Почему медь нельзя соединять с алюминием: Почему нельзя соединять медь и алюминий в электропроводке?

Соединение медь + алюминий — в чем проблема?

Нередко даже в случае протягивания новой проводки приходится соединять медные провода с алюминиевыми. Да хотя бы на вводе в дом, ведь подающий провод ЛЭП из алюминия, а значит, подсоединять к нему следует также алюминиевый провод или медный, но с оговорками. Соединять два этих металла напрямую нельзя, и вот почему это происходит. Медь и алюминий – металлы разной активности, у них разная сопротивляемость, различны и прочие их физические свойства. По меди ток движется с наименьшим сопротивлением, а значит, пропускная способность у медных проводов выше. Не только поэтому, но в случае прямой скрутки медных и алюминиевых проводов возникают проблемы.

Что происходит при прямой скрутке

Для начала разберемся с пропускной способностью. Представьте себе, что вы пускаете по трубе произвольного диаметра воду. Давайте постепенно начнем наращивать давление воды. Рано или поздно наступит момент, когда пропускной способности трубы не хватит, давление в ней начнет нарастать, и она лопнет. Почти это же происходит и в проводе. Повышенное сопротивление в алюминии заставит его греться, если он будет скручен с медным проводом того же сечения. Но самое главное происходит именно в месте скрутки.

Химические особенности металлов

Вступая в реакцию с кислородом воздуха и влагой, металлы, как известно, начинают окисляться. Скорость окисления и свойства оксидной пленки у них различны. В случае с медью процесс этот протекает достаточно медленно, а оксидная пленка обладает хорошей проводимостью тока. А вот на алюминии оксидная пленка появляется в разы быстрее, причем она очень плохо проводит ток. В результате на скрутке создается зона повышенного или активного переходного сопротивления, почти, как в спирали вашего домашнего электрического чайника или утюга. Происходит усиленный нагрев. Но это еще не все.

Некоторые физические свойства металлов

Также всем хорошо известно о линейных расширениях металлов. У меди и алюминия они различны. Дали нагрузку – скрутка нагрелась, провода расширились неравномерно, сняли нагрузку – произошло сужение, скрутка ослабла. Очень быстро плотность скрутки утрачивается – начинает искрить! Это самый опасный момент, когда высокие температуры в совокупности с искрением становятся причиной пожара.

Как избежать проблем?

Несколько простых правил:

• Обращайтесь к профессионалам, заказывая услуги электромонтажа – они точно все сделают правильно, даже если нужно будет соединять медные и алюминиевые провода
• Используйте переходные металлы или специальные соединители – обычный металлический болт, три шайбы и гайка – вот вам и примитивный способ соединения через металл. Но на рынке электрооборудования масса различных соединителей на клеммах, которые специально для этого предназначены, есть и переходные пластины
• Лужение – если под рукой только паяльник и припой – вперед, лудите медный провод (с алюминиевым проводом это не выйдет, да уже и не нужно будет)
• Смазки – дополнительно применяйте специальные смазки, которые не дают металлам окисляться
• Правильно рассчитывайте нагрузки – в любом случае жила алюминиевого провода должна быть большего сечения, чем медного. В противном случае алюминиевый участок будет греться

 

Приобрести все специальные соединители и смазки можно в магазинах электрооборудования, а у специалистов они и так имеются всегда. И последний совет – не стоит экономить. Пусть лучше вся проводка будет из медных проводов, хоть это и обойдется дороже. Но зато сделаете один раз и забудете о проблемах. Тем более, что компании, оказывающие услуги электромонтажа, предлагают материалы по максимально выгодным ценам, которых вы не увидите в магазинах.

медь с алюминием | Советы электрика

16 Апр 2012 Советы специалиста

Очень часто в старых домах приходится при ремонте электропроводки соединять алюминиевые провода старой проводки с медными— вновь проложенными.

Кто незнаком с этой темой и делает ремонт своими руками- просто тупо скручивают их между собой и закрывают в распредкоробке, не понимая какую головную боль они себе приобретут в дальнейшем…

С этой темой- соединение меди с алюминием- сталкиваются не отлько при монтаже внутренней электропроводки, но и при замене ввода в дом

Дело в том, что провода воздушной линии (ВЛ)- алюминиевые и если вы делаете вводной кабель медный, то просто так накрутить на алюминиевый провод жилу кабеля- нельзя!

А ведь делают же! Сколько раз сам видел… А потом удивляются- “Почему это у меня свет в доме моргает?!”

Да, действительно, а почему? А вот из-за чего.

Немного химии.  Алюминий- очень активный метал, попробуйте его спаять простым методом как медный провод, ничего не получится.

Алюминий активно реагирует на воздух, вернее даже не на сам воздух, а на влагу в воздухе, быстро образуя на своей поверхности тонкую пленку окиси.

Эта пленка оказывает высокое сопротивление электрическому току- появляется так называемое “переходное сопротивление” в месте соединения проводов.

Но медный провод тоже окисляется, однако не так сильно и интенсивно как алюминий и пленка окиси на поверхности меди оказывает гораздо меньшее сопротивление протеканию тока.

Получается что при соединении медного и алюминиевого провода они контактируют своими оксидными пленками.

Так же у этих двух металлов разное линейное расширение, поэтому при изменении температуры в помещении или величины тока, протекающего через скрутку медь-алюминий контакт между ними со временем ослабевает.

Переходное сопротивление в скрутке итак “тормозило” электрический ток, да еще ослабление контакта еще более увеличивало величину переходного сопротивления.

Это приводит к тому, что скрутка начинает греться, чем дальше- тем больше, греется изоляция провода. разрушается от нагрева  даже может загореть.

Сами знаете сколько домов сгорело из-за неисправностей в электропроводке и зачастую виновато в этом именно переходное сопротивление или плохой контакт.

Кстати о переходном сопротивлении.

Это активное сопротивление, то есть вся мощность на нем на 100% преобразуется в теплоту, ну как в утюге например)))

Что бы понять что это такое- представтье что два провода соединены между собой нихромовой проволокой и по ним протекает электрический ток, который раскаляет нихром докрасна.

Вот внутри скрутки медного и алюминиевого провода и находится такая раскаленная докрасна нихромовая нить. А оно вам надо?!

Запомните- переходное сопротивление- аналог раскаленной нихромовой нити.

Так,  химии достаточно. Теперь как выйти из положения если надо соединить медный провод с алюминиевым.

Тут суть вот в чем: главное что бы эти два металла не соприкасались между собой. Между ними должен быть нейтральный по отношению к ним материал, естественно токопроводящий.

Это может быть свинцовый припой, дюралюминий,сталь, нержавейка, покрытие из хрома.

Кстати интересно- нельзя: цинк, углерод (графит) и серебро с золотом и платиной.

Хотя я себе не представляю кто может себе позволить такое удовольствие- соединять медь с алюминием через платину)))

В такм случае если денег море- лучше совсем провода полностью из платины сделать, потери напряжения исчезнут напрочь)))

Итак, соединяем медь с алюминием:

-С помощью клемных зажимов;

-Болтовое соединение через шайбы

-Слой из нейтрального материала

Клемные зажимы- это ответвительные сжимы (так называемые “орехи”), wago, клемники в изоляции и т.п.

 

Ну болтовое соединение итак понятно- делается петля на проводе, вставляется болт, а между медью и алюминием- стальные шайбы.

Такое соединение гораздо надежнее всех клемников и зажимов, единственный минус- большие габариты, в распредкоробке много метса занимают.

Я так сам делал например на вводе в дом- когда надо было соединить медный кабель с алюминиевым вводом от ВЛ. Да еще кабель был четырехжильным, а сеть- 220.

Тогда сделал на фазу и ноль по две жилы кабеля, соединил через болтовое соединение с обрезком алюминиевого провода, и уже этот обрезок был подключен энергетиками на ввод.

Уже второй год прошел- замечаний нет))) Это при наличии электроплиты в доме и всего прочего- электротитан, чайник, утюг, микроволновка и т.д.

Сейчас про слой из нейтрального материала. Я имею ввиду- свинцово-оловянный припой.

Как это делается покажу на фото:

Это хороший выход из положения когда нет под рукой зажимов или не хочется их использовать, а болтовое соединение не помещается в коробку.

Тогда надо покрыть медный провод припоем и сделать скрутку с алюминием- соединение будет надежным! Хотя и по ПУЭ- неправильным…

Там требуется или пайка-сварка или клемники-болты, чистая скрутка по ПУЭ- вне закона…

Хотя я лично однажды вскрыл распредкоробку освещения в старом доме- там с выключателя медный провод шел, а на лампочку- алюминиевый. Скрутка была чисто медь с алюминием без вских клемников, припоя и т.д.

Так состояние- как будто только что скрутили!

Все чистенько, никакого окисла и подгара. Я думаю это потому, что в квартире было всегда сухо и к тому же распредкоробка была наглухо запечатана в стене- то есть воздух в нее не проникал.

А поэтому и алюминий не окислялся и к тому же нагрузка на скрутку была минимальная- всего одна лампочка подцеплена.

Поэтому если через соединение медь-алюминий будет проходить большой ток, то лучше сделать болтовое соединение как самое простое, посложнее- пайка.

