток скоро канут в лету, ибо на смену им приходят разнообразные клеммы.

Чем хороши клеммы? Как, например, алюминиевый провод соединить с медным, чтобы соединение было надежным и долговечным? Скручивать медь с алюминием категорически нельзя, ведь тогда образуется гальваническая пара, и коррозия просто разрушит соединение, при этом не важно какой величины ток будет проходить через скрутку, она разрушится рано или поздно, а если ток будет больше, включения – выключения приборов чаще, то сопротивление скрутки станет возрастать быстрее, со временем нагрев места скрутки будет становиться все больше и больше.

В конце концов, это чревато пожаром, или в лучшем случае – запахом расплавленной изоляции. Клеммы в данной ситуации спасли бы, и до разрушения места контакта дело бы не дошло.

Наиболее простое решение – поставить полиэтиленовый клеммник. Полиэтиленовые клеммники продаются сегодня в каждом магазине электротоваров и не отличаются дороговизной. Внутри полиэтиленового каркаса расположены в ряд несколько трубочек (гильз) из латуни, в которых концы соединяемых проводов и зажимаются двумя винтами. При желании можно отрезать сколько нужно трубочек в полиэтилене и соединить сколько пары проводов.

Однако не все так радужно, алюминий течет под давлением винта при комнатной температуре, поэтому периодически, раз в год, нужно будет подтягивать соединение. В остальном, если дело касается соединения медных проводников, все будет в порядке.

Если своевременно не подтянуть шатающийся в клеммнике алюминиевый провод, то потерявший былой контакт конец провода будет искрить и нагреваться, а это чревато пожаром. Нельзя зажимать в такой клеммник многожильные провода без вспомогательных штыревых наконечников, о которых поговорим далее.

Если просто зажать многожильный провод в такой клеммник, то давление винта на тонкие жилы, в сочетании с вращением и неровной поверхностью, приведет к тому, что часть жил придет в негодность, а это грозит перегревом. Если же многожильный провод подходит плотно по диаметру гильзы – это наиболее допустимый вариант соединения, ведь риска нарушения соединения меньше.

В итоге можно заключить, что полиэтиленовые клеммники хороши для одножильных, и только для медных проводов. Если требуется зажать многожильный, придется надевать вспомогательный наконечник, о котором будет сказано позже.

Следующий вариант удобных соединительных клемм – клеммы на пластиковых колодках. Такие клеммные колодки оснащаются еще и прозрачными крышками, которые можно при желании снять. Крепление осуществляется очень просто: зачищенный конец провода засовывается между прижимной и контактной пластинами, и прижимается посредством винта.

В чем преимущества таких клеммников? Во-первых, в отличие от полиэтиленовых клеммников, пластиковые клеммники имеют ровный стальной прижим, здесь нет прямого давления винта на жилы. Прижимная часть имеет выемку под провод. В итоге, эти клеммники применимы для соединения групп как одножильных, так и многожильных проводов. Почему групп? Потому что данный клеммник разрезать, как полиэтиленовый, не получится.

Далее – клеммы самозажимные (так называемые ваги для соединения проводов), примером которых может служить серия 773 от WAGO. Это экспресс-клеммы для быстрого одноразового монтажа проводки. Провод засовывается до конца внутрь отверстия, и там его автоматически фиксирует прижимная пластина, придавливающая жилы к специальной луженой шинке. Прижимное усилие сохраняется все время, благодаря материалу прижимной пластины.

Эти экспресс-клеммы являются одноразовыми, но в принципе вытащить провод можно, тихонечко вращая его в процессе вытаскивания. Но если вытащить провод, то очередное соединение лучше делать уже в новом зажиме, благо, они не дорогие, в 10-20 раз дешевле клеммных колодок.

Внутренняя медная пластина имеет лужение, и позволяет фиксировать хоть алюминиевые, хоть медные провода. Прижимное усилие сохраняется непрерывно, и провод не придется поджимать раз в год, как это происходит с клеммниками.

Внутри имеется также смазка на базе кварцевого песка с техническим вазелином, для абразивного, устраняющего оксидную пленку, действия на поверхность провода, предотвращающего, благодаря вазелину, ее появление вновь. Данные экспресс-клеммы бывают прозрачными и непрозрачными. В любом случае, пластик не поддерживает горение.

Фирменные экспресс-зажимы WAGO подходят для соединений с предполагаемым током до 25 А. Клеммы других производителей могут пострадать от нагрева, например, ослабнет прижимное усилие пружинных контактов, поэтому используйте только фирменные, хорошо себя зарекомендовавшие, клеммы.

В качестве многоразовых клемм подходит 222 серия от WAGO. Это клеммники с рычажковыми зажимами. Здесь также можно зажимать провода различных типов. Процесс крепления прост: поднимается рычажок, всовывается конец зажимаемого провода, нажимается рычажок – происходит фиксация.

Зажим этот многоразовый. При поднятии рычажка, фиксация снимается, можно вытащить один провод, и вставить другой. Этот тип клеммы идеален для многоразового переконфигурирования групп проводников. Выдерживает без перегрева токи до 32 ампер. Конструкция зажима немного похожа на одноразовый экспресс-зажим, отличие опять же в возможности многократного переключения соединяемых проводников.

Далее рассмотрим соединительные муфты типа «скотч-лок». Это одноразовые соединительные муфты для проводов, рассчитанных на малые токи. При помощи скотч-локов можно соединять телефонные провода, маломощные светодиодные светильники и т. д. Суть данного крепежа – врезной контакт.

Несколько проводов, прямо в изоляции, вставляются в муфту, затем производится обжим при помощи пассатижей. Монтажники структурированных кабельных систем обожают скотч-локи. Скотч-локи позволяют соединять провода без необходимости их зачищать. Пластина с режущими контактами просто врезается в изоляцию, и приходит в соприкосновение с проводником, с жилой.

Скотч-локи бывают на две и на три жилы. Особенность таких клемм в том, что они дешевы, водонепроницаемы, универсальны, и не требуют зачистки концов, а обжимаются простыми плоскогубцами. Внутри муфты присутствует гидрофобный гель для защиты контактов от влаги и коррозии. При необходимости замены соединения, скотч-лок просто вырезается вместе с кусками проводов, и ставится новый.

Когда нужно соединить несколько проводов в один мощный узел, например, просто объединить их, или для укладывания на клеммник, применяют гильзы. Гильзы используют чаще всего универсальные, это обычно луженые медные гильзы в форме трубок, либо в форме плоских наконечников с крепежным отверстием.

Провода вставляются в гильзу, и обжимаются специальным инструментом – кримпером. Кримпер – это обжимные клещи. Огромное достоинство гильз в том, что такой обжим не создает повышенного сопротивления в месте соединения. Гильзы в форме плоского наконечника с отверстием удобны когда нужно закрепить провод или пучок проводов на корпусе при помощи винта. Просто подбирают гильзу подходящего диаметра, производят обжим, и крепят наконечник туда, куда нужно.

Для соединения многожильных проводов, для объединения одножильных проводов с многожильными, или просто для фиксации их в клеммниках, применяют штырьковые втулочные наконечники. Многожильный провод удобно вставляется в наконечник, наконечник вместе с проводом опрессовывается, после чего многожильный провод можно фиксировать в любом клеммнике, даже в полиэтиленовом, не опасаясь, что соединение нарушится.

Решающим здесь оказывается правильный выбор диаметра наконечника, он должен соответствовать общему диаметру опрессовываемых, объединенных в пучок, жил, чтобы провода потом не выскочили. Для обжима штырьковых наконечников можно обойтись плоскогубцами или воспользоваться отверткой и молотком.

Рекомендации по соединению

Почему соединять медные и алюминиевые провода напрямую категорически запрещено? Алюминий – металл с высокой окисляемостью. Это процесс образования на его поверхности окисной плёнки, имеющей очень высокое сопротивление, что естественно не может не сказываться на токопроводимости такого соединения. Медные провода менее подвержены окислению, вернее, окисная плёнка на них имеет гораздо меньшее сопротивление, чем окисная плёнка на алюминиевых проводах, поэтому на токопроводимости это сказывается очень незначительно.

Поэтому при соединении медных и алюминиевых проводов электрический контакт фактически происходит через окисные плёнки меди и алюминия, имеющие разные электрохимические свойства, что существенно может затруднять токопроводимость в этом месте соединения. На улице, под влиянием атмосферных осадков и прохождения через соединение электрического тока происходит процесс электролиза. Результат – образование в месте соединения раковин, нагрев и искрение контактов – повышенная пожароопасность соединения.

    Существуют следующие варианты соединения медных и алюминиевых проводов:
  1. Соединения медных и алюминиевых проводов на улице или в помещении допускаются только с использованием специальных переходников – клеммников. Хорошим решением для соединений на улице будет использование зажимов ответвительных для СИП («проколы») с пастой, защищающей поверхность проводов от окисления.
  2. Неплохой вариант – ответвительные сжимы («орешки») – соединение проводов в них происходит через промежуточную пластину внутри, т. е. исключается прямой контакт меди с алюминием.
  3. В помещении целесообразно применение самозажимных клеммников Wago с пастой, препятствующей окислению алюминиевых проводов. Это быстрый способ соединения медных и алюминиевых проводов, не требующий дополнительной изоляции. Благодаря своим небольшим размерам, самозажимные, винтовые или пружинные клеммники очень удобны для соединений проводов в распаячных коробках.
  4. Наконец, при отсутствии под рукой клеммника или «орешка» – ситуации бывают разные, куда надежней вместо обычной скрутки медного и алюминиевого проводов стянуть их болтом и гайкой, проложив между ними шайбу, которая исключит прямой контакт меди и алюминия. Такое соединение по своей надёжности контакта уступит выпускаемым клеммникам или «орешкам», разве что, своей громоздкостью – его более затруднительно расположить в распаячной коробке. При использовании такого способа, стоит отметить так же о необходимости хорошего изолирования соединения.
Использование скруток или клеммников

При соединении проводников необходимо принимать во внимание многие важные факторы: материал токоведущих жил коммутируемых проводов, их электрохимическая совместимость или несовместимость (в частности, медь и алюминий), сечение проводов, длина скрутки, нагрузка сети и т. д.

Однако, в нормативных документах, регламентирующих правила выполнения электромонтажных работ, в частности – ПУЭ (Правила устройства электроустановок) чётко сказано о запрете на соединение проводов методом скрутки: ПУЭ: п2.1.21. Соединение, ответвление и оконцевание жил проводов и кабелей должны производиться при помощи опрессовки, сварки, пайки или сжимов (винтовых, болтовых и т. п.) в соответствии с действующими инструкциями.

Как видим, ПУЭ разрешает всего 4 вида соединений проводов, и скрутки среди них нет (кроме случаев, когда скрутка предварительная, например, перед пайкой или сваркой). Поэтому бесконечные споры и дискуссии о достоинствах или недостатках скруток теряют всякий смысл, ведь ни один пожарный инспектор не одобрит электроустановку, если коммутация её проводов выполнена скрутками.

Пайка или сварка существенно увеличивают время монтажа, процедура эта гораздо более продолжительная, чем с использованием клеммников – нужно снять изоляцию с проводов, облудить каждый провод, если это пайка, подключить сварочник, после изолировать все провода. В случае необходимости перекоммутировать провода (напр. добавить провод) тоже есть свои трудности – снять изоляцию, снова паять (варить). С клеммниками всё намного проще, но лучший контакт достигается с использованием сварки или пайки.

Существуют разные виды клеммников, подходящих для соединения проводов электропроводки квартиры, дома.

    Вот основные и наиболее распространённые среди них:
  • Самозажимные клеммники могут иметь от 2 до 8 мест для проводов с минимальным сечением 0,75 мм2 и максимальным – 2,5 мм2. Способны выдержать нагрузку до 4-5 кВт (24 А). Такие клеммники очень удобны в монтаже, сильно сокращая его время – не нужно скручивать, а затем изолировать провода. Но, занимают больше места в распаячных коробках, в отличие от скрутки, которой можно придать любую форму, уложить, согнув её как угодно.
  • Соединительные винтовые клеммники предназначены для соединения проводов между собой. Обычно применяются для коммутации проводов в распределительных коробках. Материал: полиэтилен, полиамид, поликарбонат, полипропилен. Для алюминиевых проводов такие клеммники лучше не использовать – в винтовых клеммниках они сильно деформируются и могут быть переломаны.

Зажимы соединительные изолирующие (СИЗ), применяются для соединения однопроволчных жил проводов, имеющих суммарное максимальное сечение до 20 мм2 и минимальное – от 2,5 мм2. Имеют изолированный корпус из полиамида, нейлона или огнеупорного ПВХ, благодаря чему провода не нуждаются в дальнейшей изоляции, в который запрессована анодированная коническая пружина.

