Пайка проводов

Соединение и оконцевание токопроводящих жил проводов и кабелей являются весьма важными операциями при монтаже электроустановок. От правильного выполнения этих операций в значительной мере зависит надежность работы оборудования. Контактные соединения будут надежными в эксплуатации лишь в том случае, если они не только обладают малым электрическим сопротивлением и необходимой механической прочностью, но и устойчиво сохраняют эти свойства длительное время.

Наконечники и жилы кабелей, выполненные из меди и алюминия, окисляются на воздухе, на их поверхности образуется пленка окиси. У меди в обычных условиях пленка образуется медленно. Она легко удаляется и почти не влияет на качество контактного соединения. Пленка на окиси алюминия образуется очень быстро и обладает значительным электрическим сопротивлением, в следствии чего состояние контактного соединения быстро ухудшается.

При соприкосновении с медью алюминий образует гальваническую пару, в результате действия которой происходит разрушение алюминия электрохимической коррозией. Поэтому подсоединение на одну клемму наконечников из меди и алюминия не разрешается. Кроме того, алюминий обладает низким пределом текучести. Из этого следует, что если алюминиевое контактное соединение чрезмерно затянуто болтом, то с течением времени оно ослабевает. Все эти особенности необходимо учитывать при соединении жил кабеля.

При пайке соединение жил осуществляется расплавленным припоем, температура плавления которого ниже, чем у металла соединяемых жил. Для получения надежных контактных соединений главным является правильный выбор припоев и тщательное удаление пленки окиси. При соединении медных жил, пленка окиси удаляется перед пайкой, а алюминиевых – в процессе самой пайки. При пайке медных жил применяют припой ПОС-30 или ПОС-40, а пленку удаляют напильником или наждачной бумагой. Удаление пленки завершается с помощью флюса (канифоль, паяльный жир). Для пайки алюминия применяют припой марки А. Пленку окиси при пайке алюминиевых жил удаляют механическим путем – натиранием металлической кисточкой в пламени паяльной лампы или разогретой палочкой припоя. Места пайки, выполненные припоем А, нуждаются в противокоррозийной защите, которая осуществляется путем покрытия лаком или эпоксидным компаундом.

Соединения однопроволочных алюминиевых жил сечением до 10 мм2 выполняют следующим образом. Оголенные концы жил соединяют двойной скруткой так, чтобы в месте касания жил образовался желобок. Место соединения нагревают пламенем пропан-бутановой горелки или бензиновой лампы до температуры близкой к температуре плавления припоя. Затем с усилением натирают поверхность соединения палочкой припоя, введенной в пламя. Таким образом, желобок очищается от пленки окиси, облуживается и заливается припоем. Эту же операцию повторяют с другой стороны желобка и в других местах скрутки жил.

Пайку соединений многопроволочных жил производят после предварительного облуживания всех проволок. Для этого выполняется ступенчатая разделка многопроволочной жилы по навивам. Перед лужением, на край изоляции жилы наматывается асбестовый шнур. Снятие пленки и лужение производят так же, как и для однопроволочных жил.

Затем облуженные концы вводят в разъемную металлическую форму, так, чтобы их центральные проволочки соприкасались. Места ввода жил в форму уплотняют асбестом для предотвращения вытекания. Разъемные формы закрепляют с помощью проволочного бандажа.

Для предохранения изоляции жил от пламени устанавливают защитные экраны из жести или асбеста толщиной 0,5 и диаметром 100 мм. Перед пайкой, направленным пламенем, нагревают среднюю часть формы, затем в пламя, через отверстие формы, вводят пруток припоя, который, расплавляясь, заполняет форму. Одновременно металлическим крючком перемешивают припой и удаляют шлаки.

Для оконцевания алюминиевых жил пайкой применяют наконечники с сечением на одну ступень больше, чем сечение жил (жила сечением 50 мм²), наконечник – 70 мм²). Это необходимо для обеспечения достаточного зазора между жилой и стенками наконечник, заполняемого припоем.

При опрессовке токопроводящая жила вводится в трубчатую часть наконечника или гильзу и обжимается. В результате чего между ними возникает контактное давление, обеспечивающее надежный электрический контакт. Наконечники опресовываются по способу местного вдавливания или сплошного шестигранного обжатия. В первом случае получается сосредоточенный контакт с большим удельным давлением на сравнительно небольшой площади, во втором – контактная поверхность, охватывающая всю трубчатую часть наконечника.

Сплошное обжатие требует больших усилий. По этой причине на жилах большого сечения, при недостаточно мощном механизме, сплошное обжатие выполняется не сразу по всей длине, а последовательно на отдельных участках в два или несколько приемов.

Решающее значение для надежной работы контактного соединения имеет чистота контактной поверхности и контактное давление. Чистота поверхности требует удаления с жил, гильз и наконечников грязи, остатков изоляции и окисной пленки. Поэтому перед опрессовкой оголенные жилы зачищаются до металлического блеска щеткой из кардоленты, а гильзы и наконечники – металлическим ершиком. Пленка окиси убирается пастой, состоящей из механической смеси вазелина и мелких частиц кварцевого песка или окиси цинка. Твердые частицы разрушают пленку окиси алюминия, а вазелин предотвращает новое образование пленки. При недостаточном обжатии (малое контактное давление) возникает высокое переходное сопротивление.

Опрессовка алюминиевых жил сечением 2,5-10 мм2 выполняется, как правило, одним местным вдавливанием с помощью монтажных гидравлических клещей типа ГКМ. Для алюминиевых жил сечением 16-18,5 мм² опрессовка наконечников выполняется двумя местными вдавливаниями, а гильз –четырьмя. При этом применяются пуансоны и матрицы типа УНИ-2А и УНИ-1А в ручных механических прессах РМП-7М и ручных гидравлических прессах РГП-7М.

Для медных жил сечением 4-185 мм² опрессовка наконечников выполняется одним местным вдавливанием, а гильза – двумя, при этом не требуется применение кварцевазилиновой пасты.

Соединение алюминиевых жил сечением 2,5-10 мм² и медных жил сечением 2,5-4 мм² может производиться электросваркой с применением угольного электрода. Этим способом свариваются алюминиевые жилы между собой и алюминиевые жилы с медными. Сваривание жил выполняется при помощи одного угольного электрода, установленного в элеткродержателе, подключенного ко вторичной обмотке трансформатора напряжением 9-12 В. Мощность трансформатора должна быть не ниже 0,5кВА.

Перед сваркой с концов жил снимается изоляция: у алюминиевых – на длине 25-30 мм, а при соединении алюминиевой с медной, у первой на длине 50-60 мм, у второй – 20-30 мм. Жилы зачищаются до металлического блеска и скручиваются. При соединении алюминиевой жилы с медной, алюминиевая жила навивается вокруг медной или вокруг сложенных вместе жил навивается отрезок алюминиевых проволок. Место соединения покрывается тонким слоем флюса на длине 5-6 мм.

Подготовленные концы жил располагаются вертикально, зажимаются в электродержателе и свариваются путем прикасания угольного электрода к их торцам. В процессе сварки угольный электрод прижимается к торцам жил до расплавления алюминия и образования сварного шарика. При сварке алюминиевых жил с медными электрод прижимается к торцам до тех пор, пока выступающая часть медной жилы и один-два витка алюминиевой жилы не расплавятся и не образуется сварной шарик. После сварки соединение очищается от флюса и обязательно покрывается лаком.