А вот ваговский зажим в таком случае я бы не рекомендовал использовать, лучше другие клемники где провода хотя бы винтом зажимаются.

Итак, сейчас вы знаете как соединять медный провод с алюминиевым и если вам придется это делать- уверен, вы сделаете правильный выбор!

Качественное алюминиевое остекление балконов не дорого.

Узнайте первым о новых материалах сайта!

Просто заполни форму:

 

Теги: медь с алюминием, соединение проводов

Как правильно соединять алюминиевый и медный провод | Энергофиксик

Здравствуйте уважаемые гости и подписчики моего канала. Выполняя мелкий ремонт у себя дома, мы часто сталкиваемся с необходимостью заменить розетку или же выключатель, а иногда нам нужно ее перенести. В таком случае чаше всего наращивают старую проводку.

И хорошо, если она у вас полностью медная, тогда проблем не возникнет. А вот что делать, если у вас старая проводка алюминиевая и как грамотно и самое главное безопасно соединить медь с алюминием. Вот про это я сейчас вам подробно расскажу.

Как нельзя соединять алюминий с медью и почему

Сначала скажу, как нельзя делать соединения. Так вот просто взять да и скрутить два провода из разного металла категорически запрещено. И на это есть сразу несколько веских причин, которые при этом тесно взаимосвязаны, а именно:

Соединять алюминий и медь нельзя, потому что они образуют гальваническую пару, и если такая скрутка будет выполнена в достаточно влажном месте, то влага выступит в роли электролита и станет развиваться электрохимическая коррозия, которая разрушит соединение.

Казалось бы все просто, делаем скрутку в сухом месте и ничего не случится. Делаем просто надежный контакт (сильно скручиваем алюминий и медь) и порядок.

Но и тут есть свой подвох. Дело в том, что алюминий довольно мягкий металл и если вы через какое-то время осмотрите скрутку медного провода с алюминиевым, то заметите что алюминий «поплыл». Медь практически не обладает упругостью, и она не восстановит силу прижима, а контакт ослабнет.

А теперь вспомним, что алюминий очень активный металл, и при контакте с кислородом на его поверхности образуется оксидная пленка, которая обладает изоляционными свойствами.

Так как наш контакт ослаб, то между жилами образовались микроскопические пустоты, которые заполнит кислород, который вступит в реакцию с алюминием и создаст пленку, а значит в месте контакта начнет повышаться переходное сопротивление.

Так при нагрузках такая скрутка будет греться и за счет цикла нагрев — остывание скрутка начнет ослабляться, а в местах ослабления еще быстрее будет образовываться пленка. Таким образом с течением времени контакт хуже, нагрев сильнее, что может привести к короткому замыканию и даже пожару.

Ну а теперь давайте перейдем к правильным вариантам соединения алюминиевых и медных проводов.

Способы правильного соединения

Итак, существуют несколько вариантов правильного соединения алюминиевых и медных проводов, и начну я с самого простого.

Ваго клеммник

Самым быстрым и простым вариантом соединения является использование WAGO клеммников. Главным преимуществом такого варианта является быстрота и простота соединения. Ведь достаточно просто зачистить провода, вставить их в гнезда и защелкнуть соединитель.

Так же для соединения алюминиевых проводов есть модификации со специальной пастой, которая не дает алюминию окисляться и таким образом снижается переходное сопротивление, а значит нагрева не будет по этой причине.

Кроме этого вы можете даже соединить таким клеммником одножильный алюминиевый провод с многожильным медным. Главное условие — правильно подбирайте саму клемму, чтобы ее характеристики соответствовали соединяемым проводникам.

Все просто и удобно. Но в таком варианте есть несколько минусов, а именно:

• Относительным минусом я могу назвать просто огромное количество подделок на рынке. Из-за чего действительно качественный ваго-клеммник найти очень тяжело.
• Второй недостаток вытекает из первого и звучит так: Лучше всего использовать WAGO для освещения и не соединять с помощью них силовые цепи.
• Такой вариант соединения проводов нельзя прятать в штукатурку. Так как по правилам вам необходимо регулярно (раз в полгода осматривать соединение).
• Еще одним условным недостатком можно считать габариты изделия. Оно конечно сведено к минимуму в специальных сериях.

Теперь перейдем к следующему виду надежного соединения алюминиевых и медных проводов.

Переходные клеммники

Данный вариант соединения лишен недостатков вышеописанного варианта соединения, но и при этом способе есть свои некоторые нюансы:

• Соединить таким способом жилы разного сечения будет очень сложно и в некоторых случаях невозможно.
• Соединение нужно регулярно обслуживать и хотя бы раз в полгода протягивать болтовое соединение. Иначе из-за плохого контакта место соединения будет нагреваться, произойдет оплавление изоляции, короткое замыкание и даже возможен пожар.

В остальном это очень надежный вариант соединения без минусов.

Соединение под болт

Такой вариант соединения так же можно назвать надежным, но лично мне он не нравится и вот по каким причинам:

1. Соединение сильно громоздкое и его практически невозможно аккуратно спрятать в коробке.
2. Достаточно высокое переходное сопротивление. Несмотря на то, что соединение получается надежным, при нагрузках оно все равно начинает немного нагреваться.

В остальном надежное соединение, но больше подойдет как «времянка» где-нибудь в сарае, но не в доме или квартире.

Ну а теперь я расскажу про самое надежное соединение

Соединительные гильзы

Самым надежным и долговечным соединением является специальная алюмо-медная соединительная гильза. Она с одного конца медная, а с другого алюминиевая (так же подойдут луженые гильзы).

У такого варианта соединения есть только один недостаток: вам нужно иметь специальные обжимные клещи. Все, в остальном это соединение самое надежное и его можно смело прятать в стену не опасаясь, что со временем место соединения ослабнет и начнет греться.

Это все варианты правильного соединения алюминиевых проводов и медных. Когда мне необходимо «нарастить» проводку и соединить медь с алюминием, то в цепях освещения я применяю ваго-разъемы, а в силовых цепях (розетки) только обжимные клеммы.

Вас же я прошу написать свое мнение в комментариях. А также если понравился материал, то оцените его лайком и поделитесь материалом в своих соц.сетях. Спасибо, что прочитали до конца.

Как сделать правильное соединение медь-алюминий

Для электропроводки в квартире в настоящее время господствует повсеместное применение медных проводов. Сегодня можно встретить алюминиевую электропроводку только в тех местах, где нет выбора кабельной продукции или в условиях дефицита бюджета. Ведь еще каких-то 10-15 лет назад все новые дома сдавались с алюминиевыми проводами и медь использовали только прагматичные состоятельные люди и, разве что, эстеты. Во время самостоятельного ремонта квартиры, в доме старого жилого фонда у вас может появиться задача правильного соединения медных и алюминиевых проводов

.

Что же особенного в соединении медных и алюминиевых проводников между собой? И какие подводные камни могут встретиться на этом пути? Казалось бы, что за проблема? Соединять как обычно и не забивать себе голову. Однако, с такими соединениями все не так просто. Все правила категорически ЗАПРЕЩАЮТ непосредственный контакт медных и алюминиевых проводов.

Почему нельзя обычным способом соединять медь и алюминий

Проблема кроется в свойствах этих металлов. Алюминий является более активным металлом нежели медь. В результате чего на поверхности алюминия в нормальных условиях в быстрое время образуется оксидная пленка. Эта пленка имеет худшие электопроводные свойства в отличие от чистого алюминия. В связи с этим, электрический контакт становится хуже, по сравнению с медью, оксидная пленка на которой практически не сказывается на качестве контакта. Проявляется явление электрохимической несовместимости металлов.

Получается что при соединении медных и алюминиевых проводов, электрический контакт происходит между их оксидными пленками. Контакт получается некачественный, который будет нагреваться со всеми вытекающими последствиями. При попадании влаги начинается процесс электролиза, который разрушает контакт и превращает соединение в потенциальный источник пожара. При таком контакте первым разрушается алюминий, при ежедневном нагреве и остывании появляются трещины и раковины, под воздействием влаги соединение покрывается окислами, солями, изоляция также начинает разрушаться, образуются токопроводящая копоть и со временем контакт нарушается или приводит к пожару. Сухой контакт будет разрушаться медленно, годами, а при попадании влаги, может произойти авария за считанные недели даже при незначительных токах.

В истории были прецеденты, когда медно-алюминивые соединения спокойно исправно служили свою службу, но такие примеры скорее исключения, чем правило. Такое возможно при парниковых условиях эксплуатации и незначительных токах.

Как правильно соединять медные и алюминиевые проводники

Что же делать когда соединять разнородные металлы действительно нужно? Остается только два пути: соединять через другой металл или устранять образование разрушающей оксидной пленки. В первом случае используются самые различные соединители:

• клеммные колодки без непосредственного соприкосновения разнородных проводников,
• защитный слой из третьего металла
• шайбы
• специальные наконечники.

Для соединения меди и алюминия используются специальные пасты, которые и защищают контакт от окисления и попадания влаги, препятствуют последующему разрушению контакта.

Если для дружбы этих двух металлов нужен третий, то можно один из них залудить. Например луженый медный многожильный провод прекрасно выполнит поставленную задачу при соединении с одножильным алюминиевым.