При соединении проводов с них снимают изоляцию (на 10-15 мм), собирают в один пучок и накручивают на них СИЗ (по часовой стрелке) до упора. Колпачки СИЗ очень удобны и просты в монтаже, но сильно проигрывают клеммникам в качестве скрутки, поэтому предпочтение всё-таки лучше отдать клеммникам.

Расчет сечения провода, кабеля

Материал изготовления и сечение проводов (правильнее будет площади сечения проводов) является, пожалуй, главными критериями, которыми следует руководствоваться при выборе проводов и кабелей. Почему так важен правильный выбор сечения проводов? Прежде всего, потому, что используемые провода и кабели – основные элементы электропроводки вашего дома или квартиры. А она должна отвечать всем нормам и требованиям надёжности и электробезопасности.

Главным нормативным документом, регламентирующим площадь сечения проводов и кабелей, являются Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ). Неправильно подобранные по сечению провода, не соответствующие нагрузке потребления, могут нагреваться или даже сгореть, просто не выдержав нагрузки по току, что не может не сказаться на электро- и пожаробезопасности вашего жилья. Случай очень частый, когда в целях экономии или по каким-либо другим причинам используется провод меньшего, чем это необходимо сечения.

Так, говоря об электропроводке дома или квартиры, будет оптимальным применение: для «розеточных» – силовых групп медного кабеля или провода с сечением жил 2,5 мм2 и для осветительных групп – с сечением жил 1,5 мм2. Если в доме имеются приборы большой мощности, например, электроплиты, кухонные вытяжки, духовки, электрические варочные панели, то для их питания следует использовать кабели и провода сечением 4-6 мм2.

Предложенный вариант выбора сечений для проводов и кабелей является, наверное, наиболее распространенным и популярным при монтаже электропроводки квартир и домов. Что, в общем-то, объяснимо: медные провода сечением 1,5 мм2 способны «держать» нагрузку 4,1 кВт (по току – 19 А), 2,5 мм2 – 5,9 кВт (27 А), 4 и 6 мм2 – свыше 8 и 10 кВт. Этого вполне хватит для питания розеток, приборов освещения или электроплит. Более того, такой выбор сечений для проводов даст некоторый «резерв» в случае увеличения мощности нагрузки, например, при добавлении новых «электроточек».

Расчет площади сечения алюминиевых жил проводов и кабелей. При использовании алюминиевых проводов следует иметь в виду, что значения длительно допустимых токовых нагрузок на них гораздо меньше, чем при использовании медных проводов и кабелей аналогичного сечения. Так, для жил алюминиевых проводов сечением 2 мм2 максимальная нагрузка составляет чуть больше 4 кВт (по току это – 22 А), для жил сечением 4 мм2 – не более 6 кВт.

Не последний фактор в расчете сечения жил проводов и кабелей – рабочее напряжение. Так, при одинаковой мощности потребления электроприборов токовая нагрузка на жилы питающих кабелей или проводов электроприборов, рассчитанных на однофазное напряжение 220 В, будет выше, чем для приборов, работающих от напряжения 380 В.

Вообще, для более точного расчета нужных сечений жил кабелей и проводов необходимо руководствоваться не только мощностью нагрузки и материалом изготовления жил; следует учитывать также способ их прокладки, длину, вид изоляции, количество жил в кабеле и т. д.

Источник: my-electro.net, electricvdome.ru, electrik.info, my-kvartira.com, elektrika-ok.ru, elektrika-ok.ru, pandia.ru

Как правильно соединить алюминиевый и медный провод между собой

При монтаже электропроводки иногда встаёт вопрос о соединении медного и алюминиевого провода. Этот вопрос особенно актуален при электротехнических работах в старом жилом фонде, где основная часть электросетей выполнена из алюминиевого провода. Как соединить алюминиевый и медный провод, чтобы избежать проблем с электропроводкой в дальнейшем будет рассмотрено в этом обзоре.

В чем сложность соединения медной и алюминиевой проводки напрямую

Как известно, причиной возникновения проблем прямого соединения меди и алюминия является электрокоррозионные процессы. В сухой окружающей среде ничего не случится и при прямом контакте, но при увеличенной влажности в месте соединения образуется короткозамкнутый гальванический элемент, в котором металлы начинает играть роль батарейки с «плюсом» и «минусом». Сам металл практически истаивает, в результате чего происходит разрыв сети с возможным коротким замыканием и возгоранием изоляции. Что в свою очередь может привести к пожару.

Для того чтобы этого избежать, для непрямого соединения медной и алюминиевой проводки используются различного рода контактные приспособления.

Все способы соединения можно разделить на 2 группы по наличию контакта проводов:

  1. Есть прямой контакт между проводами: скрутка, опрессовка, соединение заклепками, планками.
  2. Прямой контакт между проводами отсутствует: резьбовая фиксация, соединение разного рода клеммниками.

Важно! Для соединения алюминиевого и медного проводов рекомендуется использовать методы из второй группы. Допускается применять соединения из 1-ой группы при условии обработки медного провода. Например, его можно облудить припоем.

Скрутка

Основной метод соединения проводов в бытовых условиях, он достаточно удобен тем, что не требует специальных инструментов и оборудования. Но в случае соединения алюминиевого и медного провода, этот способ необходимо использовать крайне осторожно, соблюдая следующие условия:

  • Соединение скруткой делается взаимным скручиванием обоих концов провода друг с другом, не допускается обматывание конца одной жилы на другую;
  • Медный кабель перед скручиванием рекомендуется облудить оловом или припоем, этот момент особенно важен для многожильного медного провода;
  • На соединение алюминиевого и медного провода обязательно нанесение защитного влагоустойчивого покрытия.

Существует три основных разновидности скрутки: простая, бандажная и скрутка желобком. Нужно отметить, что наилучшие результаты даст бандажная скрутка. При выполнении скрутки стоит учитывать, что количество витков напрямую зависит от диаметра проводки, так для провода до 1 мм диаметра необходимо сделать минимум 5 витков, для больших сечений не менее трёх витков. Помимо влагоизоляции, не нужно забывать и о электроизоляции скрутки, для этого можно использовать специальные наконечники.

Качественная скрутка, прослужит достаточно долго, но верную гарантию может дать только  использование непрямого соединения.

Как правильно сделать скрутку

Сначала необходимо подготовить концы жил. Для этого снять изоляцию на расстоянии 3–5 см от края кабеля. Необходимо отметить, что термоусадочная трубка одевается на один из проводов, до скрутки, по завершению всех операций, трубка сдвигается на открытое место и фиксируется на нем. После очистки концов, нужно скрутить провода по предложенной схеме. При этом необходимо следить, чтобы жилы взаимно обвивались, а не происходила накладка одной жилы кабеля на другую.

Для удобства скручивания многожильного медного кабеля, его жилы можно и нужно облудить. Также необходимо отметить, что лужение меди в любом случае повышает надёжность соединения скруткой. После скручивания, место подключения необходимо покрыть влагоустойчивым лаком. Электроизоляцию можно провести с помощью термоусадочной трубки или насадок колпачков с мягким зажимом или конусной пружиной.

Изоляция концов провода колпачками с конусной пружиной

Важно! Без крайней необходимости применять скрутку для соединения медного и алюминиевого кабеля не рекомендуется. В настоящее время существует достаточно много более безопасных и надёжных способов объединить медь и алюминий в одну сеть.

Опрессовка

В этом случае на соединение скруткой одевается металлическая или пластиковая гильза или наконечник, которая фиксируется на соединении пресс-клещами, специальным инструментом для обжима. Фиксация в этом случае осуществляется обжимом соединения материалом гильзы. Гильзы представляют собой металлическую трубку с изоляцией из ПВХ материалов. Насадки, как правило, представляют собой пластиковые колпачки, в которые вводится соединение, после чего колпачок обжимается пресс-клещами.

Отдельно нужно отметить соединение с помощью насадок-колпачков с зажимным кольцом или конусной пружиной. В этом случае после скручивания жил, на скрутку одевается колпачок, после чего вращательными движениями накручивается на соединение, после чего просто обжимается плоскогубцами. При этом кольцо из мягкого металла внутри колпачка плотно обжимает место соединения. Этот вариант опрессовки вполне доступен для бытового использования.

Резьбовая фиксация

Надёжным, хотя и несколько громоздким способом соединения медной и алюминиевой проводки является резьбовое соединение, в этом случае жилы зажимаются гайкой на резьбовой основе. Для того чтобы избежать прямого контакта, между оголёнными концами жил прокладывается шайба.

Достоинства этого метода соединения в простоте и универсальности. Таким способом можно соединить несколько электропроводов различного сечения. Но в тоже время этот вид соединения достаточно громоздок, кроме того его очень неудобно изолировать. Но, в тоже время, эта разновидность соединения требует только болта и гайки.

В первую очередь производится подготовка концов провода. Снимается изоляция на расстоянии 1–1.5 см от среза, после чего из оголённых жил делаются кольца диаметром чуть больше чем диаметр болта или заклёпки. Этими кольцами провод одевается на заклёпку или резьбовую часть болта. Между алюминиевым и медным кабелем прокладывается пружинная шайба, это необходимо для того чтобы между этими металлами не было прямого контакта. После чего соединение фиксируется затягиванием гайки или заклепочником.

Стоит отметить, что этот вариант подходит для сращивания проводов достаточной длины, при экономии длины, что часто встречается при подключении осветительного электрооборудования к коротким концам алюминиевого провода, как это часто бывает в старых квартирах, лучше использовать клеммные коробки.

Соединение медного и алюминиевого провода заклёпками

Прижим проводов в этом случае осуществляется расклинённой заклёпкой, состоящей из трубки и сердечника, фиксируемых с помощью заклепочника. Для соединения подготовленные жилы с навитыми кольцами одеваются на трубку заклёпки с прокладкой — стальной шайбой. После чего производится обжим заклёпки заклепочником, сердечник расклинивает трубку заклёпки, тем самым сжимая металл жил между собой, тем самым фиксируя жилы кабеля.

Контакт в этом случае получается неразъёмный, но в тоже время прочный и надёжный. Для такого типа подключения необходим специальный инструмент — заклепочник, и навыки работы с ним. Этот метод применяется в основном для работы с разрывами проводов, сращивания концов провода в труднодоступных местах.

Соединение двумя стальными планками

Соединить медный и алюминиевый провод можно и таким хитрым способом, также требующим предварительной обработи медного провода лужением: зажать провода двумя стальными планками, с болтами по краям. Достоинства метода: возможность подключение сразу нескольких ветвей проводки, без наращивания длины болта. Оголённые концы жил в этом случае размещаются между планками. Способ применим для проводов одного сечения.

Важно! Соединение двумя стальными планками требует обязательной внешней изоляции, а также подготовки медного провода лужением.

Зажим провода металлической пластиной

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.

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. При приобретении клеммных коробок на рынке существует большая вероятность приобрести некачественные изделия, не отвечающие заявленным требованиям.

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. После чего открытая часть жилы кабеля вставляется в нужное гнездо клеммной коробки и фиксируется в нем посредством пружинного зажима или винта. 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.

Выводы

Таким образом соединять медный и алюминиевый провод вполне возможно, но необходимо учитывать место расположения кабеля, окружающую среду. Скруткой, медь и алюминий соединять можно только в сухом помещении. При повышении влажности в комнате это соединение может прийти в негодность и более того, вызвать пожар. Наиболее оптимален на сегодняшний день это метод соединения электропроводки посредством пружинных клеммников.

Основное достоинство этого способа — стабильная фиксация в любых окружающих условиях. При всех достоинствах винтового клеммника, резьбового или заклёпочного соединения при эксплуатации в условиях резкой смены температуры возможно ослабление контакта под винтом. Ввиду разности температурного расширения металлов проводов. В результате этих изменений возможна потеря контакта или короткое замыкание. Таким образом, при всем многообразии методов соединения медной и алюминиевой проводки наиболее безопасным методом на настоящий момент, является использование самозажимных клеммников.

Видео по теме



Замена алюминиевой проводки на медную. Al на Сu – своими руками!

Стоит ли менять алюминиевую проводку на медную? Можно ли соединять проводники из алюминия и меди? Как произвести замену старой электропроводки своими силами? Ответы на все эти вопросы в нашем обзоре.

Медные провода – современное решение

Рано или поздно каждый владелец недвижимости принимает решение заменить электрическую проводку. Причины могут быть самыми разными: от модернизации схемы расположения электроточек в помещениях до желания увеличить пропускную способность локальной сети.

