Окінцевання і з’єднання проводів

1 Мета роботи

Придбати практичні навички по підготовці до паяння проводів і навчитись заходам лудіння і паяння мідних проводів.

2 Загальні відомості

При з’єднанні проводів використовуються наступні способи:

1 Скручування жил без паяння;

2 Контактне з’єднання окінцьованих жил проводів за допомогою гвинтів;

3 Паяння скручених жил;

4 Зварювання.

1.1 Скручування виконується за допомогою інструменту: ножа, плоскогубців, бокорізів.

1.2 Монтаж електричних контактів займає одне з найбільш поважних місць в монтажній роботі. Від якості з’єднання, відгалуження і окінцювання жил залежить надійність роботи електроустановок.

До електричних контактів пред’являють наступні вимоги:

- електричний опір контакту неповинен перевищувати опір жили такої ж довжини більш ніж на 20%;

- змонтований на жилі контакт не повинен погіршувати її механічних властивостей;

- в місці контакту неповинна виникати електрична корозія;

Наприклад: алюміній, який є катодом по відношенню до інших металів зруйновується, тому його покривають припоєм або з’єднують через прокладку з іншим металом.

Окінцювання – операція, при якій кінцю жили або кабелю надають форму зручну для її приєднання до контактних виводів електрообладнання.

Плоскі штирьові виводи призначені для зварювання, паяння і болтового приєднання, а гніздові – для врубного і приєднання за допомогою штифтових кабельних наконечників.

Багатопровідні мідні жили перетином до 2,5 мм² і алюмінієві – перетином до 10 мм² окінцьовані під штир (ри.1а) і петлею (рис.1б).

Проводи більшого перетину окінцьовують наконечником (рис.1в) і петлею (рис.1б).

Проводи більшого перетину окінцьовують наконечником (рис.1в), який закріплюють опресовкою або паянням.

Рисунок 1 (а, б, в) – Окінцювання проводів

Контактне з’єднання жил проводів за допомогою механічних затискачів і гвинтів дозволяє здійснити відгалуження проводу без його розрізання за допомогою спеціальних затискачів у пластмасових корпусах.

1.3 Пайка є одним з основних елементів електромонтажних робіт.

Перевага її перед іншими методами з’єднання полягає у тому, що у з’єднаннях паянням забезпечується міцногустинний дифузний зв’язок металів з постійним електричним опором, без оплавлення і порушення геометричних форм електромонтажних елементів з великими можливостями їх демонтажу, заміни і повторного паяння.

До недоліків паяння треба віднести:

1 відносно складний технологічний процес;

2 незабезпеченість корозії з’єднань при порушенні технології вилучення залишків флюсів;

3 відсутність об’єктивних методів перевірки якості з’єднання.

Правильно вибраний флюс, припій, проміжок, ретельна підготовка деталей під паяння забезпечує добре змочування з’єднувальних поверхонь припоєм і розтікання його по капілярах.

Приклади доброго та недостатнього змочування надані на рис.2

Рисунок 2 – Змочування припоєм поверхонь деталей, з’єднаних паянням.

Підготовку поверхонь електромонтажних елементів до паяння виконують безпосередньо перед паянням за допомогою таких методів:

1 Механічна обробка поверхонь за допомогою напилка, ножем, шліфувальним папером та ін.;

2 Обробка органічними розчинами;

3 Лудіння тонким шаром олова.

Одне з умов якісного з’єднання є рівномірний нагрів усіх його елементів до температури, яка перевищує температуру плавлення припою на 30-100⁰С для кращого змочування поверхонь.

Вибір способу нагріву необхідно робити з урахуванням конструкції елементів габаритних розмірів, флюсів, припоїв, марок металу.

Флюси-хімічна речовина або розчини, які допомагають рівномірному і міцному з’єднанню припою з металом.

Флюс при нагріванні змочує місце паяння, вилучає оксиди і забруднення, захищає місце паяння і припій від окислення повітрям.

Таблиця 1 – Технічна характеристика флюсів.