Для конкретной задачи подключения к алюминиевому стояку в подъездном щитке используются ответвительные зажимы (сжимы) с проколами или без, так называемые «орешки». В них есть промежуточная пластина исключающая непосредственный контакт. Есть экземпляры как с пастой, так и без нее. Для более бытовых задач можно использовать клеммные колодки с перегородками или разными гнездами для проводников из меди и алюминия. Можно даже использовать обычное болтовое соединение, главное не забыть проложить между медным и алюминиевым проводом шайбу, оцинкованную или из нержавейки.

Удачно сочетают в себе нужные нам свойства — клеммы Wago. У них отдельные зажимы для каждого провода и специальные пасты для соединения с алюминиевыми проводами. Такие клеммы Wago отличаются от чисто медных клемм цветом — они серо-черные. Для применения в домашних условиях, при ремонте старой электропроводки, рекомендуем вам присмотреться именно к ним.

Если все же придется решать задачу соединения медного и алюминиевого проводов, ни в коем случае не заделывайте на глухо место соединения, например, в стену. Оставляйте такой контакт под присмотром или обеспечьте доступ для профилактического подтягивания контакта или аварийного ремонта, иначе придется ломать стену и переклеивать обои.

Соединение алюминиевого и медного проводов при устройстве новой или ремонте старой электропроводки дело хлопотное и очень ответственное. Соблюдая нехитрые правила можно с блеском решить поставленную задачу.

Читайте также

Монтаж F разъема на кабель
Электроустановочные изделия. Критерии отбора
Как купить хорошие розетки и выключатели
Конструкция хорошей розетки

как лучше и грамотнее соединять изделия из алюминия и меди

Ремонтируя электропроводку в старых домах, можно столкнуться с ситуацией, когда менять приходится большие участки проводки. Однако в большинстве случаев старая проводка сделана из алюминия, а для замены в вашем распоряжении есть лишь медный провод. Вообще, соединять проводники из столь разных материалов строго запрещается, но бывает, что другого выхода просто нет. Рассмотрим, как все же соединить алюминиевый и медный провод так, чтобы не возникло короткого замыкания или пожара.

Почему нельзя соединять медь и алюминий

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.

Рекомендуемые способы

Рассмотрим несколько способов, как соединить алюминиевый и медный провод. Эти способы помогут успешно справиться с непростым делом.

Скрутка

Является самым простым способом смонтировать провода. Он не требует особых знаний и квалификации. Однако, является не самым надежным способом соединения. Из-за температурных колебаний металл расширяется. В результате чего между проводниками образуется зазор, увеличивающий сопротивление. Спустя некоторое время контакт окисляется и разрушается.

Конечно, это не произойдет в течение года, но если соединение должно профункционировать длительное время, то стоит подумать о других способах скрепления.

Сам принцип крепежа методом скрутки заключается в том, чтобы оба проводника обвивали друг друга. Для более качественного соединения медный кабель залуживают припоем. Многожильный медный провод придется залудить в обязательном порядке.

Резьбовое соединение

Для соединения меди и алюминия этим способом понадобиться пара простых шайб, одна пружинная шайба, винт и гайка. Этот метод очень надежен — контакт между проводниками будет обеспечен на многие годы. Для этого крепления неважно ни сечение провода, ни его тип — многожильный или одножильный.

С конца провода снимается изоляция. Пружинную шайбу надевают на винт, затем надевается обычная шайба, потом колечко провода алюминия. Его подпирает простая шайба. После чего надевается медный проводник, а затем на винт накручивается гайка. Она крепко сжимает все соединение.

Многожильный кабель перед соединением нужно обязательно пролудить припоем.

Соединение с помощью клеммной колодки

Это современный метод монтирования проводов. Хотя он немного проигрывает в надежности резьбовому способу соединения, метод имеет свои плюсы:

• соединение можно сделать очень быстро;
• при соединении можно обойтись небольшим запасом провода.

Последнее поясним, случается, что из стены или потолка торчит небольшой отрезок кабеля. Сделать скрутку невозможно — провода очень мало. Да и сделанная на потолке скрутка просуществует недолго, через какое-то времени провода просто обломятся. А клеммная колодка будет долго держать винтами оба проводника. Потом колодка полностью исключает соприкосновение двух зачищенных проводников.

Монтаж выполняется так: зачищенный от изоляции конец провода (около 5 мм.) вставляется в клеммное отверстие колодки, после чего закручивается стопорный винт.

Клеммную колодку нельзя прятать в штукатурку или в стену без распределительной коробки.

Плоско-пружинный зажим и клеммная колодка

Появился этот метод не так давно. Существует два вида такого соединения: одноразовое и многоразовое. Для последнего соединения в клеммной колодке существует специальный рычаг. Благодаря ему провод можно вставлять и вынимать несколько раз. Клеммные колодки такого типа успешно могут соединить медные и алюминиевые многожильные провода различных видов.

Широко применяются для установки люстр и соединения проводов в распределительных коробках. Требуется некоторое усилие, чтобы вставить провод в отверстие клеммной колодки. Чтобы вытащить проводник потребуется приложить еще больше усилий. Для практического применения лучше пользоваться многоразовыми моделями. В случае ошибки соединение можно быстро переделать.

Выполнить такой монтаж очень просто. Вначале с кабеля снимается изоляция (примерно 10 мм.). Потом на многоразовом клеммнике нужно поднять рычажок, вставить провод, а затем вернуть рычажок в первоначальное положение. Все просто!

Заклепка

По надежности не уступает резьбовому соединению и имеет свои преимущества и недостатки:

• устанавливается такое соединение очень быстро;
• оно очень прочное, надежное и доступное по цене;
• однако, в отличие от резьбового крепежа, это соединение одноразовое.

Монтаж производится с помощью специального инструмента — заклепочника. На заклепку надевается алюминиевый провод, затем пружинная гайка, после чего медный провод и плоская шайба. Потом в ход идет заклепочник и соединение готово.

Стоит упомянуть, что участок соединения нужно обязательно изолировать.

Пайка

Возможна ли пайка проводников, изготовленных из различных материалов? Вполне возможна, если соблюсти определенные условия.

С пайкой меди проблем не возникнет, в отличие от алюминия. На поверхности этого металла образуется амальгама, проявляющая удивительную стойкость в химическом плане. То есть припой не может приклеиться к ней. Это явление часто вызывает удивление у начинающих электриков.

Чтобы спаять два разных проводника следует запастись раствором медного купороса, батарейкой «Крона» и кусочком медной проволоки. На алюминиевом проводе аккуратно зачищается будущее место пайки. Затем на это место капают раствором медного купороса.

Медную проволоку подсоединяют к положительному полюсу батареи «Крона» и опускают в медный купорос. К отрицательному полюсу батареи подсоединяется алюминиевый проводник. Спустя время на алюминии осядет слой меди, на который без всяких проблем можно припаять нужный провод.

Заключение

Еще раз стоит отметить, что любое соединение проводов должно быть заизолировано.

Можно разместить соединения в специальных распределительных коробках.

Если соединение планируется делать собственными руками, то не стоит прибегать к методу пайки. Он требует определенного опыта и квалификации. Лучше использовать другой из вышеперечисленных способов соединения алюминиевого и медного проводника.

Наиболее доступные и распространенные методы были рассмотрены в статье. Однако, при отсутствии опыта проведения таких работ, лучше обратиться к профессионалам.

Соединяем медный и алюминиевый провода: как правильно?

Почему нельзя скручивать медный и алюминиевый провод?

При их перемещениях металл разрушается, образуются раковины и пустоты. Особенно это касается алюминия. Ну, а там где есть пустоты и раковины, там уже нельзя иметь надежный электрический контакт. … Медь и алюминий между собой соединять нельзя, так как они несовместимы.

Можно ли соединять медь и алюминий?

Электрохимическая коррозия 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.

Как соединить алюминиевые провода между собой?

Способы соединения алюминиевых проводов Как мы уже говорили выше, алюминиевые провода можно соединить четырьмя основными способами – это винтовые или болтовые сжимы, прессовка, сварка и пайка.

Как называется сплав меди и алюминия?

Характерными упрочняемыми сплавами являются дюралюминии — сплавы алюминия с медью, которые содержат постоянные примеси кремния и железа и могут быть легированы магнием и марганцем. Количество меди в них находится в пределах 2.2-7 %. … Термическая обработка дюралюминия состоит из двух этапов.

Почему нельзя скручивать провода?

Дело в том, что соединять медные и алюминиевые провода скруткой ни в коем случае нельзя. Причин тому несколько. Основная — это проблема окисления алюминиевого провода в контакте с медным — образуется гальваническая пара, которая медленно но верно разрушает соединение.

Можно ли соединять медь и алюминий в проводке?

Максимально надежное соединение медного и алюминиевого проводников получится, если медный провод предварительно залудить припоем. На правой фотографии скрутка медного и алюминиевого проводов выполнена правильно. Соединять провода можно разного диаметра, многожильный провод с одножильным проводом.

Как нарастить алюминиевый провод в розетке?

Для того чтобы удлинить провод в розетке нужно просто соединить «огрызок» старого провода, который торчит из стены или подрозетника с новым больше длины. Иначе нужно прокладывать новый провод от распределительной коробки той, длины которая вам нужна – но это, согласитесь, затратно и глупо в большинстве случаев.

Как соединить алюминиевые провода в распределительной коробке?