В советские времена электрические сети монтировались из более дешевых алюминиевых проводов, срок эксплуатации которых составляет не более двух десятков лет. Этот металл подвержен окислению и становится хрупким, поэтому провода часто переламываются, особенно на сгибах, в местах крепления розеток и выключателей. Лучше заменить алюминий медью, которая имеет лучшие показатели по электропроводности и не окисляется.

Принципы монтажа электропроводки в квартире или загородном доме

От счетчика кабели протягиваются в каждую комнату к распределительным коробкам, из которых раскидываются линии к каждой электроточке. Лучше разделить питание освещения и розеток, использовав отдельные линии. На освещение пускают ветку из двухжильного кабеля, для подключения розеток следует использовать рассчитанный на нагрузку до 15 ампер трехжильный провод ВВГ 3×1,5. Как правило, пропускной способности данного кабеля достаточно.

Точнее определить марку провода, ведущего к розеткам, можно, рассчитав нагрузку. Для этого требуется сложить суммарную мощность всех электроприборов, которые будут подключаться к ветке и прибавить еще 5%. Полученное значение в ваттах делим на 220 и получаем силу тока, исходя из которой, рассчитываем сечение проводов. Если полученное значение составило от 16 до 21, требуется использовать более мощный провод ВВГ 3×2,5. Для подключения электроплиты, бойлера и теплого пола можно проложить отдельный кабель, чтобы разгрузить линию.

Данный способ расчета необходимого сечения провода можно применять и при монтаже ретро-проводки, которая прокладывается открытым способом в современных деревянных домах. При грамотном монтаже крученый двух- и трехжильный декоративный провод смотрится очень стильно. Только следует приобрести специальные розетки, выключатели и распаечные коробки для монтажа на поверхности стены. Также потребуются фарфоровые изоляторы и втулки. Далее поговорим об элементах для электромонтажа более подробно.

Порядок монтажа электропроводки

Любое дело следует начинать с составления грамотного плана. В работе с электричеством эта аксиома приобретает особое значение. Только тщательно спланировав размещение розеток, осветительных приборов и маршрут прокладки кабелей, можно выполнить установку электропроводки грамотно и с наименьшими затратами. Подробный чертеж не только поможет сэкономить материалы, но будет необходим в последующем, чтобы не повредить скрытую в толще стен электропроводку при сверлении дыр для каких-либо целей.

Составленный план переносят на стены, расчерчивая прямо по штукатурке трассы прокладки проводов (с обозначением марки изделия) и месторасположение электроточек. Заодно можно понять, насколько удобно будет пользоваться выключателями и розетками. После этого рулеткой замеряется длина необходимых для приобретения проводов, подсчитывается количество электроточек.

Также необходимо определиться со способом соединения проводов, чтобы купить СИЗы или клеммники в необходимом количестве. Если есть навыки обращения с паяльником, можно пропаять скрутки токопроводящих жил и заизолировать специальной лентой. Соединение пайкой надежно, но данный способ сулит сложности, если впоследствии потребуется модернизировать электрическую схему.

Нельзя соединять напрямую медные и алюминиевые провода – такой контакт долго не прослужит!

Вообще, любое соединение – это самое слабое место электрической сети, поэтому при монтаже проводки надо стараться минимизировать количество контактов. Везде, где возможно, необходимо прокладывать цельные куски кабеля. Раскрой проводов удобно выполнять, прикладывая их к заранее нарисованным на поверхности стен трассам.

Замена проводки своими руками – не слишком сложное дело, если подойти серьезно и все заранее продумать. Главное – не торопиться и помнить, что электричество требует внимательного отношения. Если есть сомнения в собственных силах и способностях, лучше обратиться к услугам профессиональных электриков.

Почему нельзя соединять вместе медные и алюминиевые провода?

Медные и алюминиевые провода нельзя соединять вместе. Об этом вам скажет любой электрик. И это не простой каприз, а вполне разумное решение, основанное на несовместимости этих двух видов металлов.  Но в том — то и проблема, что даже  электрик, доподлинно не знает ее причину. Давайте и попытается разгадать эту загадку.

И так, почему нельзя соединять вместе алюминиевые и медные провода. Если вы спросите об этом у электрика, то, скорее всего, получите ответ, что такой контакт будет постоянно греться и гореть. Все это выглядит довольно странно, ведь если соединить медь со сталью, то такой контакт будет прекрасно работать.

Есть несколько гипотез, объясняющих причину неустойчивости медно алюминиевого контакта:

  1. Существенные различия в коэффициентах теплового расширения этих металлов при прохождении через них электрического тока. Ну а раз так, то прочность соединения нарушается, и контакт начинает гореть.
  2. Поверхность алюминия со временем окисляется, и покрывается пленкой, с  чрезвычайно низким коэффициентом проводимости электрического тока. Все это также приводит к нарушению прочности контакта, его ослаблению, и возникновению электрической дуги, которая и завершает процесс его разрушения.
  3. Согласно иному мнению, все дело в гальваническом эффекте, который имеет место при соприкосновении этих металлов. Именно он и приводит к нагреву контакта и его дальнейшему разрушению.

Давайте попробуем разобраться, где здесь, правда, а где ложь?

В результате целого ряда экспериментов, было выяснено, что коэффициент теплового расширения здесь вовсе не причем. Разность в коэффициентах настолько мала, что ее легко можно компенсировать, применив для медно алюминиевого контакта надежный зажим. Если его хорошо затянуть, то теплового расширения можно не бояться.

Особого влияния на прочность медно алюминиевого контакта не оказывает и оксидная пленка, образующаяся на поверхности алюминиевого провода. Чтобы ее нейтрализовать, достаточно перед соединением обработать провода противооксидной  смазкой, и затем периодически проводить ревизию соединения. В этом случае оно будет долго и надежно работать.

Тогда в чем же дело? Неужели во всем виновата гальваника?

Именно она является основной причиной окисления такого рода контактов. При этом этот процесс затрагивает как медь, так и алюминий. И хотя эти окислы по – разному проводят ток,  то при соединении проводов происходит их диссоциация, приводящая к распаду материалов на электрически заряженные ионы. Этому способствует влага, содержащаяся в окружающем воздухе. При этом образовавшиеся ионы будут иметь прямо противоположные заряды, что при наличии электрического тока, приведет к возникновению электролиза.

Что произойдет дальше?

Ионы начнут активно перемещаться. Но ведь по сути, это частицы контактирующих между собой металлов. Ну а раз так, то этот процесс будет сопровождаться их естественным разрушением, что, в конечном итоге, приведет к ослаблению контакта, его нагреву, и возникновению электрической дуги, которая и довершит процесс разрушения.

Медь или алюминий? Преимущества и недостатки медных и алюминиевых проводников.

28.12.2020

В одной из прошлых статей мы рассмотрели типы классификации кабельно-проводниковой продукции в зависимости от сферы применения. Сегодня мы остановимся на ее разновидностях в зависимости от материала проводника.

В настоящее время в мире используют два основных металла для изготовления токопроводящих жил – медь и алюминий. Каждый из этих металлов имеет свои особые свойства, преимущества и недостатки, которые необходимо учитывать при выборе материала проводника.

Медь – один из самых древних металлов. Ее пластичность и электропроводимость были использованы еще во времена изобретения телеграфа, телефона и электрического двигателя. Однако этот металл всегда был довольно дорогим.

Изобретение сравнительно дешевого способа добычи алюминия сделало переворот в глобальном развитии электрификации. Ведь по уровню электропроводимости этот металл находится на четвертом месте, уступая только серебру, меди и золоту. Это позволило максимально удешевить производство проводов и кабелей и способствовало проведению всеобщей электрификации. Алюминиевые кабели начали активно использовать в 60-70-х годах прошлого века. А в советские времена вся проводка была алюминиевой. Однако, сегодня в современных системах электроснабжения для подключения жилых, общественных и промышленных объектов применяется преимущественно медь. Почему же так произошло? Давайте разбираться.

Медь

Медь, как материал для электрической проводки имеет ряд преимуществ. К ним в первую очередь можно отнести ее электропроводимость. По этому показателю медь находится на втором месте и лишь на 5% уступает серебру. Удельное сопротивление меди составляет 0,017 Ом*мм2/м против 0,028 Ом*мм2/м удельного электрического сопротивления алюминия. Разница почти в два раза! Соответственно, медный провод выдерживает большую нагрузку чем алюминиевый при одинаковом сечении, а потери напряжения в медных проводниках меньше.

Благодаря своим высоким пластическим свойствам, медь может выпускаться в форме очень тонкой жилы, что добавляет универсальности медному силовому кабелю.

Медные провода компактнее, что в свою очередь упрощает процесс создания штробы при проектировании проводки в доме или квартире.

А также медные жилы механически более прочные и гибкие по сравнению с алюминиевыми. Они выдерживают многократные перегибы, не ломаются от частых сгибаний и не повреждаются при скручивании. Это значительно облегчает установку и ремонтопригодность проводки. Позволяет электрику легко раскрутить старую скрутку, добавить провод и скрутить заново. Алюминий в такой ситуации может даже не раскрутиться и лопнуть.

Гибкость материала позволяет изготавливать медные проводники с мягкими многопроволочными жилами любых сечений. Это позволяет использовать их для нестационарной прокладки, присоединения передвижного оборудования и изготовления шнуров для электроприборов повышенной гибкости. Все гибкие провода и кабели изготавливаются исключительно из меди.

Медь также характеризуется высокой прочностью на разрыв и способностью выдерживать высокое напряжение, при этом проявляя минимальные признаки износа. Благодаря этому медный кабель практически не требует обслуживания.

Медь тверже чем алюминий, поэтому имеет меньшую текучесть, а ее контакты надежнее.

Кроме того, этот металл хорошо поддается обработке, легко паяется и сваривается, а также практически не окисляется. Точнее окисляется, но очень медленно, а сама по себе пленка (зеленоватый налет) достаточно легко разрушается и не препятствует прохождению электрического тока.

Медный кабель по сравнению с алюминиевым имеет большую химическую стойкость. Медь относится к благородным (инертным) металлам и не вступает в химическую реакцию с большинством веществ. Тогда как алюминий подвергается химическому воздействию и в результате разрушается.

Еще одним важным фактором является способность проводников рассеивать тепло. Так, коэффициент теплопроводности меди составляет 389,6 Вт/м*°С, а алюминия 209,3 Вт/м*°С. То есть медь почти вдвое лучше рассеивает тепло (не нагревается) по сравнению с алюминием. Что особенно важно в местах соединений, где провод нагревается наиболее сильно.

С точки зрения безопасности, медный силовой кабель является одним из наиболее безопасных вариантов организации электроснабжения объектов. Меди не свойственно высокое циклическое расширение и сжатие в отличие от алюминия. А температура плавления медной жилы составляет аж 1083°С. Поэтому даже если кабель перегружен, то вряд ли он расплавится или сгорит. А это значит, что риск возникновения пожара, при проблемах с питанием, будет минимальным.

Благодаря всем этим свойствам именно медь рекомендуется использовать для обустройства электропроводки в современных домах. Однако это редкий и дорогой металл. Именно высокая стоимость является, вероятно, главным недостатком этого материала. Медные месторождения истощаются, доля содержания меди в руде уменьшается, новые месторождения бедны и географически труднодоступны, а сама добыча меди становится все сложнее. Вследствие указанных причин, и так высокие цены на медь продолжают расти. Поэтому в современных условиях применение алюминиевых проводников является в несколько раз более дешёвым, нежели медных.

К минусам использования медных проводников также можно отнести их усиленную коррозию на побережьях морей, за счет наличия солей в воздухе, и значительный вес медной проволоки. Плотность меди составляет 8900 кг/м3, а алюминия – 2700 кг/м3. Чем выше плотность, тем тяжелее проводник. Соответственно, при равном объеме медный провод будет весить в 3,3 раза больше, чем алюминиевый. Этот фактор особенно важен при прокладке кабелей по воздуху, поскольку требует установки большего количества опор чтобы конструкция могла выдерживать тяжелые проводники.

Алюминий

Электропроводимость алюминия составляет лишь 65-70% электропроводимости меди. Поэтому сечение алюминиевой жилы будет большим нежели медной для передачи электричества одинакового напряжения. Соответственно для обеспечения необходимой проводимости придется выбирать более толстые кабели, работать с которыми может быть сложно и неудобно.