Марка флюсу	Склад	Зовнішній вигляд	Температурний інтервал флюсуючої дії	Необхідність відмивання залишків флюсу
В	Каніфоль (100)	Крихка склоподібна маса	225-3000С	Залишки флюсу можна не вилучати
ФКСп	Каніфоль (10-40) спирт етиловий (90-60)	Рідина ясно-коричневого кольору	225-3750С	«--«
ФКТС	Каніфоль (15-30) кислота саліцилова (3-3,5) триетаколамин (1-1,5) спирт етиловий (81-65)	Рідина темно-червоного кольору	200-4000С	Залишки флюсу вилучити

Припій – це сплави, які застосовують при паянні. У залежності від температури плавлення припій поділяють на два види:

1 М’які – мають температуру плавлення нижче 300⁰С

2 Тверді – з температурою плавлення вище 300⁰С

При нагріванні основного металу паяльником в місці паяння, розплавлений з флюсом припій змощує основний метал і проникає в нього (дифузія). Рис.3

В наслідок цих процесів в місці з’єднання двох металевих поверхонь утворюється тонкий шар основного металу.

З частиною припою, а припій – частка основного металу.

Рисунок 3

1 Флюс на поверхні окисленого металу;

2 Киплячий флюс ;

3 Метал;

4 Заміщення флюсу рідинним припоєм;

5 Взаємодія припою з металом;

6 Стужавілий метал;

7 Захисний шар робочої частини паяльника (нікель).

До м’яких припоїв належать сплави олова і свинцю – припої олов’яно-свинцеві (ПОС), сплави на кадмієво-висмутової і цинкової основах.

Число після скороченого найменування (ПОС), відповідає відсотку складу олова. Чим вище це число, тим нижча температура паяння.

Таблиця 2 – Основні дані припоїв

Марка	Хімічний склад %	Темпера-тура плавлен-ня, 0С	Призначення
1	2	3	4
ПОС-90	Олово (90%), Сурма (0,15), Свинець – залишок	222	Для паяння деталей, які потім підлягають срібленню або позолоті
ПОС-61	Олово (59-61), Сурма (0,8), Свинець	190	Для паяння відповідальних деталей, коли потребується підвищена механічна міцність
ПОС-50	Олово (49-50), Сурма (0,8), Свинець	222	Теж, коли допустима більш висока температура нагрівання
ПОС-40	Олово (59-40), Сурма (1,5-2), Свинець	235	Для паяння менш відповідальних деталей, при більш високій температурі нагрівання (для паяння з’єднувальних проводів)
ПОС-30	Олово (29-30), Сурма (1,5-2), Свинець	256	Для паяння менш відповідальних деталей (наприклад, свинцевих оболонок кабелів)
ПОС-18	Олово (17-18), Сурма (2 – 2,25), Свинець	277	Для лудіння перед паянням
ПОСВ-33	Олово (32,4-34,4), Свинець (32), Вісмут (32,3-34,3)	130	Для паяння плавких запобіжників
Сплав ВУда	Олово (29-30), Свинець (324,5-25,5), Кадмій (12-13), Вісмут (49-51), Домішка не більше 0,1	60,5	Для паяння у тих випадках, коли потребується особливо низька температура плавлення припою

Для паяння алюмінію застосовують тверді припої такі, як припій типу А (40% олова, 58,5% цинку, 1,5 % міді) з температурою плавлення 425⁰С. Типу ЦА-15 (85% цинку, 15% алюмінію) - 550⁰С. Типу ЦО-12 (12% олова, 88% цинку) - 550⁰С.

Лабораторна установка – стіл з текстолітовим покриттям, блоком живлення і підставками для паяльників на напругу 36 і 42 В. Потужність паяльників повинна відповідати розмірам і масі деталей.

Таблиця 3 - Потужність паяльника у залежності від перетину проводу.

Перетин проводу, мм2	Характеристика паяльника
	Діаметр мідного стрижня, мм	Напруга, В	Потужність, Вт
0,02 – 0,07 0,05 – 0,1 0,1 – 0,5 > 0,5	4,0 6,0 8,0 10	36 – 42 36 – 42 36 – 42 36 - 42	20 – 30 40 – 60 60 – 90 120