Для того чтобы соединить два провода между собой в распределительной коробке, необходимо тщательно зачистить их концы,скрутить и окунуть в расплавленный припой. Далее жилы необходимо погрузить в паяльную ванну. После этого они должны остыть и, в конце концов, заизолироваться с помощью кембрика либо изоленты.

Можно ли паять алюминиевые провода?

Паять алюминиевые провода в распределительной коробке можно, пользуясь паяльником или газовой горелкой. Применять паяльник сложнее из-за невозможности точно осуществить нагрев до необходимой температуры. А для алюминия перегрев так же неприемлем, как и недогрев.

Чем соединить силовой кабель?

Электропровода 20 и 35 кВ соединяются муфтами (фитингами), имеющими латунные корпуса. Кабели U до 1 кВ соединяются с помощью чугунного фитинга, заливаемого стеклопластиком или битумом. В случае применения фитинга без заводских корпусов компаунд заливается в съемные пластиковые или металлические формы.

Как соединить обрыв провода в стене?

Порядок устранения обрыва скрытого кабеля

1. Развести в стороны концы оборванного кабеля.
2. С помощью перфоратора и специальной коронки просверлить в стене углубление. …
3. Вставить коробку в отверстие и зафиксировать ее там алебастром, а затем поместить в нее кабели.
4. Соединить и заизолировать поврежденные провода.

Можно ли паять алюминий?

Однако основная проблема, возникающая у любителей при работе с алюминием, это его пайка. Просто так алюминий не паяется. Поскольку алюминий очень хорошо проводит тепло, паяльник лучше брать мощный 60-100 Вт. …

Как правильно соединить между собой алюминий и медь

Здравствуйте дорогие посетители. Все мы с вами периодически выполняем мелкий ремонт дома и довольно часто приходится сталкиваться с ситуацией, когда нужно или перенести розетку, или же изменить положение выключателя. При таком раскладе чаще всего прибегают к наращиванию старой проводки.

И отлично если у вас уже во всем доме уложены именно медные провода, тогда процесс наращивания произойдет без лишних хлопот. А вот как поступить, если у вас старая алюминиевая проводка и полностью ее заменить не предоставляется никакой возможности. Вот в этом материале и пойдет речь о том как правильно соединять между собой алюминий и медь.

Как нельзя соединять алюминий с медью

Но прежде чем перейти к правильным методам соединения стоит рассказать о том, как делать категорически нельзя. Итак, просто взять и скрутить алюминиевый провод с медным нельзя. И на это есть сразу несколько важных причин, которые тесно переплетены между собой.

• Соединение алюминия и меди недопустимо между собой потому, что эти два металла образуют так называемую гальваническую пару. И если такая скрутка будет находиться во влажной среде, то влага выступит в роли электролита, и будет развиваться электрохимическая коррозия, оная просто разрушит соединение.

И тут вроде все просто – делаем скрутку в сухом месте и все на этом. Но и здесь присутствует своя тонкость. А все дело в том, что алюминий сам по себе довольно мягкий материал и если вы через какое то время осмотрите скрутку меди с алюминием, то можете увидеть что алюминий «поплыл». При этом медь практически не обладает упругостью, а это значит что в скрутке с «поплывшим» алюминием ослабнет, будет ослаблен контакт.

Плохой контакт вызовет повышение переходного сопротивления, которое в свою очередь будет разогревать контакт. И с каждым нагревом и остыванием места соединения контакт будет ослабевать и еще больше увеличивать переходное сопротивление, что еще увеличит разогрев.

В конечном итоге это может привести к разрушению и даже к возгоранию. Ну а теперь перейдем к разрешенным методам соединения алюминия с медью.

Как правильно соединять алюминий и медь

Есть сразу несколько вариантов правильного соединения алюминия и меди между собой, и хочется начать с самого простого варианта

WAGO клеммник

С помощью клеммников WAGO можно сделать надежное и качественное соединение буквально за пару минут. Ведь достаточно просто зачистить провода на нужную длину вставить их в специальные гнезда и защелкнуть соединитель.

Кроме этого существуют клеммики WAGO со специальным наполнителем (пастой) который не дает окисляться проводам и таким образом не дает повышаться переходному сопротивлению.

Главное условие это правильно подобрать саму клемму, чтобы ее характеристики соответствовали соединяемым проводам.

Но у этого метода есть несколько недостатков:

• Условным минусом можно назвать просто огромное количество подделок WAGO. По этой причине найти качественный клеммник непростая задача.
• Второй минус связан с первым. Так как много неоригинальных клемминков то лучше всего максимально обезопасить себя и использовать их только на незагруженных линиях, например, на освещении.
• Так же по правилам такое соединение нельзя замуровывать в стену, так как нужно периодически (не реже чем раз в полгода) выполнять проверку соединения.

Сейчас расскажем про еще один надежный метод соединения меди с алюминием

Переходные клеммники

У такого способа соединения так же есть как свои преимущества так и недостатки.

Соединить с помощью переходных клеммников жилы разного сечения будет несколько проблематично.

Такое соединение так же нуждается в регулярном обслуживании. Так нужно хотя бы раз в полгода протягивать болтовое соединение. Иначе по причине ослабления контакта увеличится переходное сопротивление, которое увеличит нагрев и в конечном итоге приведет к разрушению соединения и даже пожару.

В остальном надежное соединение без существенных минусов.

Соединение под болт

Такой вариант соединения имеет право на жизнь, но является по большому счету временным вариантом, когда по какой либо причине невозможно выполнить другие виды соединения.

Ну а теперь расскажем про самое надежное и по всем параметрам долговечное соединение.

Соединение алюминия и меди с помощью гильз

Итак, наиболее надежным и долговечным соединением является соединение с помощью алюмо-медных или же луженых гильз.

У данного способа соединения есть только один недостаток. Для его реализации нужны специальные обжимные клещи. В остальном это надежное и долговечное соединение, которое не требует периодического обслуживания. Оно не ослабнет и не начнет с течением времени греться

 

Это все варианты правильного соединения алюминия и меди между собой. Подводя итог можно сделать вывод, что если вам нужно сделать соединение в цепях освещения, то идеально подойдут клеммники WAGO, если же нужно соединить алюминий и медь в розеточной линии, то лучше воспользоваться обжимом.

Понравился материал, тогда делимся материалом в своих любимых социальных сетях, пишем комментарий и подписываемся. Спасибо за внимание!

Поделиться ссылкой:

Гальваническая совместимость алюминия и меди

«Образование, алоха и развлечения… с 1989 года»

Понедельник, 07.02.22, и ваши вопросы или ответы приветствуются.
Звоните прямо сейчас! (сайт без регистрации)

——

Текущий вопрос:

---

24 сентября 2021 г.

Я собираюсь создать несколько картин маслом на больших тонких листах меди и пытаюсь придумать решение, позволяющее сделать листы достаточно прочными для рисования (и прикрепить проволоку для подвешивания).

---

2001

В. Я также думаю о том, чтобы соединить медь и алюминий, на этот раз в антенной установке. Каждый комментарий выше я могу понять и понять, пока У. Карл Эриксон не о серебре.

Единственные гальванические таблицы, которые я могу найти, относятся к коррозии в морской воде, но они по-прежнему ранжируют металлы от наиболее анодных до наиболее катодных. Например: www.eaa1000.av.org/techncl/corrosion/galvanic.htm

На этой странице автор перечисляет некоторые правила проектирования, в том числе необходимость иметь низкое отношение C/A (следствие IV).

---

2004 г.

A. Взгляните на эту ссылку www.corrosionsource.com/handbook/galv_series.htm, чтобы увидеть гальваническую серию. При использовании стандартного водородного электрода разница между медью и алюминием составляет -0,50 В.

Несмотря на все ответы здесь. Коррозия алюминия/меди довольно сложна. Почему? Поскольку алюминий имеет оксид на поверхности, стабильность оксида определяет его характеристики. Гальванический ряд не всегда предсказывает реакцию в абсолютном выражении, поскольку нам нужно будет учитывать площадь двух металлов.

---

22 июня 2010 г.

В. Привет! Меня интересует эта тема, так как я собираюсь соединить медную трубу с алюминиевой частью (резьбовое соединение, ниппель на алюминии с крокс-гайкой для медной трубы или аналогичный). Вода, протекающая через систему, является чистой (питьевой). Есть ли проблема с этим суставом? Поможет ли мне вставить между ними отрезок трубы из ПВХ?

Все змеевики теплопередачи по всему миру построены с алюминиевым оребрением, механически прикрепленным к медной трубе, и все они очень хорошо работают в течение многих лет на крышах и в различных средах, без коррозии.

---

7 марта 2013 г.

A. Привет, Роберт. Ваше понимание явления может быть глубже моего, и я могу неправильно понять вопрос, но я бы сказал «нет».

Начнем с одного металла, не связанного ни с каким другим металлом. Он состоит из атомов с положительно заряженными ядрами (хорошо, «ядрами», мисс Крабэппл), которые окружены электронами, уравновешивающими заряды, и все в порядке. Затем, допустим, эти атомы подвергаются воздействию коррозионной среды (похититель электронов).Агрессивная среда крадет электрон. Теперь этот атом больше не атом, а положительно заряженный ион в поисках электрона; поэтому он растворяется в среде в поисках электрона, чтобы уравновесить его. Итак, что на самом деле вызывает коррозию, так это потеря электронов из металла.