Алюминий имеет высокую склонность к окислению, особенно при контакте с влагой и разнородными металлами. Конечно, медь также окисляется под действием воздуха, однако у алюминия этот процесс происходит гораздо быстрее, а сама оксидная пленка очень плотная. С одной стороны, она предохраняет металл от дальнейшей коррозии, на него не действует водяной пар, пресная и морская вода. Но, с другой стороны, оксидная пленка плохо проводит ток и повышает сопротивление контактов в соединениях. Контакты, покрытые пленкой, сильно нагреваются и плавятся, что в конечном итоге может привести к пожару. Проблемный контакт приходится искать, подтягивать и менять зажимы.

Для предупреждения этих негативных явлений в алюминиевом силовом кабеле используют антиокислительные соединения. Такие линии требуют более высокого уровня обслуживания по сравнению с медными, включающего проверку проводников на герметичность и наличие окисления.

Необходимость периодической подтяжки контактов обусловлена еще одной особенностью алюминия – низким пределом текучести. Алюминий более мягкий металл, по сравнению с медью, и со временем под действием зажимов начинает растекаться, теряя упругость и первоначальную форму. В результате ослабляется контакт, которым токопроводящие жилы скрепляются между собой или с любым устройством. Проводник начинает нагреваться и искрить, что также может стать причиной возгорания. Для того чтобы этого избежать необходимо постоянно подтягивать контакт, что опять же ведет к нагреванию и ускорения коррозионных процессов.

Также алюминий обладает невысокой прочностью и гибкостью, он менее устойчив к растяжениям и перегибам. В среднем он выдерживает около 12 сгибаний, после чего просто ломается. В то время как медные жилы выдерживают не менее 80 перегибов без повреждений. Однако для стационарной прокладки, если проводка проходит в стене, полу или спрятана под потолком, эта особенность не является важной.

Традиционно считается, что соединения проводов из алюминия из-за их хрупкости более сложная задача. Однако это актуально только при обычном объединении проводки, путем скручивания. В случае применения оконцевателей, клеммников или винтов такая проблема отпадает.

Следует также отметить, что из-за плотной оксидной пленки алюминий не паяется обычным способом, а требует использования специальных паяльников. А его сварку выполняют в камере с инертным газом. Он имеет низкую технологичность дальнейшей переработки и употребления, и невысокую ремонтопригодность.

Особые проблемы алюминиевая проводка создает тогда, когда нужно ремонтировать соединения в распределительных коробках – старый алюминий уже имеет микротрещины, поэтому при одном неверном движении жила может просто обломаться и придется снимать часть штукатурки, чтобы хоть немного вытянуть провода.

Алюминиевый силовой кабель повышает потенциальный риск пожара на объекте. Согласно статистике, пожары из-за неисправности в электропроводке с использованием алюминиевых проводов случаются на 60% чаще, чем в электроустановках с использованием медных проводов. Этому способствуют и циклы расширения-сжатия свойственные алюминию, существенно влияющие на безопасность соединений, и низкая температура плавления этого металла, которая составляет менее 700°С.

Также у алюминия крайне невысокая коррозионная стойкость и во влажной среде срок его службы значительно уменьшается.

Однако, этот металл имеет и свои преимущества. Одним из них является его легкий вес. Алюминиевые провода на 30-50% (в зависимости от марки) легче медных. Этот фактор особенно важен при прокладке воздушных линий электропередачи, ведь нагрузка на электрические опоры и изоляторы при прокладке алюминиевых проводов будет существенно меньше.

Легкий вес алюминия также облегчает прокладку длинных и толстых кабелей, ведь значительно удобнее раскатывать бухту или катушку с легким кабелем.

Еще одним неоспоримым преимуществом алюминия является его низкая стоимость, которая примерно в три раза ниже цены на медь. Алюминий широко распространен в природе. Его добыча постоянно совершенствуется и растет на фоне сокращения рудных запасов меди. Поэтому при существующем уровне цен, применение алюминиевых проводов в несколько раз выгоднее, чем медных.

Также необходимо помнить, что алюминиевые и медные проводники нельзя соединять непосредственно между собой, поскольку медь и алюминий образуют гальваническую пару. В такой гальванической паре алюминий вследствие электрокоррозии очень быстро разрушается, что ухудшает электрический контакт. Место с плохим контактом будет нагреваться и искрить. В результате этого надежность контактов будет уменьшаться, что опять-таки, может привести к пожару. Поэтому при необходимости соединения медного и алюминиевого проводов используют стальные клеммы, разъемы и переходники, которые предотвращают непосредственный контакт алюминия и меди.

Выводы.

Подводя итог всего вышеизложенного, можно утверждать, что решающим фактором при использовании медных проводов является их чрезвычайно хорошая электропроводимость, которая в полтора раза выше, чем у алюминия. Соответственно, и тепловые потери, и потери напряжения в медных проводниках меньше. Медные провода при меньшем сечении выдерживают больший ток и более устойчивы к частым изгибам. А медная проводка требует меньше усилий при прокладке и практически не требует обслуживания.

Сеть, выполненная при помощи алюминия, наоборот, потребует периодической проверки проводников и подтягивания контактов. Невысокая прочность и пониженная эластичность этого металла затрудняет его использование при монтаже распределительных коробок и розеток. Большое сопротивление вызывает потери электроэнергии, при предельных нагрузках проводник будет сильнее нагреваться, а его изоляция преждевременно стареть. Алюминиевая проводка не является безопасной, поскольку при ослабленном контакте, характерном для этого металла, риск возникновения пожара очень велик.

Кроме того, современные нагрузки на бытовую электропроводку существенно возросли. Огромное количество электроприборов в современном доме привело к тому, что люди начали устанавливать по 5 и даже больше розеток в одном месте, тогда как ранее устанавливали одну. В таком случае розетки соединяют шлейфом, что достаточно сложно сделать алюминиевым проводом. Алюминиевая проводка не позволяет использовать такие мощные приборы как индукционные варочные поверхности, печи, автоматические стиральные машины и другие мощные приборы. И даже современные люстры, монтаж которых не требует высокой мощности, часто не могут устанавливаться при помощи алюминиевых проводов поскольку изготовлены с медными вступительными концами, которые нельзя соединять с алюминием. Поэтому сегодня во время электромонтажных работ чаще всего используют именно медную электропроводку.

Все это позволяет утверждать, что проводку в жилых домах и офисных помещениях необходимо прокладывать, используя медные провода и кабели. А старые проводки, смонтированные с использованием алюминиевых проводников, целесообразно заменить на медные.

Алюминиевые кабели используют при проектировании мощных трасс большой протяженности, поскольку затраты на медь могут значительно увеличить стоимость проекта электроснабжения. Алюминий активно используется при строительстве высоковольтных линий, для обустройства воздушных линий электропередачи, на промышленных объектах, при подведении электроэнергии к домам и подключения конечных потребителей к общим электрическим сетям.

Также алюминий широко применяется для кабелей сечением более 16 мм2. Это позволяет сделать электромонтаж дешевле, а отрицательные свойства алюминия при таких сечениях менее заметны.

Алюминиевые обмоточные провода могут применяться при производстве маломощных трансформаторов, электродвигателей и других электрических машин.

А алюминиевая проводка может использоваться во временных зданиях и сооружениях, срок эксплуатации которой не превышает двух лет. Также, в целях экономии, алюминий можно использовать при подведении электричества к розеткам и выключателям.

Как видим все преимущества и недостатки этих двух металлов разграничили сферы их применения. И сделали кабельно-проводниковые изделия с жилами из алюминия и меди до сих пор наиболее востребованными во всем мире.

Перспективы

Конкуренция между медными и алюминиевыми проводами существует давно. И при всех преимуществах применения меди, наука все чаще обращает свои взоры на алюминий. Это доступное и недорогое сырье на фоне истощения мировых запасов меди имеет весьма привлекательную цену и существенно удешевляет прокладку электрических линий. Поэтому одним из направлений развития производства кабельно-проводниковой продукции является создание алюминиевых сплавов с содержанием небольшого количества железа и меди, призванных повысить гибкость алюминиевых проводников и обеспечить их надежное контактное соединение с устройствами.

По мнению некоторых экспертов применение новых материалов может позволить создавать новые кабели и провода увеличенного рабочего ресурса при относительно невысокой стоимости. А конкуренция на рынке будет только способствовать повышению качества кабельной продукции.

При этом следует учитывать, что все комплектующие и фурнитура на сегодняшний день приспособлены под медные провода. И при замене существующего провода на новый сплав придется менять также марку соединителей и розеток. Кроме того, кабель из алюминиевого сплава при одинаковой проводимости с медным, имеет увеличенное сечение и больший диаметр. А уже построенные шахты и стойки существующих жилых домов на это не рассчитаны.

В мире алюминиевые сплавы при прокладке проводок в жилых помещениях применяются уже десятки лет. Однако их доля на рынке невелика. Например, в США, Европе и Китае она составляет около 30%. Массового спроса на алюминиевые сплавы пока нет. И несмотря на то, что такие кабели дешевле и легче медных при одинаковой с ними проводимости, вытеснить медь алюминиевом сплаву пока так и не удалось.

 

Все, что вам нужно знать: алюминий

Как бы вы отреагировали, если бы кто-то сказал вам, что обменяет кусок золота на старую банку с газировкой, которая висела у вас в задней части холодильника?

Вы бы, наверное, хорошо посмеялись, не так ли? Что ж, вернемся на пару сотен лет назад в начало девятнадцатого века, и алюминий, содержащийся в вашей банке с газировкой, когда-то считался одним из самых драгоценных металлов в мире (да, даже больше, чем золото)!

Однако перенесемся в сегодняшний день, и это кажется довольно диковинным, учитывая, что алюминий практически везде, куда мы идем.В настоящее время алюминий считается наиболее широко используемым «цветным металлом» в мире, его производство и применение превосходит все другие металлы, за исключением чугуна и стали.

Тем не менее, поскольку это самый распространенный металл в земной коре, второй по популярности металл в мире и третий по распространенности элемент на нашей планете, знания об этом широко используемом металле довольно скудны.

Итак, что же такое алюминий? И почему это так важно?

Что такое алюминий?

Если вы не химик, имеющий доступ к контролируемой лабораторной среде, вероятность вашего взаимодействия с «чистым алюминием» мала или равна нулю.Это связано с тем, что химические свойства металлического алюминия настолько реактивны по отношению к кислороду, что при контакте он сразу же цепляется за атомы кислорода. Поговорим о серьезной химии 😉! В результате образуется вещество, известное как гидратированный оксид алюминия. 1


Гидратированный глинозем, более известный как боксит руда , добывается из земной коры и очищается для извлечения алюминия. После извлечения из боксита чистый алюминий часто оказывается слишком мягким и пластичным для коммерческого использования.

По этой причине алюминий почти всегда сочетается с другими легирующими металлами или элементами. К ним обычно относятся медь, магний, марганец, кремний, олово и / или цинк. За счет создания алюминиевого сплава улучшается общая прочность металла, а также многие другие различные физические свойства, необходимые для применения.


Поэтому, когда вы сталкиваетесь с повседневными предметами в своей жизни, такими как алюминиевые банки, фольга для готовки или упаковка для пищевых продуктов, просто помните, что вы на самом деле контактируете не с чистым алюминием, а с алюминиевыми сплавами, которые состоят только на 90-99%. алюминий. 7

Как производится алюминий?

К настоящему времени вы знаете, что алюминий не встречается в чистом виде. Вместо этого соединения алюминия существуют в скалистых глыбах руды, погребенных в земной коре. Эта руда, как упоминалось ранее, называется бокситом, и она является основным источником алюминия в мире.

Чтобы извлечь алюминий из боксита и начать делать из него полезные предметы (например, фольгу, которой вы покрываете вкусные остатки еды вашей матери), задействованы два основных процесса: первый – это процесс Байера (1886 г.), а второй – Холл. Процесс Эру (1889 г.).

1. Процесс Байера: Поскольку бокситы состоят из оксида алюминия, молекул воды и ряда примесей, воду и примеси сначала необходимо удалить. Сырой боксит добывают, а затем измельчают, смешивают, измельчают и превращают в суспензию. Затем эту суспензию обрабатывают теплом и давлением, чтобы очистить остатки боксита и оставить только оксид алюминия. 2

2. Процесс Холла-Эру: оксид алюминия (известный как оксид алюминия), оставшийся после этого, подвергается плавлению, требующему чрезвычайно большого количества энергии.Оксид алюминия помещают в расплавленную смесь и подвергают электролизу, чтобы атомы алюминия отделились от атомов кислорода. В свою очередь, получается металлический алюминий. Затем неочищенный алюминий отливают в алюминиевые заготовки / слитки для легирования и дальнейшей обработки. 3

Производство алюминия может показаться не таким уж сложным на первый взгляд, но это далеко не так. Вот почему процесс вторичной переработки стал таким важным. Добыча и производство алюминия, который используется в нашем обществе, – сложный, трудоемкий и энергоемкий процесс.К счастью, переработка делает алюминий легко регенерируемым, потребляя всего 5% энергии, которая требовалась для его первоначального извлечения.

