1 Ножом или другим инструментом с концов свариваемых жил снимают изоляцию на длине 30–40 мм; концы жил зачищают стальной щёткой и скручивают их вместе.
2 Концы скрутки покрывают тонким слоем флюса ВАМИ. Флюс предварительно разводят в воде до пастообразного состояния.
3 Открывают вентили на баллоне с пропаном, затем на баллоне с кислородом и регулируют рабочее давление кислорода до 0,15 МПа (1,5 атм).
4 Открывают вентиль газа на горелке и зажигают горелку спичкой. Открывают вентиль кислорода на горелке и регулируют пропанокислородное пламя до нормального.
5 Подводят ядро пламени к концу скрутки и нагревают его до расплавления. О том что сварка жил произошла, судят по появлению на конце скрутки капли жидкого металла в виде шарика.
6 Закрывая на рукоятке горелки вентили газа, а затем кислорода, гасят пламя.
7 Остатки флюса с места сварки удаляют стальной щёткой. Соединение протирают ветошью и изолируют.
Одно- и многопроволочные алюминиевые жилы большого сечения (16–240 мм2) можно соединить встык в разъёмных сварочных формах.
Последовательность операций:
1 По сечению соединяемых жил выбирают сварочную форму в соответствии с инструкцией или справочником.
2 Внутренние поверхности формы покрывают мелом, разведённым в воде до пастообразного состояния.
3 С концов жил снимают изоляцию на длине 45–60 мм, в зависимости от сечения жил; у жил с пропитанной бумажной изоляцией удаляют маслоканифолевый состав тканью, смоченной в бензине или ацетоне.
4 На расстоянии 2–3 мм от конца многопроволочных жил накладывают бандаж из 1–2 витков алюминиевой проволоки диаметром 1–1,5 мм.
5 При соединении секторных однопроволочных и комбинированных жил скругляют их очищенные от изоляции концы, как это делается при опрессовке. Добиваться при этом точной цилиндрической формы нет необходимости, однако сварочная форма должна охватывать жилу без зазора в местах разъёма.
6 На концы свариваемых жил устанавливают две полуформы так, чтобы стык жил находился в середине литникового отверстия. Полуформы сжимают между собой струбциной, а в направляющие вставляют клинья. Слегка постукивая по клиньям молотком, обеспечивают плотное, без зазора сжатие полуформ между собой. Для уплотнения зазора между жилой и формой используют асбестовый шнур.
7 На оголённые участки жил накладывают охладители, закреплённые на соединительной планке. Между охладителями и формой устанавливают тепловой экран из асбестового картона.
8 Заготавливают прутки присадки.
9 Зажигают пламя горелки и регулируют его до нормального. Пламенем горелки равномерно, не задерживаясь на одном месте, разогревают стенку формы в зоне стыка жил до красного каления. После этого в литниковое отверстие формы вводят покрытую флюсом присадку и сплавляют её до заполнения литника.
10 Не прекращая нагрев формы, расплавленный алюминий перемешивают проволочной мешалкой до полного расплавления проволок жил в объёме сварочной ванны. Затем нагрев прекращают, а при остывании, при необходимости, добавляют присадку.
11 После остывания места сварки снимают форму, выбивают стягивающие клинья. Осматривают место сварки. При выявлении 1–2 неприваренных проволок их припаивают к монолиту припоем марки А. При числе неприваренных проволок больше двух, сварку соединения следует повторить.
12 Снимают с жил кабеля экраны, охладители и асбестовую защиту изоляции жил. Специальными клещами или ножовкой удаляют литниковую прибыль, зачищают напильником место соединения, придавая ему гладкую цилиндрическую форму, протирают тканью, смоченной в бензине или ацетоне до полного удаления шлака и опилок. Затем место соединения покрывают асфальтовым лаком, или другим влагостойким лаком, и выполняют изоляцию соединения.
Многопроволочные жилы с суммарным сечением от 32 до 240 мм2 можно сплавить по торцам в монолитный стержень.
Последовательность операций:
1 Подбирают по суммарному сечению форму в соответствии с инструкцией или справочником. Внутреннюю поверхность формы покрывают мелом, разведённым в воде до состояния густой пасты.
2 С концов жил снимают изоляцию на длине 80–90 мм в зависимости от сечения жил. Располагают соединённые жилы проводов вертикально торцами вверх. На концы соединяемых жил надевают форму, нижнюю часть которой уплотняют асбестовым шнуром.
3 Ниже формы на жилу надевают охладитель, уплотняя, при необходимости, зазор обмоткой из медной фольги, и укрепляют его на опорной стойке. Между низом формы и верхней поверхностью охладителя прокладывают экран из асбестового картона.
Процесс сварки аналогичен вышеописанному.
1.3 Пайка
Пайка – соединение однородных или разнородных металлов, а также металлов с неметаллами, с помощью расплавленного припоя. Как правило, процессу пайки предшествует лужение. Лужение (полудка) – операция, при которой металл покрывается слоем расплавленного припоя. Пайка медных жил и проводов малого сечения осуществляется с помощью паяльника (электропаяльника), для пайки медных жил большого сечения и алюминиевых жил используют пламя пропанокислородной или ацетиленокислородной горелки, паяльной лампы либо способ заливки предварительно расплавленным припоем.