Металлы обладают электропроводностью, т. е. электроны могут перемещаться по ним из одного места в другое так же, как по проводу. Таким образом, если два разных металла каким-либо образом механически соединены без электрического изолятора между ними, электроны могут проходить через них.

Теперь возьмите кусок двух разных металлов, соединенных вместе, и подвергните их воздействию агрессивной среды, которая крадет электроны. Гальваническая защита/коррозия происходит следующим образом: когда у более благородного металла (в данном случае у меди) коррозионный раствор украл у него электрон, он имеет большее сродство к электронам, чем неблагородный металл, и немедленно крадет электрон у неблагородный металл (в данном случае алюминий).

---

16 июня 2013 г.

А.

---

---

16 июня 2014 г.

В. У меня есть связанный с этим вопрос. Мы изучаем использование меди в бытовых приборах. У меня есть толстая медная пластина (чистота 99,9%) и я ставлю на нее алюминиевую кастрюлю. Когда я нагрел пластину (газовое пламя ниже), мы получили чешуйчатое черное окисление на поверхности меди, где соприкасались два металла. Также потребовалось больше времени для закипания воды (по сравнению с обычной чугунной плитой). Однако медь должна иметь более высокую теплопроводность. Так как же он мог закипеть медленнее? Мы думаем, что между ними возникла гальваническая реакция, а черное окисление действовало как изолятор и замедляло передачу тепла.

---

август 2014 г.

А. Привет Ганс. Нет, мне это не кажется правдоподобным. Гальваническая коррозия включает два электрических пути: металлический путь, по которому могут течь электроны, и ионный путь (жидкость), по которому могут течь ионы. Если одного пути не существует (в данном случае жидкостного пути), я не думаю, что у вас может быть гальваническая коррозия.

Гальваническая коррозия, конечно, не единственный возможный вид коррозии.

С уважением,

Тед Муни, ЧП
Стремление жить Алоха
отделка.

---

август 2014 г.

А. Привет, Карлос. Гальваническая коррозия обычно не является проблемой в благоприятной среде, в которой обычно находятся электронные устройства. Я не совсем знаком с этой проводящей лентой, но я полагаю, что клей является проводящим, поскольку голый алюминий не будет должным образом служить контактной поверхностью. этот тип. Что происходит, когда батареи необходимо заменить, если один их конец заклеен скотчем? (Я думаю, что контакты на обоих концах батарей должны быть никелевыми или химически никелированными, а не алюминиевой лентой).

---

Декабрь 2014 г.

А. Привет, Дэвид. Я не уверен, что понимаю то, что вы описываете, но для гальванического воздействия требуется проводящая металлическая дорожка между двумя металлами. Если алюминиевая кастрюля не касается медной кастрюли и не касается столовых приборов, то гальванической коррозии не происходит.

---

апрель 2015 г.

А.Привет Брюс. Не может быть гальванической коррозии, если детали не соприкасаются, но это не обязательно означает, что медь и алюминий могут полностью противостоять коррозии. Цинковые аноды не защитят алюминий в пресной воде — вам понадобятся магниевые аноды.

Хотя я не совсем знаком с медными «ионизаторами», похоже, что они предназначены для добавления ионов меди в воду. Эта медь будет пытаться нанести покрытие на алюминий, и это может быть проблемой (я знаю, что медная пыль очень разъедает алюминий), но, надеюсь, магниевый анод защитит ее.

---

13 ноября 2015 г.

В. Я ничего не знаю обо всех тех технических материалах, которые публикуют люди, но я надеюсь выяснить, не будет ли проблемой установить мои новые защитные ограждения желобов, сделанные из «алюминиевого проката», наши медные желоба. У них также есть сетка из нержавеющей стали, но не думаю, что она будет соприкасаться. Компания сказала, что я могу нанести покрытие на алюминий, но это звучит как много дополнительной работы.

---

Декабрь 2015 г.

А.

---

---

Оцинкованные гвозди для каркаса и медный сайдинг

8 сентября 2016 г.

В. Здравствуйте, весь мой дом облицован медью с переплетением листов 4×2. Мы строим пристройку, и вместо того, чтобы удалять медь, подрядчик прибивает каркас прямо к медным листам с помощью горячеоцинкованных гвоздей. Нужно ли мне беспокоиться о коррозии и поломке моего дополнения? Это такая масса меди вокруг обрамляющих гвоздей, что я не был уверен, как я к этому отношусь. Я вижу этот горячий гальв.

---

сентябрь 2016 г.

А. Привет, Бриттани. Как домовладелец, я не ожидал, что удаление сайдинга займет много времени; и медный сайдинг имеет хорошую стоимость лома. Так что мне кажется немного странным оставить старый медный сайдинг на месте, а не снимать его. Но я не строитель, и я полагаю, что, возможно, он не счел практичным прикреплять теперь свободный конец сайдинга к дому, если он обрежет его вместо того, чтобы просто оставить прикрепленными целые листы.

Гальваническая коррозия является проблемой во влажной среде, поэтому, если бы вы сказали мне, что он разрезал листы и прибил края оцинкованными гвоздями, я бы, вероятно, ожидал сильного окрашивания шляпок гвоздей.

---

(Вы находитесь на 1-й странице этой темы) Следующая страница >

---

Finishing.com стал возможным благодаря …
этот текст заменяется на bannerText

Отказ от ответственности: На этих страницах невозможно полностью диагностировать проблему чистовой обработки или опасность операции. Вся представленная информация предназначена для общего ознакомления и не является профессиональным мнением или политикой работодателя автора. Интернет в значительной степени анонимен и непроверен; некоторые имена могут быть вымышленными, а некоторые рекомендации могут быть вредными.

Если вы ищете продукт или услугу, связанную с отделкой металлов, проверьте следующие каталоги:

О нас/Контакты    —    Политика конфиденциальности    —   Алюминий

Сварка трением стала лучшим выбором для компаний, которые хотят соединить разнородные металлы. Поскольку сварка трением представляет собой процесс соединения в твердом состоянии, не требующий плавления, он позволяет соединять два металла, таких как медь и алюминий, которые невозможно соединить с помощью более традиционных методов сварки.

При использовании таких процессов сварки плавлением, как сварка MIG и TIG, может быть сложно соединить разнородные металлы, поскольку они часто существенно различаются по составу и физическим, механическим и металлургическим свойствам.

Медь и алюминий имеют совершенно разные температуры плавления. Медь имеет температуру плавления 1984°F; Алюминий имеет температуру плавления 1221°F. Это означает, что если вы соедините два материала с помощью процессов плавления, вы рискуете перегреться и ослабить алюминий.Фактически, в процессах плавления вы всегда будете изменять свойства одного или обоих материалов из-за плавления. Несмотря на то, что иногда это делается в промышленности, сварка TIG алюминия с медью не считается жизнеспособным процессом.

Итак, как нам более эффективно соединить эти два материала?

Сварка трением является наиболее эффективной технологией биметаллического соединения. При сварке трением сварные швы имеют кованое качество, а материалы пластифицируются, а не плавятся, что создает более прочные сварные швы, чем при сварке.Кроме того, правильно выполненный сварной шов трением не вызывает гальванической коррозии, также известной как биметаллическая коррозия, вокруг соединения.

Вот три распространенных применения сварки трением для комбинаций меди и алюминия:

1. Линейная сварка трением медно-алюминиевой пластины теплообменника

Используя линейную сварку трением, MTI соединяет медь с алюминием, чтобы сформировать пластины теплообменника для автомобилей. Хотя медь передает тепло быстрее, чем почти любой другой металл, медь не очень хорошо или очень жестко крепится к другим поверхностям.Так, медь приварена к алюминию, что позволяет использовать алюминий в качестве монтажной поверхности.

2. Вращательная сварка трением медных и алюминиевых электрических компонентов

MTI использует вращающуюся сварку трением для соединения алюминиевых сплавов с медными сплавами для электрических разъемов. Таким образом, мы получаем преимущества теплопередающих свойств меди в сочетании с преимуществами экономии затрат алюминия.

3. Ротационная сварка трением медно-алюминиевых аккумуляторных кабелей

MTI также использует вращающуюся сварку трением для соединения меди с алюминием для аккумуляторных кабелей.В этом случае и медь, и алюминий идеальны по разным причинам. Медь обеспечивает высокую электропроводность при небольшом сопротивлении, в то время как алюминий является гораздо более легким металлом. Заменяя алюминий более тяжелыми металлами, когда это применимо, мы можем уменьшить вес конечного автомобиля, что называется облегчением. Вот почему сочетание алюминия с другими материалами стало важным аспектом автомобильного производства.

Другие биметаллические комбинации

Зайдите в наш Центр решений вместе с Дуэйном Нойербургом из MTI, чтобы увидеть некоторые из других популярных биметаллических комбинаций MTI и узнать, почему переход на биметаллическую деталь может сэкономить время и деньги компаний:

Почему MTI

MTI имеет многолетний опыт соединения биметаллических конструкций.Наш главный металлург с более чем 30-летним опытом работает с нашими инженерами-технологами над разработкой технологии сварки. Являясь экспертами в области сварки трением, MTI обладает знаниями, ноу-хау и сертификатами качества для решения ваших производственных проблем, а также обладает более чем 300-летним опытом работы в области сварки трением. Мы создадим машину, которая сделает вашу деталь, мы изготовим деталь для вас или поможем сделать вашу деталь еще лучше.