Виды алюминия

Гипотетически, предположим, вы добыли себе немного настоящего хорошего сырого алюминия и обнаружили, что у вас осталась блестящая заготовка. Чем вы сейчас занимаетесь? Расплавьте эту присоску и сплавляйте ее, вот что!

Чистый алюминий чрезвычайно мягкий и часто недостаточно прочный для большинства коммерческих применений и проектов. Чтобы исправить это, чистый алюминий плавится и смешивается с другими элементами, такими как железо, кремний, медь, магний, марганец и цинк.За счет легирования этих других элементов улучшаются такие свойства алюминия, как прочность, плотность, удобоукладываемость, электропроводность и коррозионная стойкость.

В процессе легирования алюминия могут быть получены три различных типа сплавов в зависимости от их свойств и методов, используемых для их обработки: технически чистый, поддающийся термообработке и не поддающийся термообработке.

Каждый тип алюминиевого сплава может быть далее подразделен и охарактеризован его основным легирующим элементом.Это можно уменьшить, присвоив каждому типу сплава четырехзначный номер, чтобы помочь его классифицировать, где первая цифра определяет общий класс (или серию).

1. Техническая чистота: сплавы , состоящие из алюминия чистотой 99% или выше. 4

  • Серия 1xxx: имеет отличную коррозионную стойкость, отличную обрабатываемость, а также высокую теплопроводность и электрическую проводимость. Эта серия обычно используется для линий передачи, которые соединяют национальные сети через U.С.

2. Термически обрабатываемые: сплавы , упрочняемые в процессе экстремального нагрева и охлаждения. Сплавы нагревают до определенных точек, чтобы равномерно распределить элементы внутри, а затем закаливают (быстро охлаждают), чтобы заморозить их на месте.

  • 2xxx Серия: в качестве основного легирующего элемента используется медь. Эти сплавы обладают хорошим сочетанием высокой прочности и ударной вязкости. Часто используются для производства самолетов.
  • Серия
  • 6xxx: основные легирующие элементы – кремний и магний.Эти сплавы универсальны, поддаются термообработке, формуются, свариваются, прочные и устойчивые к коррозии. Часто используются для автомобильного производства.
  • Серия
  • 7xxx: цинк используется в качестве основного легирующего элемента с небольшими количествами магния, меди или хрома для повышения прочности. Эти сплавы поддаются термообработке и обладают очень высокой прочностью. Часто используются в сфере коммерческих авиаперевозок.

3. Нетермообрабатываемые: сплавы , упрочняемые с помощью процесса, известного как холодная обработка.Этот процесс происходит за счет «обработки» металла на этапах прокатки или ковки и создания дислокаций в атомной структуре металла для увеличения прочности. 5

  • 3xxx Серия: марганец является основным легирующим элементом, часто с добавлением небольшого количества магния. Эти сплавы обладают средней прочностью и хорошей обрабатываемостью. Часто используются для изготовления алюминиевых банок для напитков и кухонной утвари.
  • Серия
  • 4xxx: кремний – основной легирующий элемент.Эти сплавы имеют более низкие температуры плавления, не вызывая хрупкости. Часто используются для сварочной проволоки и строительных конструкций.
  • 5xxx Серия: магний является основным легирующим элементом. Эти сплавы обладают средней и высокой прочностью, хорошей свариваемостью и коррозионной стойкостью в водной среде. Часто используются в строительстве и на море.
Зачем нужен алюминий?

К настоящему времени вы должны иметь твердое представление о том, что такое алюминий и как он производится, но возникает большой вопрос: зачем мы его используем?

Алюминий в изобилии, недорог, легкий, пластичный, прочный, податливый, проводящий, и этот список можно продолжить.Одна из важнейших характеристик, отличающих алюминий, – это его изменчивость.

Ни один другой металл не может сравниться с алюминием по разнообразию применения, которое он имеет при сплавлении с другими элементами. Кроме того, алюминий подлежит вторичной переработке на неопределенный срок и является одним из немногих материалов в мире, который оплачивает стоимость его собственного сбора.

Сочетание экологичности с универсальностью делает алюминий не только одним из самых важных металлов в мире, но и одним из наиболее часто используемых в бесчисленных отраслях промышленности.

От глубин космоса до дна океана алюминий присутствует повсюду и вносит свой вклад как в развитие нашего общества, так и в улучшение нашей жизни. 6



Если окажется, что это не все, что вы хотели знать, и многое другое, посетите страницу блога Boyd Metals для получения более интересной информации о металлургической промышленности и не забудьте проверить наши БЕСПЛАТНЫЕ цифровые акции Закажите все, что вам нужно для обработки, нажав на изображение ниже.


Наш индексированный PDF-файл с возможностью поиска позволяет легко найти нужную информацию.

Что внутри?

  • Технические характеристики стандартной продукции
  • Общие таблицы преобразования и руководства
  • Доступные услуги обработки по видам продукции

Источники изображений:

1 http://muharraq27.blogspot.com/2010/12/aluminium-processing.html
2 https: // recyclenation.com / 2014/03 / recycle-aluminium /
3 https://www.lightmetalage.com/news/industry-news/recycling-remelt/hydro-starts-new-recycling-line/
4 https://www.indiamart.com/cmeri-durgapur-durgapur/

Алюминиевые сплавы | Encyclopedia.com

Примечание: эта статья, первоначально опубликованная в 1998 году, была обновлена ​​в 2006 году для электронной книги.

Обзор

Алюминий находится в строке 2, группе 13 периодической таблицы.Таблица Менделеева – это диаграмма, которая показывает, как химические элементы связаны друг с другом. Элементы в одном столбце обычно имеют схожие химические свойства. Первым элементом этой группы является бор . Однако бор сильно отличается от всех остальных членов семейства. Поэтому группа 13 известна как семейство алюминия.

Алюминий является третьим по распространенности элементом в земной коре, уступая кислороду, и кремнию . Это самый распространенный металл.Поэтому несколько удивительно, что алюминий был открыт только относительно поздно в истории человечества. Алюминий в природе встречается только в соединениях, а не в чистом виде. Удалить алюминий из его соединений довольно сложно. Недорогой метод производства чистого алюминия не был разработан до 1886 года.

СИМВОЛ
Al

АТОМНОЕ ЧИСЛО
13

АТОМНАЯ МАССА
26.98154

FAMILY
Группа

ПРОИЗВОДСТВО
uh-LOO-min-um

Сегодня алюминий является наиболее широко используемым металлом в мире после железа . Он используется в производстве автомобилей, упаковочных материалов, электрического оборудования, машин и строительства. Алюминий также идеально подходит для пивных банок и банок для безалкогольных напитков и фольги, потому что его можно плавить и повторно использовать или перерабатывать.

Открытие и название

Алюминий был назван в честь одного из его наиболее важных соединений – квасцов. Квасцы представляют собой соединение калия, алюминия, серы, и кислорода. Химическое название – сульфат алюминия калия, KAl (SO 4 ) 2 .

Никто не знает, когда квасцы впервые были использованы человеком. Древние греки и римляне знали сложные квасцы. Он был добыт в ранней Греции, где был продан туркам. Турки использовали это соединение, чтобы сделать красивый краситель, известный как красный индейка. Записи указывают на то, что римляне использовали квасцы еще в первом веке до нашей эры.

Эти первые люди использовали квасцы как вяжущее средство и протраву. Вяжущее вещество – это химическое вещество, которое заставляет кожу стягиваться. При попадании квасцов на порез кожа закрывается и начинает заживать.При крашении ткани используется протрава. Немногие натуральные красители прилипают непосредственно к ткани. Протравка связывается с тканью, а краситель – с протравой.

Со временем химики постепенно начали понимать, что квасцы могут содержать новый элемент. В середине 1700-х годов немецкий химик Андреас Сигизмунд Маргграф (1709-82) утверждал, что открыл новую «землю» под названием глинозем в квасцах. Но он не смог удалить чистый металл из квасцов.

Первым, кто выполнил эту задачу, был датский химик и физик Ганс Кристиан Эрстед (1777–1851).Эрстед нагревает смесь глинозема и амальгамы калия. Амальгама – это сплав металла и ртути. В этой реакции Эрстед произвел алюминиевую амальгаму – металлический алюминий в сочетании с ртутью. Однако он не смог отделить алюминий от ртути.

Сегодня алюминий является наиболее широко используемым металлом в мире после железа.

Чистый металлический алюминий был наконец произведен в 1827 году немецким химиком Фридрихом Вёлером (1800-82). Велер использовал метод, усовершенствованный английским химиком сэром Хэмфри Дэви (1778-1829), которому удалось выделить несколько элементов в течение его жизни.(См. Врезку о Дэви в записи Calc .) Велер нагрел смесь хлорида алюминия и металлического калия. Будучи более активным, калий заменяет алюминий, как показано ниже:

Затем чистый алюминий можно собрать в виде серого порошка, который необходимо расплавить, чтобы получить блестящий алюминий, наиболее знакомый потребителям.

После работы Велера было возможно, но очень дорого, производить чистый алюминий. Он стоил так дорого, что его практически не было коммерческого использования.

Ряд химиков осознали, насколько важно найти менее дорогой способ получения алюминия. В 1883 году русский химик В. А. Тюрин нашел менее затратный способ получения чистого алюминия. Он пропустил электрический ток через расплавленную (расплавленную) смесь криолита и хлорида натрия (обычная поваренная соль). Криолит представляет собой фторид натрия и алюминия (Na 3 AlF 6 ). В течение следующих нескольких лет аналогичные методы выделения алюминия были разработаны другими европейскими химиками.

Самый значительный прорыв в исследованиях алюминия был сделан студентом колледжа в Соединенных Штатах. Чарльз Мартин Холл (1863-1914) был студентом Оберлинского колледжа в Оберлине, штат Огайо, когда он заинтересовался проблемой производства алюминия. Используя самодельное оборудование в сарае за своим домом, он добился успеха, пропустив электрический ток через расплавленную смесь криолита и оксида алюминия (Al 2 O 3 ).

Метод Холла был намного дешевле любого предыдущего метода.После его открытия цена на алюминий упала примерно с 20 долларов за кг (10 долларов за фунт) до менее чем 1 доллар за кг (около 0,4 доллара за фунт). Исследования Холла превратили алюминий из полудрагоценного металла в металл, который можно использовать во многих повседневных изделиях.

Что в имени?

В Северной Америке алюминий пишется с одним i и произносится как uh-LOO-min-um. В других странах мира добавляется второй i, что делает его алюминиевым, и произносится это слово al-yoo-MIN-ee-um.

Физические свойства

Алюминий – это серебристый металл со слегка голубоватым оттенком.Он имеет температуру плавления 660 ° C (1220 ° F) и температуру кипения 2327–2450 ° C (4221–4442 ° F). Плотность составляет 2,708 грамма на кубический сантиметр. Алюминий пластичен и податлив. Под пластичным подразумевается, что его можно натянуть на тонкую проволоку. Податливый означает, что его можно расколоть на тонкие листы.

Алюминий – отличный проводник электричества. Серебро и медь являются лучшими проводниками, чем алюминий, но намного дороже. Инженеры ищут способы чаще использовать алюминий в электрооборудовании из-за его более низкой стоимости.

Химические свойства

Алюминий обладает одним интересным и очень полезным свойством. Во влажном воздухе он медленно соединяется с кислородом с образованием оксида алюминия:

Оксид алюминия образует очень тонкий беловатый налет на металлическом алюминии. Покрытие предотвращает дальнейшую реакцию металла с кислородом и защищает металл от дальнейшей коррозии (ржавления). Оксид алюминия легко увидеть на алюминиевой садовой мебели и неокрашенной обшивке дома.

Алюминий – довольно активный металл.Реагирует со многими горячими кислотами. Также реагирует со щелочами. Щелочь – это химическое вещество, обладающее свойствами, противоположными кислотам. Гидроксид натрия (обыкновенный щелок) и известковая вода являются примерами щелочей. Элемент не реагирует с и кислотами и щелочами. Такие элементы называются амфотерными.

Алюминий также быстро реагирует с горячей водой. В порошкообразной форме он быстро загорается при воздействии пламени.

Алюминий: драгоценный металл?

B До того, как химики разработали недорогие способы производства чистого алюминия, он считался в некоторой степени драгоценным металлом.Фактически, в 1855 году слиток из чистого металлического алюминия был выставлен на Парижской выставке. Его поместили рядом с драгоценностями французской короны!