При пайке меди и сплавов применяют мягкие припои марки ПОС (оловянно-свинцовые), а также твердые припои ПМЦ (медно-цинковые) и ПСр (серебрянные). При пайке алюминия применяют припои марки А (цинкооловянно-медные), твёрдые припои ЦО-12 (цинкооловянные) и ЦА-15 (цинкоалюминиевые), а также мягкие оловянно-кадмиево-цинковые припои.
Оловянно-свинцовые припои марки ПОС (цифра от 18 до 90 показывает содержание олова) применяют:
– ПОС-61 (температура плавления 183 ºС) – при пайке РЭА;
– ПОС-40 (235 ºС) – для пайки соединения проводов;
– ПОС-30 (250 ºС) – для пайки свинцовых оболочек кабелей.
Трубчатые припои изготавливают в виде трубочки диаметром 1–5 мм, заполненной канифолью, служащей в качестве флюса.
Добавки в оловянно-свинцовые припои сурьмы, кадмия, а особенно висмута позволяют снизить температуру их плавления (до 60,5 ºС у сплава Вуда). Однако легкоплавкие припои отличаются малой механической прочностью и хрупкостью.
Твёрдые припои обладают высокой механической прочностью и применяются для выполнения соединений, работающих при повышенной температуре. Температура плавления латуней ПМЦ с содержанием меди 36–54 % (остальное – цинк) составляет 825–860 ºС. Серебряные припои содержат 25–70 % серебра, 26–40 % меди, 4–35 % цинка, имеют температуру плавления 720–765 ºС и отличаются высокой электропроводностью.
Припои для пайки алюминия:
– А (40 % олова, 58,5 % цинка, 1,5 % меди, температура плавления 400–425 ºС) широко применяется для соединения алюминиевых жил проводов и кабелей, обладает невысокой коррозионной устойчивостью, место пайки требует покрытия влагостойким лаком и тщательной изоляции;
– ЦО-12 (12 % олова, 88 % цинка, 500–550 ºС) отличается ещё меньшей коррозионной устойчивостью. Его применяют для пайки алюминиевых жил кабелей внутри муфт, герметическая заделка которых исключает попадание к месту пайки влаги и воздуха;
– ЦА-15 (85 % цинка, 15 % алюминия) отличается высокой механической прочностью и устойчивостью к коррозии. Недостаток – высокая температура плавления (550–600 ºС);
– мягкие оловянно-кадмиево-цинковые припои (40–55 % олова, 20 % кадмия, 25 % цинка и до 15 % алюминия, 200–250 ºС) применяют для пайки обмоточных алюминиевых проводов, а также для соединения алюминия с медью.
Для разрушения оксидной плёнки, а также для защиты поверхности соединяемых металлов от окисления при нагреве применяют различные флюсы. При пайке меди и сплавов мягкими припоями используют активные (кислотные), пассивные (бескислотные), активированные и антикоррозийные флюсы.
Активные флюсы используют при пайке железа, стали и сплавов на основе железа, а также меди, латуни и бронзы. После пайки место спая требует тщательной промывки в воде. Если на металле остался активный флюс, то он через некоторое время покрывается ржавчиной и зеленеет, происходит разрушение как спая, так и основного металла. Широко применяемая паяльная кислота представляет собой 30%-ный раствор хлористого цинка в воде.
Бескислотные флюсы (канифоль в чистом виде, а также с добавками спирта и глицерина) используют для пайки меди и сплавов на основе меди мягкими припоями при монтаже РЭА. В промышленном производстве для пайки печатных плат используют флюс ЛТИ-120 (этиловый спирт 65–70 %, канифоль 20–25 %, диэтиламин 5 %, триэтаноламин 1–2 %).
Активированные флюсы приготавливают на основе канифоли с добавками небольшого количества соляно-кислого или фосфорно-кислого анилина, салициловой кислоты и т. п. Они позволяют производить пайку без предварительной зачистки поверхности соединяемых металлов (достаточно обезжиривания). Активированным флюсом является также паяльный жир, содержащий 10 % хлористого цинка и широко используемый при пайке оцинкованного железа. Промывка спая в воде от остатков таких флюсов не требуется.
Антикоррозийные флюсы изготавливают на основе фосфорной кислоты (с добавлением различных органических соединений и растворителей), а также на основе органических кислот. Остатки этих флюсов не вызывают коррозии.
При пайке твёрдыми припоями меди и её сплавов используют буру (тетраборно-кислый натрий) и другие флюсы, содержащие соединения фтора, хлора и бора с калием, натрием, литием, цинком, кадмием, аммонием, а также триэтаноламин.
Для удаления оксидной плёнки с поверхности алюминия под слоем расплавленного припоя применяют также механические способы: паяльники с ультразвуковой вибрацией жала, кисточки из стальных волосков и стальные скребки.
При соединении пропаянной скруткой алюминиевых жил малого сечения (до 10 мм2) на них выполняют двойную скрутку с желобком. При этом на расстоянии 20–30 мм, в зависимости от сечения, жилы расположены параллельно.