 

Эксперимент «Битва металлов» — MEL Chemistry

В химии, как и в жизни, идет постоянная конкуренция.Одни металлы вытесняют другие из своих связей. В этом красочном эксперименте мы покажем вам главное правило вытеснения металлов на примере «битвы» между алюминием и медью.

Реагенты и оборудование:

• алюминиевая фольга;
• сульфат меди(II);
• хлорид натрия;
• вода дистиллированная;
стакан
• .

Пошаговые инструкции

Сначала сделайте небольшую чашку из алюминиевой фольги и поместите ее в стакан.Затем в эту чашку налейте голубой раствор сульфата меди(II) и прозрачный раствор хлорида натрия. Раствор становится зеленым. Через несколько секунд начнется бурная реакция с выделением газа и красно-коричневым осадком на поверхности алюминиевой фольги. Постепенно слой алюминиевой фольги распадается, а остатки раствора капают через образовавшееся отверстие.

Описание процессов

Алюминий

не реагирует с раствором медного купороса, так как его поверхность защищена прочной оксидной пленкой.При смешивании растворов сульфата меди(II) и хлорида натрия образуется комплексная соль хлорида меди(II), окрашивающая раствор в зеленый цвет.

CuSO₄ + 4NaCl ⇆ Na₂[CuCl₄] + Na₂SO₄

Ионы хлора могут разрушать оксидную пленку, в результате чего алюминий начинает взаимодействовать одновременно с катионами меди и молекулами воды:

2Al + 6H₂O → 2Al(OH)₃ + 3H₂

3Cu²⁺ + 2Al → 3Cu + 2Al³⁺

Алюминий вытесняет медь из связи, так как алюминий является более активным металлом, чем медь, в электрохимическом ряду металлов.При этом выделяется красная металлическая медь и газообразный водород. Эта реакция протекает очень интенсивно и с выделением тепла.

Меры предосторожности

Перед проведением эксперимента наденьте резиновые перчатки и защитные очки.

Внимание! Вещества этого эксперимента токсичны и крайне опасны для вашего здоровья. Не пытайтесь повторить это дома. Только под профессиональным контролем.

Реакция сульфата алюминия и меди(II) | Эксперимент

В этом эксперименте учащиеся добавляют алюминиевую фольгу для приготовления пищи в раствор сульфата меди(II) и не наблюдают никакой реакции.Затем они добавляют и растворяют хлорид натрия, вызывая бурную реакцию замещения, которая иллюстрирует реакционную способность алюминия. Раствор сильно нагревается, алюминий растворяется и становится видна красная медь.

Практическое занятие может занять около 30 минут. Флексикамер подойдет, если это нужно сделать в качестве демонстрации и дать учащимся более четкое представление о том, что происходит.

Оборудование

Аппарат

• Защита глаз (очки)
• Коническая колба, 100 см ³

Химикаты

• Алюминиевая фольга, 2 см x 2 см
• Раствор сульфата меди(II), 0.8 М (ВРЕДЕН), 20 см ³
• Хлорид натрия, 2–3 г

Примечания по охране труда и технике безопасности

• Ознакомьтесь с нашим стандартным руководством по охране труда и технике безопасности.
• Всегда используйте защитные очки (очки) и одноразовые нитриловые перчатки.
• Алюминиевая фольга, Al(s) – см. CLEAPSS Hazcard HC001A.
• Раствор сульфата меди(II), CuSO ₄ (водн.), 0,8 М (ВРЕДЕН, ОПАСЕН ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ) – см. карточку опасности CLEAPSS HC027c и книгу рецептов CLEAPSS RB031.
• Хлорид натрия, NaCl(s), (поваренная соль) – см. карточку опасности CLEAPSS HC047b.
• Перед утилизацией убедитесь, что алюминиевая фольга полностью израсходована в результате реакции, чтобы предотвратить продолжение экзотермической реакции в мусорном баке. Используйте большое количество раствора сульфата меди (II) и хлорида натрия, чтобы обеспечить полноту реакции.

Процедура

Показать в полноэкранном режиме

1. Отмерьте приблизительно 20 см ³ раствора сульфата меди(II) в коническую колбу.
2. Добавьте квадрат алюминиевой фольги.
3. Ищите признаки реакции.
4. Добавьте шпателем хлорид натрия и перемешайте до растворения.
5. Обратите внимание на любые изменения. Если ничего не происходит, добавьте еще хлорида натрия. Произошло ли вытеснение меди из сульфата меди(II)?

Вопросы учащихся и пример таблицы

1. Происходит ли какая-либо реакция перед добавлением хлорида натрия?
2. После добавления хлорида натрия алюминий становится более или менее реактивным?
3. Как соль влияет на это изменение?
4. Напишите «да» или «нет», чтобы заполнить таблицу ниже.

Наблюдения	До добавления хлорида натрия	После добавления хлорида натрия
Наблюдались пузырьки
Изменение цвета
Изменение температуры
Медь наблюдалась

Учебные заметки

Алюминий не проявляет своей истинной реакционной способности до тех пор, пока не будет нарушен оксидный слой.Хлорид натрия нарушает этот оксидный слой. Царапины на поверхности оксидного слоя позволяют ионам хлорида вступать в реакцию с алюминием, что влияет на сцепление оксидного слоя. Это позволяет реагировать с сульфатом меди (II). Напомните учащимся, как выглядит медь, чтобы они знали, что ищут.

Ответы на вопросы учащихся

1. Алюминий менее активен, чем медь. Алюминиевая фольга оказалась неспособной вытеснить медь из раствора сульфата меди(II).
2. Теперь алюминий более реактивен, потому что он вытесняет медь. Алюминий + сульфат меди (II) → медь + сульфат алюминия
3. Царапины на поверхности оксидного слоя позволяют ионам хлорида вступать в реакцию с алюминием, что влияет на сцепление оксидного слоя. Это позволяет провести простую реакцию обмена с сульфатом меди (II). Защитный оксидный слой образуется мгновенно, когда алюминий подвергается воздействию воздуха.

Дополнительная информация

Это ресурс проекта «Практическая химия», разработанного Фондом Наффилда и Королевским химическим обществом.Эта коллекция из более чем 200 практических заданий демонстрирует широкий спектр химических концепций и процессов. Каждое задание содержит исчерпывающую информацию для учителей и техников, включая полные технические примечания и пошаговые инструкции. Практические занятия по химии сопровождают практические занятия по физике и практической биологии.

© Фонд Наффилда и Королевское химическое общество

Проверка здоровья и безопасности, 2016

Какая химическая формула получается при смешивании меди и алюминия?

Медь и алюминий могут быть объединены в сплав меди с алюминием.Сплав представляет собой смесь и поэтому не имеет химической формулы. Однако при очень высокой температуре медь и алюминий могут образовывать твердый раствор. При охлаждении этого раствора в виде осадка может образоваться интерметаллическое соединение CuAl2 или алюминид меди.

Соединения и сплавы

Соединение имеет фиксированное соотношение между составляющими его элементами. Независимо от того, сколько у вас соединения, соотношение между различными атомами одинаково. С другой стороны, смесь может включать различное количество составляющих ее элементов.Металлический сплав представляет собой смесь двух или более металлов в любом соотношении. Следовательно, сплав не имеет химической формулы. Вместо этого сплавы описываются в процентах. Эти проценты могут измениться при добавлении большего количества одного из металлов.

Твердый раствор

Когда медь и алюминий нагреваются до 550 градусов Цельсия (1022 градуса по Фаренгейту), твердая медь растворяется в алюминии, образуя раствор. При этой температуре медно-алюминиевый раствор может содержать до 5.6 процентов меди по весу. Этот раствор насыщен; он не может больше содержать медь. По мере охлаждения насыщенного медно-алюминиевого раствора растворимость меди уменьшается, и раствор становится пересыщенным. Когда медь в конце концов осаждается из раствора, она образует интерметаллическое соединение CuAl2.

Интерметаллические соединения

Интерметаллическое соединение CuAl2 медленно образуется после создания исходного раствора. Со временем атомы меди могут перемещаться по сплаву за счет диффузии.Это движение приводит к образованию кристаллов CuAl2. Это соединение всегда содержит два атома алюминия на каждый атом меди; это 49,5 процентов алюминия по весу. Из-за этого фиксированного соотношения соединение имеет определенную химическую формулу.

Дисперсионное твердение

Особая ориентация атомов в алюминии приводит к проскальзыванию между плоскостями атомов. Это приводит к снижению прочности. Когда образуются кристаллы CuAl2, это проскальзывание уменьшается. Этот процесс называется дисперсионным твердением и помогает повысить прочность медно-алюминиевого сплава.Производители могут регулировать температуру с течением времени, чтобы максимизировать это затвердевание.

Другие соединения меди и алюминия

CuAl2 является преобладающим интерметаллическим соединением меди и алюминия. Однако эти два металла также могут образовывать интерметаллические соединения CuAl и Cu9Al4. Эти соединения могут образовываться со временем после первоначального образования CuAl2. Образование этих других соединений зависит от температуры, времени и места осаждения меди.