Алюминий – отличный проводник электричества.

Встречаемость в природе

Содержание алюминия в земной коре оценивается примерно в 8,8 процента. Он встречается во многих различных минералах.

Боксит, сложная смесь соединений, состоящих из алюминия, кислорода и других элементов, является основным коммерческим источником алюминия.

Большие запасы бокситов находятся в Австралии, Бразилии, Гвинее, Ямайке, России и США. Крупнейший производитель металлического алюминия – США; штаты, производящие больше всего алюминия, – это Монтана, Орегон, Вашингтон, Кентукки, Северная Каролина, Южная Каролина и Теннесси.

Изотопы

Существует только один естественный изотоп алюминия, алюминий-27. Изотопы – это две или более формы элемента. Изотопы отличаются друг от друга по своему массовому числу.Число, написанное справа от названия элемента, является массовым числом. Массовое число представляет собой количество протонов плюс нейтронов в ядре атома элемента. Количество протонов определяет элемент, но количество нейтронов в атоме любого элемента может варьироваться. Каждая вариация – изотоп.

Алюминий содержит шесть радиоактивных изотопов. Радиоактивный изотоп испускает либо энергию, либо субатомные частицы, чтобы уменьшить атомную массу и стать стабильным. Когда излучение вызывает изменение количества протонов, атом уже не тот элемент.Частицы и энергия, испускаемые ядром, называются излучением. Процесс распада одного элемента на другой известен как радиоактивный распад.

Радиоактивный изотоп алюминия не используется в коммерческих целях.

Добыча

Производство алюминия – это двухэтапный процесс. Во-первых, оксид алюминия отделяют от боксита с помощью процесса Байера. В этом процессе боксит смешивается с гидроксидом натрия (NaOH), который растворяет оксид алюминия. Остальные соединения в боксите остались позади.

Затем оксид алюминия обрабатывают способом, аналогичным методу Холла. Природного криолита не хватает для производства всего необходимого алюминия, поэтому для этой цели производят синтетический (искусственный) криолит. Химическая реакция с синтетическим криолитом такая же, как и с природным криолитом. Около 21 миллионов метрических тонн алюминия было произведено в 1996 году с помощью этого двухэтапного процесса.

Область применения

Алюминий используется как чистый металл, в сплавах и в различных соединениях.Сплав получают путем плавления и последующего смешивания двух или более металлов. Смесь имеет свойства, отличные от свойств отдельных металлов. Алюминиевые сплавы классифицируются по пронумерованным рядам в соответствии с другими элементами, которые они содержат.

Класс 1000 зарезервирован для сплавов почти чистого металлического алюминия. Однако они, как правило, менее прочные, чем другие сплавы алюминия. Эти металлы используются в конструктивных элементах зданий, в качестве декоративной отделки, в химическом оборудовании и в качестве отражателей тепла.

Серия 2000 – это сплавы меди и алюминия. Они очень прочные, устойчивы к коррозии (ржавчине) и могут обрабатывать или обрабатывать очень легко. Некоторые применения алюминиевых сплавов серии 2000 – это обшивка грузовиков и конструктивные элементы самолетов.

Серия 3000 состоит из сплавов алюминия и марганца . Эти сплавы не так прочны, как серия 2000, но они также хорошо обрабатываются. Сплавы этой серии используются для кухонной утвари, резервуаров для хранения, алюминиевой мебели, дорожных знаков и кровли.

Сплавы серии 4000 содержат кремний. Они имеют низкие температуры плавления и используются для изготовления припоев и для придания металлу серой окраски. Припои – это легкоплавкие сплавы, используемые для соединения двух металлов друг с другом. Серии 5000, 6000 и 7000 включают сплавы, состоящие из магния, магния и кремния и цинка, соответственно. Они используются в производстве кораблей и лодок, деталей для кранов и артиллерийских установок, мостов, конструктивных элементов зданий, автомобильных деталей и компонентов самолетов.

Наибольшее разовое использование алюминия используется в транспортной отрасли (28 процентов). Производители автомобилей и грузовиков любят алюминий и алюминиевые сплавы, потому что они очень прочные, но при этом легкие. Компании все больше используют алюминиевые изделия в электромобилях. Эти автомобили должны быть легкими для экономии заряда аккумулятора. General Motors, Ford и Chrysler объявили о новых передовых конструкциях автомобилей, в которых алюминиевые изделия будут использоваться более широко. Производители алюминия также планируют выпускать более широкий ассортимент колес как для легковых, так и для грузовых автомобилей.

Двадцать три процента всего производимого алюминия идет на упаковку. Алюминиевая фольга, банки для пива и безалкогольных напитков, тюбики с краской и контейнеры для домашних продуктов, таких как аэрозольные баллончики, – все это сделано из алюминия.

Четырнадцать процентов всего алюминия идет на строительство. Окна и дверные коробки, экраны, кровля и сайдинг, а также при строительстве мобильных домов и конструктивных элементов зданий используются алюминий.

Остальные 35 процентов алюминия идут на производство разнообразной продукции, включая электрические провода и приборы, автомобильные двигатели, системы отопления и охлаждения, мосты, пылесосы, кухонную утварь, садовую мебель, тяжелую технику и специализированное химическое оборудование.

Соединения

Относительно небольшое количество алюминия используется для изготовления большого количества различных соединений алюминия. К ним относятся:

сульфат алюминия-аммония (Al (NH 4 ) (SO 4 ) 2 ): протравы, водоочистка и очистка сточных вод, производство бумаги, пищевая добавка, дубление кожи

борат алюминия (Al 2 O 3 B 2 O 3 ): производство стекла и керамики

боргидрид алюминия (Al (BH 4 ) 3 : добавка в топливо для реактивных двигателей

хлорид алюминия (AlCl 3 ): производство красок, антиперспирантов, нефтепереработка, производство синтетического каучука

фторосиликат алюминия (Al 2 (SiF 6 ) 3 ): производство синтетических драгоценных камней, стекла и керамики

гидроксид алюминия (Al (OH) 3 ): антациды, протравы, очистка воды, производство стекла и керамики, гидроизоляция тканей

фосфат алюминия (AlPO 4 ): производство стекла, керамики, целлюлозно-бумажных изделий, косметика, лакокрасочные материалы, а также при производстве стоматологического цемента

сульфат алюминия или квасцы (Al 2 (SO 4 ) 3 ): производство бумаги, протравы, систем пожаротушения, очистки воды и очистки сточных вод, пищевая добавка, огнестойкий и антипирен, дубление кожи

Воздействие на здоровье

Алюминий не имеет известной функции в организме человека.Однако есть некоторые споры о его возможном воздействии на здоровье. В 1980-х годах некоторые ученые-медики забеспокоились, что алюминий может быть связан с болезнью Альцгеймера. Это заболевание чаще всего поражает пожилых людей, приводя к забывчивости и потере умственных способностей. До сих пор не ясно, играет ли алюминий какую-либо роль в болезни Альцгеймера.

Некоторые специалисты считают, что вдыхание алюминиевой пыли также может вызвать проблемы со здоровьем. Это может вызвать заболевание, подобное пневмонии, которое в настоящее время называется алюмозом.Опять же, доказательств в поддержку этой точки зрения недостаточно.

введение, свойства, производство и использование

Предположим, вам нужно создать идеальный материал – что бы это было нравиться? Возможно, вы захотите, чтобы его было много и относительно недорогой, прочный и легкий, легко сочетается с другими материалы, устойчивые к нагреванию и коррозии, а также хороший проводник электричества. Короче, ты бы, наверное, пришел с таким материалом, как алюминий (пишется “алюминий” в некоторых страны – и это тоже официальный Орфография ИЮПАК).

Это самый распространенный металл в земной коре, третий по величине металл в земной коре. много химического элемента на нашей планете (существуют только кислород и кремний в большем количестве), и второй по популярности металл для изготовления вещи (после железа / стали). Мы все видим и использовать алюминий каждый день, даже не задумываясь об этом. Одноразовый Из него делают банки для напитков и фольгу для готовки. Вы можете найти это призрачный серо-белый металл в некоторых довольно удивительных местах, от реактивных двигателей самолетов до корпусов высокотехнологичные боевые корабли.Что делает алюминий таким полезным материал? Давайте посмотрим поближе!

Фото: Алюминий – удивительно стойкий к атмосферным воздействиям материал. В Федеральном здании и здании суда США, Уилинг, Западная Вирджиния, представлены заметно в ярких окнах и других внутренних деталях. Фото Кэрол М. Хайсмит, любезно предоставлено фотографиями из архива Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

На что похож алюминий?

Алюминий мягкий, легкий, огнестойкий и термостойкий, легкий принимать новые формы и проводить электричество.Это отражает свет и тепло очень эффективно и не ржавеют. Легко реагирует с другими химическими элементами, особенно с кислородом, и легко образует внешний слой оксида алюминия, если оставить его на воздухе. Мы называем это физические и химические свойства алюминия вещей.

Фото: экспериментальный алюминиевый Ford Sable Автомобиль, выпущенный более 25 лет назад в 1995 году, был на 180 кг легче, чем аналогичный автомобиль со стальным кузовом и значительно более энергоэффективный. Сегодня, когда экономия топлива становится все более важной, полноразмерные алюминиевые автомобили стали обычным явлением.Новый грузовик Ford F-150 с полностью алюминиевым кузовом на целых 39 процентов (320 кг или 700 фунтов) легче своего предшественника. по данным Алюминиевой ассоциации. Фото любезно предоставлено Министерством энергетики США (DOE).

Сплавы

Алюминий действительно проявляет себя, когда вы комбинируете его с другими металлы для производства алюминиевых сплавов (сплав – это металл, смешанный с другими элементами для создания нового материала. с улучшенными свойствами – он может быть прочнее или плавиться при более высокой температуре).Некоторые из металлы, обычно используемые для изготовления алюминиевых сплавов, включают бор, медь, литий, магний, марганец, кремний, олово и цинк. Вы смешиваете алюминий с одним или несколькими из них в зависимости от работы, которую вы пытаетесь выполнить.

Композиты

Алюминий можно комбинировать с другими материалами совершенно по-другому. в композитах (гибридные материалы, изготовленные из двух или более материалов, сохраняющих их отдельная идентичность без химического объединения, смешивания или растворения). Так, например, алюминий может выступать в качестве «фонового материала» (матрицы) в так называемом композите с металлической матрицей (MMC), армированном частицами карбида кремния, чтобы сделать прочный, жесткий и легкий материал, подходящий для самых разных в аэрокосмической, электронной и автомобильной промышленности – и (что очень важно) лучше, чем только алюминий.

Для чего используется алюминий?

Диаграмма: Потребление алюминия в США. Транспортировка (самолеты, корабли, грузовики и легковые автомобили) в настоящее время является крупнейшим одноразовым применением металла и его сплавов. Источник: Геологическая служба США, Обзор минерального сырья: Алюминий. Январь 2021г.

Чистый алюминий очень мягкий. Если ты хочешь сделать что-нибудь посильнее но все же легкий, износостойкий и способный выдержать высокие температуры в самолете или автомобильный двигатель, вы смешиваете алюминий и медь.Для пищевой упаковки ничего подобного не нужно прочность, но вам нужен материал, который легко придать форму и запечатать. Ты получаешь эти качества путем легирования алюминия магнием. Предположим, вы хотите провести электричество на большие расстояния от источника питания. растения в дома и на фабрики. Вы можете использовать медь, которая вообще лучший проводник (переносчик) электричества, но он тяжелый и дорого. Алюминий может быть вариантом, но он не несет электричество так легко. Одно из решений – сделать силовые кабели из алюминий, легированный бором, который проводит электричество почти так же хорошо, как медь, но в жаркие дни намного светлее и меньше обвисает.Обычно алюминий сплавы содержат 90–99 процентов алюминия.

Как производится алюминий?

Алюминий настолько легко реагирует с кислородом, что вы никогда не найдете его естественным образом это в чистом виде. Вместо этого соединения алюминия существуют в огромных количествах. количества в земной коре в виде руды (необработанного скального материала), называемого бокситом. Это обычное название гидратированного оксида алюминия, вещества, обычно состоящего из двух третей оксид алюминия (химическая формула Al2O3) с одним третьи молекулы воды (h3O) заперт в кристалле состав.В зависимости от того, где на Земле это Обнаружено, что бокситы также содержат ряд различных примесей, таких как оксид железа, оксид кремния и оксид титана. В настоящее время в мире имеется около 55–75 миллиардов тонн ресурсов бокситов, которых достаточно, чтобы удовлетворять спрос «далеко в будущее» (по данным Минеральной службы Геологической службы США Сводки по товарам, январь 2021 г.).