Алюминиево-медные сплавы – обзор

4.11.3.4 Медное покрытие

Медь с гальваническим покрытием используется как в декоративных, так и в технических целях. Основные металлы включают железо и сталь, цинк и цинковые отливки под давлением, алюминий, магний, медные и никелевые сплавы и даже пластмассы после активации и химического никелевого удара. Области применения включают производство печатных плат, электрические соединители, декоративное или функциональное покрытие в автомобилестроении, бытовой технике, сантехнике, ручках и различных товарах. Медь также используется в качестве грунтовки для некоторых других металлических покрытий.Медь используется для обработки стали, потому что ее легче полировать полировкой, чем сталь ( 32 ).

Для гальванического покрытия медью обычно используются три типа ванн: кислый сульфат, пирофосфат меди и цианид меди. Все они используются в нескольких областях. Кислые сульфатные растворы наиболее распространены в производстве печатных плат, но в других областях их коррозионная природа может быть профилактической, в то время как пирофосфат используется, когда требуется хорошая макрорассеивающая способность и менее коррозионный раствор ( 33 ).Растворы цианида меди используются уже давно, но стали менее популярными после разработки никеля и других способов обеспечения необходимой яркости и других свойств.

Кислотно-сульфатная ванна состоит из сульфата меди, который растворяется в виде CuSO ₄ ·5H ₂ O в растворе серной кислоты. Количество медного купороса составляет 150-250 г л ^-1 , а концентрированной серной кислоты 30-75 г л ^{— 1} в обычном растворе.Можно добавить хлориды в виде NaCl 30–150 мг л ^{− 1} для ускорения растворения анода и поверхностно-активных веществ для хорошего смачивания. Существует ряд запатентованных добавок для улучшения белизны, твердости, мелкозернистой структуры, сглаживания поверхности и т.п. ( 34 ). Катодная плотность тока находится в диапазоне 1–20 Адм ^-2 , но большая часть покрытия выполняется при 2–3 Адм ^-2 . Эксплуатация осуществляется при комнатной температуре, но также распространены температуры до 45 °C. Более высокие концентрации и повышенная температура позволяют использовать плотности тока в верхней части диапазона.Ванна проста в обслуживании, а выход по току близок к 100%, что делает ее выгодным выбором для толстых отложений. При использовании добавок кисло-сульфатные ванны могут обладать хорошей микрорассеивающей способностью для выравнивания шероховатых поверхностей. Кроме того, меньшее содержание меди и более концентрированная серная кислота увеличивают мощность броска, но снижают эффективность тока. Кислотно-сульфатные ванны могут привести к образованию отложений с плохой адгезией к стальным, цинковым и алюминиевым подложкам в результате обменной реакции, если только не применяется удар меди.Это можно сделать из цианидной ванны.

Содержание хлоридов должно поддерживаться в допустимых пределах. Слишком большое количество хлорида приведет к матовым отложениям, а очень большое количество — к осаждению хлорида меди на анодах, которые будут поляризоваться. Сульфат меди является очень агрессивным раствором для многих металлов, поэтому корзины и крючки анодов должны быть титановыми. Аноды изготовлены из меди высокой чистоты с содержанием фосфора 0,02–0,08 % для обеспечения растворения. Рекомендуется использование анодов в мешках и фильтрация раствора, особенно если производится блестящее покрытие.Воздушное перемешивание требуется при высокой производительности. Методы импульсного тока применялись для кисло-сульфатного меднения для улучшения механических и физических свойств покрытия, например, более мелкозернистой структуры, повышенной твердости, снижения пористости и улучшения выравнивания. Методы импульсного тока также применялись для покрытия сквозных отверстий при производстве печатных плат.

Пирофосфатно-медные ванны состоят из пирофосфата меди(ii) Cu ₂ P ₂ O ₇ ·3H ₂ O и пирофосфата калия (или натрия) K ₄ P 7 90, 90, 45 3 90, 443 2 90 аммиак и цитраты или оксалаты.Медь находится в виде пирофосфатного комплекса. Соотношение содержания меди и пирофосфата имеет решающее значение. Количество металлической меди 22–38 г л ^{− 1} , иона пирофосфата (P ₂ O ₇ ⁴⁻ ) 150–250 г л ⁻ 10 90 массовое отношение пирофосфата к меди составляет 7–8 ( 34 , 35 ). Избыток пирофосфата необходим для удержания меди в растворе и для повышения проводимости. Аммиак используется для улучшения однородности и яркости покрытия.Нитраты также могут быть добавлены для уменьшения поляризации, а цитраты или оксалаты действуют как буфер. Ортофосфаты будут образовываться в растворе при гидролизе пирофосфата. Он усиливает коррозию анода и действует как буфер, но раствор следует выбросить, если концентрация превышает 100 г л ^{− 1} . pH раствора обычно составляет 8,2–8,8. При значениях рН ниже 7 происходит разрушение пирофосфатного комплекса и возможно выпадение в осадок пирофосфата меди. При значениях pH выше 11 может выпадать в осадок гидроксид меди.

Самым большим преимуществом пирофосфатной ванны является то, что раствор почти нейтрален, поэтому он подходит для легко подвергающихся коррозии поверхностей. Катодная плотность тока составляет от 0,5 до 8 Адм ^-2 , а выход по току составляет почти 100%. Может потребоваться поджигание медью, если не используется разбавленная ванна. Контроль добавок имеет важное значение для правильной работы ванны. Для улучшения свойств покрытия доступны многие органические и металлические добавки, но они разлагаются во время эксплуатации, что может иметь неблагоприятные последствия, например, делая наплавку хрупкой.Ванна также более чувствительна к органическим примесям, чем ванны с кислым сульфатом.

Цианидные ванны содержат цианид меди CuCN в качестве источника меди. Выбор количества меди зависит от желаемой производительности и толщины слоя; типичное количество составляет 75 г л ^{− 1} CuCN ( 32 , 34 ). Существует избыток цианида в виде цианида калия или натрия, который образует водорастворимые комплексные ионы с цианидом меди. Типичное количество составляет 130 г л ^{− 1} KCN.Избыток также способствует растворению анода и улучшает качество покрытия. Что касается щелочного цианида, то в ванну добавляют гидроксид калия или натрия для повышения проводимости и щелочности раствора и для уменьшения разложения цианида ( 36 ). Типичное количество составляет 30 г л ^{− 1} КОН. Небольшое количество, около 15 г л 90 409 -1 90 410 карбоната щелочного металла добавляют для буферных целей. Однако карбонат будет образовываться из-за распада цианида, когда он окисляется под действием кислорода воздуха.Карбонат будет накапливаться в растворе, и его необходимо удалить, когда его количество превысит примерно 90 г л ^-1 .

Выбор соли зависит от цены, желаемой производительности и практики обслуживания ванны. Соли калия обладают большей проводимостью, допускают более высокие плотности тока и обеспечивают более равномерное распределение покрытия, но их также дороже покупать и обслуживать, поскольку избыточные карбонаты, образующиеся в ванне, нельзя вымораживать, а можно либо обновить ванну, либо более время от времени необходимо проводить сложное химическое осаждение солями кальция.

Для предотвращения образования рыхлой пленки в результате обменной реакции необходимо использовать защитный раствор. Аноды должны быть из чистой меди, без примесей фосфора. Пирофосфат и аммиак растворяют аноды. Отношение анода к катоду должно быть 2:1.

Цинк и разнородные металлы в…

Домой » Дизайн и изготовление » Рекомендации по дизайну » Цинк и разнородные металлы в контакте

Горячеоцинкованное покрытие в основном состоит из цинка и цинковых сплавов, но иногда контактирует с различными металлами, включая нержавеющую сталь, алюминий, медь и атмосферостойкую сталь.Когда два разных металла соприкасаются и подвергаются воздействию общего электролита, один из металлов подвергается ускоренной коррозии, а другой защищен. Этот тип ускоренной коррозии между разнородными металлами называется гальванической коррозией. Поскольку гальваническая коррозия может происходить с высокой скоростью при определенных обстоятельствах, важно оценить сочетание оцинкованной стали с другими металлами, чтобы определить, вызывает ли гальваническая коррозия опасность.

Гальваническая серия металлов в морской воде

Все металлы имеют разные электрические потенциалы, которые можно количественно определить в присутствии проводящей среды, такой как влага или соленая вода.В гальванической серии металлов перечислены металлы и сплавы в порядке убывания электрической активности в конкретной среде.

Металлы и сплавы, расположенные ближе к верхней части ряда, имеют больший отрицательный электрический потенциал, чем более благородные или стабильные металлы, расположенные ниже. Когда два металла с разными электрическими потенциалами соединяются в правильных условиях, образуется гальванический элемент.

гальванический элемент

Гальванический элемент аналогичен батарее, состоящей из двух разнородных металлов, погруженных в раствор электролита.Происходит электрохимическая реакция, включающая перенос электронов от одного металла к другому (электрический ток), когда два металла соединяются внешним проводящим путем. Это приводит к ускоренной коррозии металла, теряющего электроны, в то время как металл, принимающий электроны, сохраняется.

Однако тот факт, что разнородные металлы находятся в контакте, не означает, что произойдет гальваническая коррозия. Для формирования гальванического элемента необходимо присутствие всех следующих компонентов ¹ :

• Анод – металл с большим отрицательным электрическим потенциалом, в котором в результате реакции генерируются электроны.Здесь происходит ускоренная коррозия.
• Катод – металл с меньшим отрицательным электрическим потенциалом, на котором собираются электроны. Катод защищен от коррозии.
• Путь обратного тока – электрическое соединение (например, прямой контакт) между анодом и катодом.
• Электролит – проводящая среда, позволяющая электронам перетекать от анода к катоду. Типичным примером является обычная влажность, такая как вода, дождь, роса, снег, высокая влажность или морские брызги.

Биметаллическая пара

Предотвращение гальванической коррозии

Для предотвращения гальванической коррозии один элемент коррозионной ячейки должен быть разорван:

• Замена анода или катода – если невозможно избежать комбинации разнородных металлов, укажите комбинации, минимизирующие разницу электрических потенциалов.
• Удаление пути обратного тока (электрическая изоляция) – используйте электрически инертные прокладочные материалы с очень низкой способностью поглощать влагу.К распространенным материалам относятся неопрен, резина, пластик, майлар, нейлон, тефлон, прокладки из армированной стекловолокном эпоксидной смолы (GRE) и многое другое. Там, где это целесообразно, также используются антикоррозионные пасты, сухие клеи и герметики.
• Удаление воздействия электролита – установка в защищенных условиях, например внутри зданий с климат-контролем, обычно не приводит к гальванической коррозии. В условиях атмосферного воздействия или погружения применение стойкой системы окраски может свести к минимуму воздействие на соединение электролитов в окружающей среде.Этот метод применяется, когда электрическая изоляция невозможна (скольжение критических соединений, сварное соединение и т. д.). Окрашивание обоих металлов предпочтительнее, чтобы избежать ускоренной коррозии, сосредоточенной в областях дефектов покрытия на анодированном металле. Уход за краской требуется для минимизации воздействия на анод.

Основные факторы, влияющие на скорость гальванической коррозии

Разница в электрическом потенциале – См. рисунок ниже для гальванической серии, содержащей значения электрического потенциала различных металлов в морской воде ⁸ .Как правило, тяжесть коррозии увеличивается при сочетании оцинкованной стали с металлами, далекими от цинка, в гальваническом ряду. Фактические значения электрического потенциала будут варьироваться в зависимости от конкретного присутствующего электролита, если не от морской воды ⁴ .

Гальваническая серия металлов в соленой воде с указанием потенциальной электрической энергии (в вольтах) (ссылка 8)

Отношение площади поверхности цинка к металлу – Избегайте сочетания небольшой площади оцинкованной стали с большой площадью катодного металла.Например, избегайте использования оцинкованных крепежных деталей для соединения катодных металлов, таких как углеродистая сталь, медь или нержавеющая сталь. Как правило, для сведения к минимуму гальванической коррозии ⁸ рекомендуется соотношение поверхности анода к катоду не менее 10:1.

Агрессивность электролита или среды установки – во многих атмосферных условиях дождевая вода и роса являются основными электролитическими материалами, но они не содержат большого количества солей и ионов, которые делают их высокопроводящими.С другой стороны, промышленная и морская среда может привести к присутствию материалов с сильным электролитом, содержащих большое количество солей и ионов. Гальванические элементы легче образуются в условиях погружения.

Прочие факторы – образование слоя оксида металла, ингибиторы коррозии, химические реакции, физическая и химическая однородность поверхности металла, воздействие окружающей среды (температура, содержание кислорода, влияние электродного потенциала и др.) ^{1 , 2} .

Эффект биметалла на оцинкованной стали

Следующая таблица была составлена ​​путем интерпретации имеющихся данных о коррозии и показывает влияние соотношения электрического потенциала, окружающей среды и площади поверхности для прогнозирования влияния гальванической коррозии на долгосрочные характеристики гальванических покрытий ^{3 , 5 , 6} . В некоторых случаях, когда прогнозируется умеренное воздействие, гальваническая коррозия может быть приемлемой для каждого отдельного проекта.Поскольку гальваническая коррозия представляет собой очень сложную коррозионную проблему со многими переменными, скорость коррозии трудно предсказать, и приведенная ниже информация предоставляется только для ознакомления на основе ограниченного набора переменных.

Таблица 1: Влияние биметалла на оцинкованную сталь в различных областях применения (щелкните, чтобы увеличить)

Специфические биметаллические изделия, включающие горячеоцинкованную сталь партиями

Другие цинковые покрытия – Электрохимическая коррозия не опасна, когда оцинкованная сталь находится в контакте с другими цинковыми покрытиями.Типичные примеры включают использование механически оцинкованных болтов для соединения высокопрочной конструкционной стали HDG, а также соединения между металлизированными балками моста и оцинкованными поперечинами. Поскольку толщина цинкового покрытия напрямую связана с долговечностью покрытия, компонент с самым тонким цинковым покрытием будет первым подвергаться коррозии.

Окрашенная сталь – Теоретически сталь HDG может успешно сочетаться с окрашенной сталью, но это предполагает прочную систему лакокрасочного покрытия, за которой тщательно ухаживают.Предпочтительно красить оба металла, чтобы свести к минимуму воздействие гальванического покрытия в случае повреждения окрашенных компонентов или воздействия погодных условий.

Атмосферостойкая сталь — Когда болты HDG используются для соединения атмосферостойкой стали, цинк первоначально жертвует собой до тех пор, пока на атмосферостойкой стали не образуется защитный слой ржавчины, предотвращающий дальнейшее жертвенное действие. Детали серии HDG имеют достаточную толщину цинка, чтобы продержаться до тех пор, пока не появится патина атмосферостойкой стали (обычно 1-5 лет) с минимальной потерей срока службы покрытия.В результате атмосферостойкая сталь может быть закреплена болтами HDG, несмотря на низкое отношение площади поверхности анода ⁹ .

Заглушки вентиляционных/сливных отверстий HDG – Конические заглушки из цинка или алюминия используются для заполнения вентиляционных/сливных отверстий в оцинкованных полых конструкциях, таких как перила. Алюминиевые заглушки более экономичны, и согласно Таблице 1 любое умеренное влияние на срок службы в морской среде может быть приемлемым при эксплуатации. Для оцинкованных изделий, размещаемых в прибрежной среде или в среде с высокой влажностью/хлоридом, где максимальная долговечность также является основным проектным соображением, рассматривается возможность использования цинковых заглушек.

Болтовые конструкционные соединения – Диэлектрические шайбы и болтовые втулки могут быть указаны для обеспечения полной изоляции болта, но все диэлектрические материалы должны быть оценены на совместимость с условиями нагрузки ⁸ . Для высокопрочных соединений использование прокладок и шайб не допускается в соответствии с существующими стандартами, а это означает, что их влияние на конструкцию и установку соединения должно быть оценено и количественно определено перед использованием ⁷ .

HDG и черная арматура в бетоне – если оцинкованная сталь и черная сталь предназначены для соединения в бетоне между различными слоями сетки открытой панели или только верхней частью арматуры в свайном фундаменте в грунте, ускоренная коррозия цинка происходит после депассивации оцинкованной арматуры в бетоне ¹⁰ .Хотя депассивация не часто происходит в течение десятилетий, гальваническую коррозию следует особенно учитывать в средах с высоким содержанием хлоридов (например, сильное засоление дорог или морская среда). Общие меры по смягчению последствий включают цинкование всей арматуры, опор, прокладок и вязальной проволоки; применение диэлектрических лент для электрической изоляции; и увеличение бетонного покрытия над точкой соединения.

Каталожные номера

1. Бабоян, Роберт, Гальваническая коррозия, Справочник по металлам , 9-е изд., Том. 13, Коррозия, ASM International.
2. Zhang, X.G., Гальваническая коррозия цинка и его сплавов , Электрохимическое общество, Vol. 143, № 4, апрель 1996 г.
3. Британский институт стандартов; Дополнительная коррозия цинка и сплавов на основе цинка в результате контакта с другими металлами или углеродом ; стр. 6484: 1979.
4. ASTM G82-98(2014), Стандартное руководство по разработке и использованию гальванической серии для прогнозирования гальванической коррозии, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2014, www.astm.org
5. MIL-STD-889C, Стандартная практика Министерства обороны: разнородные металлы (22 августа 2016 г.).
6. Американский институт чугуна и стали. Комитет производителей нержавеющей стали, апрель 1977 г.
7. Исследовательский совет RCSC по структурным соединениям, Спецификация для структурных соединений с использованием высокопрочных болтов . RCSC, 1 августа 2014 г. (включая опечатки за апрель 2015 г.).
8. Хьюитт, Кристофер; Хамфрис, Алан; Туми, Эрик, «Противоположности притягиваются: учебник по гальванической коррозии разнородных металлов», Modern Steel Construction , январь 2019 г.
9. Исследование атмосферостойкой стали H.E. Таунсенд и др., «Атмосферная коррозия горячеоцинкованных болтов для крепления атмосферостойких стальных ограждений», CORROSION/98, документ №. 344 (Хьюстон, Техас, КДЕС, 1998).
10. Источник коррозии арматуры Yeomans, SR, Арматура из оцинкованной стали в бетоне , Elsevier, 2004

.