Фото: Готово к переработке: Эти раздавленные циновки из алюминиевых банок называют печеньем. Они готовы таять вниз и переработать.По данным Алюминиевой ассоциации, почти 70 процентов когда-либо добытого алюминия все еще используется сегодня благодаря эффективным программам утилизации. Переработать использованный алюминий намного дешевле и экологичнее, чем выкапывать бокситы из земли и обрабатывать его: переработка позволяет сэкономить около 95 процентов энергии, необходимой для производства нового алюминия. Фото любезно предоставлено ВВС США.

Если вы хотите превратить боксит в алюминий для изготовления полезных вещей, например банки, фольга для готовки и космические ракеты, вы должны избавиться от примесей и воды и разделить атомы алюминия из атомов кислорода, за которые они закреплены.Итак, делая алюминий на самом деле представляет собой многоступенчатый процесс.

Сначала боксит выкапывают из земли, раздавливают, сушат (если он содержит слишком много воды) и очистите его, чтобы остался только алюминий. окись. Затем вы используете электрическую технику, называемую электролиз разделите это на алюминий и кислород. (Электролиз противоположен что происходит внутри батареи. В аккумулятор, у вас есть два разных металлических соединения, вставленных в химическое соединение и замкните цепь между ними, чтобы произвести электричество.При электролизе вы пропускаете электричество через два металлических соединения, в химическое соединение, которое затем постепенно расщепляется на атомы.) чистый алюминий отливают в блоки, известные как слитки, которые можно обрабатываемые, формованные или используемые в качестве сырья для изготовления алюминиевых сплавов.

Изготовление годного к употреблению блестящего алюминия из каменных кусков боксита, который вы вырыли из земли – это долгий, грязный, невероятно энергоемкий процесс. Вот почему алюминиевая промышленность так заинтересована об утилизации таких вещей, как использованные банки из-под напитков.Их гораздо быстрее, дешевле и проще переплавить и использовать повторно. чем переработка бокситов. Это также намного лучше для среда потому что это экономит огромное количество энергии.

Таблица

: Почему переработка алюминия имеет смысл. Количество энергии, необходимое для переработки металла для повторного использования (оранжевые полосы), составляет часть того, что требуется для производства первичного металла в первую очередь (синие полосы), но разница намного больше для алюминия (в центре), чем для любой стали. (слева) или медь (справа), потому что в первую очередь очень сложно извлечь и очистить алюминий.Источник данных: «Таблица 7.11 воплощенная энергия выбранных материалов» в книге «Энергия и выбросы углерода» Николы Терри, UIT Кембридж, 2011 г., на основе данных инвентаризации углерода и энергии (ICE), проведенной группой исследований устойчивой энергетики Университета Бата.

Краткая история алюминия

Фото: Строительство алюминиевой лодки. Эта высокоскоростная алюминиевая лодка, известная как Littoral Surface Craft-Experimental (LSC-X) или X-Craft, показан здесь во время строительства во Фриленде, штат Вашингтон.Фото Джесси Прайно любезно предоставлено ВМС США.

Кто открыл алюминий, как и когда? Вот как это произошло …

  • 1746: немецкий химик Андреас Маргграф (1709–1782) понимает, что квасцы (природное соединение алюминия, используемое для окрашивания тканей с древних времен) содержит неизвестный металл. Это алюминий, конечно, но он этого не знает.
  • 1809: английский химик сэр Хэмфри Дэви (1778–1829) назвал этот металл. «алюминий» и (позже) «алюминий», но не может его отделить.
  • 1825: датский химик и пионер электротехники Ганс Кристиан Эрстед (1777–1851) поворачивается оксид алюминия в хлорид алюминия, а затем использует калий для превращения хлорид в чистый алюминий. К сожалению, он не может повторить трюк второй раз!
  • 1827: немецкий химик Фридрих Вёлер (1800–1882) также делает небольшой количество алюминия при нагревании оксид алюминия с металлическим калием.
  • 1855: французский химик Анри Сент-Клер Девиль (1818–1881) использует натрий для выделения алюминий.Поскольку натрий дешевле и его легче получить, чем калий, Девиль может производить больше алюминия – достаточно, чтобы сделать слиток. Он ставит это экспонируется на публичной выставке в Париже, Франция. Новый девиль метод означает, что алюминий становится более доступным, и цена начинает падать.
  • 1886: Работая независимо, американская команда Чарльза Мартина Холла (1863–1914) и его сестры. Джулия Брейнерд Холл (1859–1925) и француз Поль-Луи-Туссен Эру (1863–1914) открыли современный метод расщепления оксида алюминия электролиз для получения чистого алюминия.Их высокоэффективная техника, известный как Процесс Холла-Эру по-прежнему используется для производства большинства алюминия в мире сегодня.
  • 1888: австрийский химик Карл Байер (1847–1904) находит менее дорогой способ превращения бокситов в оксид алюминия – сырье, необходимое для производства Hall-Héroult процесс. Вместе Bayer и Hall-Héroult решают снизить цену на алюминий, что позволит использовать металл в гораздо большей количества.
  • 1893: Студебеккер запускает алюминиевый фургон для колумбийской выставки в Чикаго.
  • 1899: Спортивный автомобиль Dürkopp с алюминиевым кузовом представлен на Берлинском международном автосалоне. Несколько лет спустя Компания Pierce Arrow Motor Car производит автомобили с литыми алюминиевыми кузовами.
  • 1901: Пионер в области автомобилестроения Карл Бенц выпускает первый автомобильный двигатель из алюминия.
  • Начало 1900-х: Первые программы переработки алюминия.
  • 1913: Впервые произведена алюминиевая фольга.
  • 1920-е годы: начинают появляться современные алюминиевые сплавы.
  • 1925: Американское химическое общество официально меняет название с «алюминий» в «алюминий» в США.
  • 1946: Алюминий используется в кузове легких серийных Panhard Dyna X.
  • 1957: Представлены первые алюминиевые линии электропередачи.
  • 1959: Coors производит первую полностью алюминиевую банку для напитков.
  • 1975: Даниэль Кадзик изобретает фиксируемый язычок для банок с напитками.
  • 1990: Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) официально принимает «алюминий». как его написание.
  • 1994: Audi A8 устанавливает новые стандарты в производстве легких автомобилей благодаря алюминиевому каркасу кузова, который весит всего 249 кг (почти вдвое меньше). вес сопоставимого стального корпуса).
  • 2015: Ford запускает полностью алюминиевую версию своего чрезвычайно популярного грузовика F-150.

Изготовление медного порошка из алюминиевой фольги

Вы когда-нибудь смотрели на алюминиевую фольгу в кухонном шкафу и задавались вопросом, какие интересные эксперименты вы могли бы с ней сделать? И я тоже! В этом интересном эксперименте мы будем реагировать на сульфат меди с алюминиевой фольгой, чтобы получить чистую металлическую медь в виде медного порошка . Учитесь ли вы в школе или занимаетесь домашней химией, этот эксперимент обязательно понравится.

Изготовление медного порошка – фон

Алюминий в алюминиевой фольге реагирует с сульфатом меди и подвергается единственной реакции замещения с образованием сульфата алюминия и металлической меди:

2Al + 3CuSO 4 → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Cu

Это означает, что во время реакции каждый атом алюминия теряет три электрона, создавая ион алюминия. Каждый ион меди приобретает два электрона, превращая их в металлическую медь:

Al 0 → Al 3+ + 3 e

Cu 2+ + 2 e → Cu 0

Чистое ионное уравнение: 2Al 0 + 3Cu 2+ → 2Al 3+ + 2Cu 0

Алюминиевая фольга в основном состоит из элементарного алюминия, расположенного в виде тонкого слоя.Однако он также содержит некоторое количество железа и кремния, обычно порядка 1% и 0,5% соответственно. Примечательно, что для этого эксперимента на поверхности фольги присутствует пассивный слой оксида алюминия толщиной около 50-100 нанометров. Это предотвращает реактивность алюминия при контакте. Ионы хлора в соли, которую мы добавляем во время эксперимента, позволят ионам меди проникать в оксидный слой и реагировать с чистым алюминием под ним.

Медь сама по себе является красновато-коричневым металлом, но водный раствор сульфата меди имеет красивый ярко-синий цвет.Это связано с координационным комплексом, который ион Cu 2+ образует с водой – сульфат меди поглощает фотоны света в красной области видимого спектра, таким образом пропуская синий свет, заставляя раствор казаться синим. Он поглощает этот свет, потому что он эквивалентен разнице энергий между электронными орбиталями с увеличенной и меньшей энергией иона меди.

Материалы

  • Сульфат меди (мы использовали синий пентагидрат сульфата меди)
  • Алюминиевая фольга
  • Столовая соль
  • Теплая вода
  • Кофейный фильтр
  • Воронка
  • Стеклянная банка
  • Магнитный стержень для перемешивания + плита (опция)

Примечание: необходимо использовать примерно в 13 раз больше сульфата меди по сравнению с алюминием, чтобы гарантировать стехиометрический избыток алюминия и максимизировать количество получаемой меди.Для правильного растворения необходимо использовать как минимум в 4 раза больше воды, чем сульфат меди. В этом эксперименте мы использовали 50 граммов сульфата меди, 4 грамма алюминиевой фольги и 400 мл воды.

Медный купорос продается в большинстве хозяйственных магазинов как «средство для уничтожения корней».

Медный порошок из алюминиевой фольги – процедура

  1. Растворите сульфат меди в теплой воде.
    Поместите стержень для магнитной мешалки в раствор и стакан на нагревательную плиту с возможностью магнитного перемешивания.Однако раствор не нужно нагревать, поэтому обязательно используйте соответствующую настройку на тарелке. В противном случае используйте стеклянную палочку для перемешивания, чтобы перемешать раствор и растворить сульфат меди. Возможно, вам придется помешивать несколько минут, чтобы кристаллы полностью растворились.
  2. Добавьте алюминиевую фольгу в раствор сульфата меди.
    Возможно, вам придется сморщить или ткнуть его, чтобы убедиться, что вся фольга затоплена.
  3. На этом этапе реакция не происходит самопроизвольно.
    Это связано с рассмотренным ранее слоем оксида алюминия, который действует как непроницаемый барьер между химически активным металлическим алюминием и ионами меди. Этот оксидный слой называется пассивирующим слоем. Это причина того, что алюминиевая фольга обычно неактивна, хотя сам алюминий является очень активным металлом.
  4. Добавьте в раствор поваренную соль примерно ¼ чайной ложки.
    Это позволяет ионам меди обходить слой оксида алюминия, и реакция протекает, как ожидалось.В этот момент вы должны увидеть, как из раствора выходит небольшое количество газообразного водорода. Это происходит из-за побочной реакции между химически активным алюминием и водой, которая достигает его вместе с ионами меди: 2Al + 3H 2 O → Al 2 O 3 + 3H 2 . Раствор также должен сильно нагреваться, поскольку реакция между ионами алюминия и меди экзотермична.
  5. Дождитесь продолжения реакции.
    Красновато-коричневый медный металл должен начать появляться на поверхности алюминиевой фольги и опускаться на дно стакана.Когда синий раствор сульфата меди теряет весь свой цвет и становится прозрачным, реакция на медь завершилась. Он также может приобретать красновато-коричневый оттенок из-за взвешенной в нем тонкой металлической меди. Должно остаться небольшое количество алюминиевой фольги, так как ее было в избытке. Чтобы проверить, действительно ли реакция завершилась, поместите в химический стакан небольшое количество новой алюминиевой фольги и внимательно посмотрите, не образуется ли на ней медь.
  6. Отфильтруйте раствор.
    Обязательно удалите всю оставшуюся алюминиевую фольгу пинцетом. Для этого эксперимента очень хорошо работает гравитационная фильтрация. Поместите кофейный фильтр в воронку над стеклянной банкой. Вылейте раствор и порошок металлической меди в фильтровальную бумагу. Дайте ему стечь, оставив только медь. Промойте медь дистиллированной водой, пока она еще находится в фильтре, чтобы удалить остатки сульфата или соли алюминия, затем высушите ее. Отфильтрованный раствор должен казаться прозрачным, но он все равно может выглядеть красноватым, если в нем остаются взвешенные частицы меди, слишком мелкие, чтобы их можно было отфильтровать.
  7. Зачерпните
    Медный порошок может быть слишком тяжелым, чтобы его вылить на фильтр вместе с остальной жидкостью. В этом случае просто вычерпайте его пластиковой посудой, вымойте и высушите, как указано выше. Вот и все – мы сделали медный порошок из алюминиевой фольги!

Безопасность

Обратите внимание, что сульфат меди несколько токсичен, однако летальная доза для взрослых довольно высока, около 25 граммов. Избегайте проглатывания или вдыхания химического вещества; мы рекомендуем носить очки и перчатки, так как это может вызвать раздражение.Если вы все-таки вступили с ним в контакт, просто тщательно вымойте руки.

Сохраните медный порошок для будущих экспериментов или выбросьте его в мусорное ведро, если необходимо. Вылейте оставшийся отфильтрованный раствор, содержащий сульфат алюминия, в канализацию с большим количеством воды.

Дополнительные эксперименты

Щелкните здесь, чтобы узнать, какие еще интересные эксперименты можно провести с использованием сульфата меди! Не забудьте также проверить эти похожие эксперименты, чтобы увидеть эксперимент с зубной пастой слона и узнать, как извлечь металлический калий из банана и как создать кристаллы олова в растворе хлорида олова!

Алюминий заменяет медь в качестве проводника в бортовых энергосистемах – ScienceDaily

Электроэнергия и электроника играют все более важную роль во всех видах транспортных средств.В настоящее время предпочтительным проводящим материалом является медь. Но по сравнению с алюминием медь тяжелая и дорогая. В частности, для полностью электрических транспортных средств переход на более дешевый и легкий алюминий был бы интересным вариантом. Именно поэтому оптимизация сложных сетей электроснабжения сейчас находится в центре инженерных изысканий. Ученые из Технического университета Мюнхена (TUM) в сотрудничестве с инженерами BMW выяснили, какие уловки позволяют заменить медь алюминием.

На первый взгляд не совсем понятно, почему медь до сих пор используется в качестве проводника в современных электрических или полуэлектрических транспортных средствах – когда алюминий легче и значительно дешевле. Однако, прежде чем алюминий сможет заменить медь в системах электроснабжения, необходимо решить ряд технологических проблем. При высоких температурах – а в автомобиле есть много мест, где это так, – алюминий проявляет отчетливую ползучесть. Таким образом, нельзя было использовать обычные соединители, так как они со временем ослабнут.

Одна из возможных альтернатив – использование элементов на основе алюминия в кабелях и элементов на основе меди в зонах подключения – также влечет за собой проблемы. Поскольку между медным контактом и алюминиевым кабелем существует высокий электрохимический потенциал, такая проводка будет очень подвержена коррозии. Кроме того, соединение меди с алюминием является довольно сложной задачей с учетом текущего состояния технологий. Чтобы противодействовать вышеупомянутым трудностям, ученые кафедр технологий высокого напряжения и передачи энергии, а также литья и формовки металлов в сотрудничестве с соответствующими отделами BMW Group разработали инновационную концепцию электрических соединений на основе алюминия в проекте LEIKO. .

Кожух из листового металла, который в любом случае является требованием электромагнитной совместимости, повышает механическую стабильность вилки и гарантирует долговременную поддержку контактной нажимной пружины. Поскольку необходимое контактное усилие больше не обеспечивается самими контактными элементами, изначально проблематичное поведение алюминия при ползучести превращается в стабилизирующее контакт и, следовательно, положительное свойство. Это, в свою очередь, также гарантирует постоянное контактное усилие в течение десяти лет.

С этой целью исследователи придумали особую клиновидную геометрию алюминиевых контактов. Ползучесть алюминия теперь приводит к тому, что два контакта со временем сжимаются все ближе и ближе друг к другу, тем самым улучшая электрическое соединение. Более того, постоянное использование алюминиевых сплавов и оригинальное покрытие из драгоценных металлов позволило переместить образование подверженных коррозии местных элементов в менее важные места в системе.

Еще одна проблема, связанная с заменой меди на алюминий, заключается в ее более низкой электропроводности.В частности, в случае бортовых систем большой мощности при строительстве кабельных каналов и вводов необходимо учитывать поперечные сечения кабелей, которые примерно на 60% больше. Ученые обнаружили один положительный момент: поскольку алюминий очень пластичен, стандартные значения для обработки медных кабелей, когда радиусы изгиба устанавливаются в зависимости от диаметра, также могут быть использованы для алюминия.

Чтобы определить долговременное поведение алюминиевых контактов с покрытием даже в суровых условиях, типичных для моторизованных транспортных средств, партнеры по проекту вместе с ведущими поставщиками успешно инициировали дальнейший исследовательский проект.Этот проект, финансируемый Баварским исследовательским фондом (BFS), предоставит доказательства поведения старения и, следовательно, пригодности концепции к 2012 году.

Первоначальные результаты показывают, что замена материала приведет к значительному снижению веса, стоимости и, в конечном итоге, выбросов. «Мы ожидаем, что к 2020 году высоковольтные бортовые системы большинства электромобилей будут основаны на алюминии. Алюминий найдет свое применение и в низковольтных бортовых системах, потому что цена на медь значительно вырастет с увеличением спроса. “, – говорит профессор Удо Линдеманн из Института разработки продуктов в Техническом университете Мюнхена.

Проект находит свое теоретическое отражение в Центре совместных исследований (SFB) 768, Управление циклами в инновационных процессах, финансируемом Немецким исследовательским фондом (DFG). Он направлен на объединение компетенций из информатики, инженерии, экономики и социальных наук, чтобы вместе с партнерами из отрасли изучать проблемы на стыке инновационных процессов. Целью этого исследования является использование междисциплинарной точки зрения для разработки отраслевых решений для работы с динамическими изменениями в среде компании, а также во внутренних процессах компании.

Еще одним аспектом исследования, проведенного в рамках SFB 768, является студенческий проект по разработке тележки с электрическим приводом. Чтобы на собственном опыте испытать разнообразные проблемы управления инновациями, студенты начали со стандартной базовой структуры и прошли весь процесс разработки всех подсистем автомобиля. Результаты проекта LEIKO также интегрированы в студенческий проект – вся бортовая система высокого напряжения выполнена из алюминия.

Результаты будут включены в электромобиль TUM MUTE, который будет представлен на IAA 2011.

Публикация: Langer, S .; Линдеманн, У .: Управление циклами в процессах разработки – анализ и классификация факторов внешнего контекста, на 17-й Международной конференции по инженерному проектированию, М. Н. Бергендаль, М. Гримхеден и Л. Лейфер, ред. Стэнфордский университет, Калифорния, США: Design Society, 2009, стр. 1-539 – 1-550

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

наиболее распространенных видов использования алюминия

Алюминий – третий по содержанию металл в земной коре и третий по распространенности элемент в целом.

Ни один другой металл не может сравниться с алюминием по разнообразию применения. Некоторые варианты использования алюминия могут быть не сразу очевидны; например, знаете ли вы, что алюминий используется при производстве стекла?

Алюминий невероятно популярен, потому что это:

  • Легкий
  • Сильный
  • Устойчив к коррозии
  • прочный
  • Пластичный
  • Ковкий
  • Проводящий
  • Без запаха

Алюминий теоретически подлежит 100% вторичной переработке без потери своих природных свойств.На переработку алюминиевого лома также уходит 5% энергии, чем на то, что используется для производства нового алюминия.

Наиболее распространенное использование алюминия

Наиболее распространенные применения алюминия включают:

  • Транспорт
  • Строительство
  • Электрооборудование
  • Товары народного потребления

Транспорт

Алюминий используется на транспорте из-за непревзойденного соотношения прочности и веса. Его меньший вес означает, что для перемещения транспортного средства требуется меньшее усилие, что приводит к большей топливной экономичности.Хотя алюминий не самый прочный металл, его легирование с другими металлами помогает повысить его прочность. Его коррозионная стойкость – дополнительный бонус, устраняющий необходимость в тяжелых и дорогих антикоррозионных покрытиях.

Хотя автомобильная промышленность по-прежнему в значительной степени полагается на сталь, стремление повысить топливную эффективность и сократить выбросы CO2 привело к гораздо более широкому использованию алюминия. По прогнозам экспертов, к 2025 году среднее содержание алюминия в автомобиле увеличится на 60%.

Поезд Синкансэн E6

Высокоскоростные железнодорожные системы, такие как Синкансэн в Японии и Маглев в Шанхае, также используют алюминий.Металл позволяет конструкторам уменьшить вес поездов, снизив сопротивление трению.

Алюминий также известен как «крылатый металл», потому что он идеален для самолетов; опять же, благодаря легкости, прочности и гибкости. Фактически, алюминий использовался в каркасах дирижаблей Zeppelin еще до того, как были изобретены самолеты. Сегодня в современных самолетах используются алюминиевые сплавы повсюду, от фюзеляжа до приборов кабины. Даже космические корабли, такие как космические шаттлы, содержат от 50% до 90% алюминиевых сплавов в своих частях.

Строительство

Здания из алюминия практически не требуют обслуживания из-за его устойчивости к коррозии. Алюминий также является теплоэффективным, благодаря чему в домах тепло зимой и прохладно летом. Добавьте к этому тот факт, что алюминий имеет приятную отделку и его можно изгибать, резать и приваривать к любой желаемой форме, это дает современным архитекторам неограниченную свободу создавать здания, которые невозможно построить из дерева, пластика или стали.

Лондонский центр водных видов спорта

Первым зданием, в котором широко использовался алюминий, было Эмпайр-стейт-билдинг в Нью-Йорке, построенное в 1931 году.Сегодня алюминий регулярно используется при строительстве многоэтажных домов и мостов. Благодаря меньшему весу алюминия работать с ним проще, быстрее и удобнее. Это также помогает снизить другие расходы. Здание, построенное из стали, потребует более глубокого фундамента из-за дополнительного веса, что приведет к увеличению затрат на строительство.

Известные современные здания из алюминия включают штаб-квартиру Банка Китая в Гонконге и Лондонский центр водных видов спорта Захи Хадид в Лондоне.

Электрооборудование

Несмотря на то, что он имеет всего 63% электропроводности меди, низкая плотность алюминия делает его лучшим вариантом для линий электропередач на большие расстояния. Если бы использовалась медь, опорные конструкции были бы тяжелее, многочисленнее и дороже. Алюминий также более пластичен, чем медь, что значительно упрощает его формирование в виде проволоки. Наконец, его устойчивость к коррозии помогает защитить провода от элементов.

Помимо линий электропередач и кабелей, алюминий используется в двигателях, приборах и энергосистемах.Телевизионные антенны и спутниковые тарелки, даже некоторые светодиодные лампы сделаны из алюминия.

Потребительские товары

Внешний вид алюминия является причиной его частого использования в потребительских товарах.

Смартфоны, планшеты, ноутбуки и телевизоры с плоским экраном производятся из все большего количества алюминия. Благодаря его внешнему виду современные технические устройства выглядят элегантно и утонченно, при этом они легкие и долговечные. Это идеальное сочетание формы и функции, которое имеет решающее значение для потребительских товаров.Все больше и больше алюминий заменяет пластмассовые и стальные компоненты, поскольку он прочнее и жестче, чем пластик, и легче, чем сталь. Он также позволяет быстро рассеивать тепло, предохраняя электронные устройства от перегрева.

Macbook от Apple

Apple использует преимущественно алюминиевые детали в своих iPhone и MacBook. Другие производители высококачественной электроники, такие как производитель аудиотехники Bang & Olufsen, также сильно отдают предпочтение алюминию.

Дизайнерам интерьеров нравится использовать алюминий, так как ему легко придать форму и он великолепно выглядит.Предметы мебели из алюминия включают столы, стулья, лампы, рамы для картин и декоративные панели.

Конечно, фольга на вашей кухне алюминиевая, как и кастрюли и сковороды, которые часто делают из алюминия. Эти алюминиевые изделия хорошо проводят тепло, нетоксичны, устойчивы к ржавчине и легко чистятся.

Алюминиевые банки используются для упаковки продуктов питания и напитков. Coca-Cola и Pepsi используют алюминиевые банки с 1967 года.

Металлические Супермаркеты

Metal Supermarkets – крупнейший в мире поставщик мелкосерийного металла с более чем 100 обычными магазинами в США, Канаде и Великобритании.Мы эксперты по металлу и обеспечиваем качественное обслуживание клиентов и продукцию с 1985 года.

В Metal Supermarkets мы поставляем широкий ассортимент металлов для различных областей применения. В нашем ассортименте: низкоуглеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминий, инструментальная сталь, легированная сталь, латунь, бронза и медь.

У нас в наличии широкий ассортимент форм, включая стержни, трубы, листы, пластины и многое другое. И мы можем разрезать металл в точном соответствии с вашими требованиями.

Посетите одно из наших 100+ офисов по всей Северной Америке сегодня.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *