Н. Н. Гусев, Б. Н. Мельцер УСТРОЙСТВО И МОНТАЖ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ Мн., Вышейшая школа, 1979

Соединение жил и проводов при помощи сварки

Соединение сваркой. Цельнометаллическое соединение жил и проводов можно получить при помощи сварки, в результате которой при расплавлении концов жил возникают прочные связи между атомами соединяемых металлов. Главные условия хорошего качества сварки проводов - применение флюсов и обработка соединения до и после сварки.

Флюс ВАМИ представляет собой порошок из смеси хлористого калия, хлористого натрия, криолита (соединение натрия, алюминия и фтора). Перед началом сварочных работ из этого порошка изготавливают пасту (9,8 Н (1 кг) порошка и 0,3…0,4 л воды) в количестве, необходимом для работы в течение дня.

Непосредственно перед сваркой флюс волосяной кисточкой наносят тонким слоем на жилы. В процессе сварки он быстро плавится, покрывая жидкой пленкой поверхность металла (чем защищает последний от окисления), а после охлаждения образует твердую корку шлака. Кроме флюса ВАМИ, иногда применяют алюминиевые флюсы марки АФ.

После сварки место соединения очищают проволочной щеткой от остатков флюса и шлаков и промывают бензином (применять воду для этой цели не разрешается), затем густо покрывают влагостойким лаком (глифталевым, асфальтовым, эмалевым) и обматывают 2…3 слоями изоляционной ленты с покрытием каждого слоя тем же лаком (обмотка должна перекрывать заводскую изолянию провода).

Для соединения проводов можно использовать три вида сварки: контактную, газовую и термитную.

Рис. 1.1.   Сварка жил сечением 2,5…10 мм2: а - процесс сварки, б - вид алюминиевого соединения после сварки, в - подготовка к сварке алюминиевой и медной жил, г - вид соединения после сварки.

При контактной сварке алюминиевых жил 2 (рис. 1.1, а) сечением 2,5…10 мм² последние освобождают от изоляции на участке длиной 25…30 мм, зачищают до металлического блеска, скручивают вместе и покрывают тонким слоем флюса на участке длиной 5…6 мм от конца скрутки. Вертикально расположенную скрутку закрепляют в зажиме 3, к торцам жил прижимают угольный электрод 1. Под действием напряжения 9…12 В (подается от понижающего сварочного трансформатора мощностью примерно 0,5 кВ·А) в месте контакта торцов жил и угольного электрода выделяется большое количество тепла, алюминий расплавляется, образуя сварной шарик (рис. 1.1, б), обеспечивающий малое сопротивление контакта.

Температура плавления меди почти в два раза выше, чем алюминия. Поэтому перед сваркой алюминиевого и медного проводов вокруг медной жилы, зачищенной на участке длиной 50…60 мм, навивают алюминиевую жилу, зачищенную на участке длиной 25…30 мм (рис. 1.1, в). При сварке сначала плавится медный стержень, затем алюминиевый.

Сварку продолжают до тех пор, пока выступающий конец медной жилы и 1…2 витка алюминиевой не расплавятся, образовав сварной шарик (рис. 1.1, г).

Контактная сварка многопроволочных жил. Контактную сварку многопроволочных алюминиевых жил сечением 16…240 мм2 проводят в два этапа. Вначале сплавляют в общий монолитный стержень (рис. 1.2) отдельные проволоки жилы. Для этого на участке длиной 60…75 мм с жилы снимают изоляцию, плоскогубцами ослабляют скрутку проволок (секторным жилам придают круглую форму), жилу протирают бензином и наматывают на нее бандаж 3 из асбестового шнура на длине 5…6 мм. На жилу надевают стальную цилиндрическую форму 2, внутренние стенки которой предварительно покрывают тонким слоем мела ила кокильной краски. На ней винтовым зажимом крепят охладитель 4, соединенный с зажимом сварочного трансформатора. Охладитель предназначен для подключения места сварки к трансформатору и для отвода тепла, которое, распространяясь по жиле, может привести к порче изоляции на большом участке провода. Второй зажим трансформатора соединен с электродержателем 1. Торец жилы смазывают флюсом и плотно прижимают к нему угольный электрод. После появления очага расплавленного металла электрод медленно перемещают по форме, расплавляя все проволоки и перемешивая расплав. Для заполнения формы расплавленным металлом доверху в нее окунают алюминиевый присадочный пруток.

Рис. 1.2.   Сварка многопроволочной жилы в монолитный стержень

После охлаждения жилы форму и охладитель снимают, жилу очищают от остатков флюса и шлака. Такую же операцию производят и со второй жилой.

Затем начинают второй этап сварки - соединение двух оплавленных жил (рис. 1.3). Оплавленные стержни 4 смазывают флюсом и укладывают в открытую желобчатую стальную форму 3, покрытую изнутри слоем мела (между торцами должен быть зазор, равный полудиаметру жилы). На голые участки обеих жил между асбестовым бандажом и торцом формы накладывают и закрепляют охладители 5, соединенные с одним из зажимов сварочного трансформатора. После этого угольным электродом 2 оплавляют концы стержней. Когда на дне формы начинает скапливаться расплавленный металл, в него вводят присадочный пруток 1, расплавляя его до тех пор, пока зазор между торцами не будет заполнен.

««   Рис. 1.3. Соединение жил сваркой в открытой форме

Если в процессе охлаждения в месте сварки появилась раковина, ее заполняют присадочным алюминием, предварительно оплавив края. Готовое соединение напильником очищают от шлака и флюса, придают ему круглую форму, затем покрывают лаком и изолируют.

Газовая сварка. Газовую сварку алюминиевых проводов проводят так же, как и контактную, отличие заключается лишь в источнике тепла и конструкции охладителей.

Термитная сварка. Соединение и ответвление алюминиевых жил проводят также способом термитной сварки. Термит - механическая смесь железной окалины, алюминиевого порошка и мелких частиц железа. Эту смесь спрессовывают, получая муфель, в который вставляют кокиль - сплошную или с продольной щелью стальную трубку. Муфель с кокилем (иногда и без него) образуют термитный патрон. При зажигании термитной спичкой муфель воспламеняется и горит с температурой 3500…4000° C, которую используют для сварки.

Для термитной сварки алюминиевых жил сечением до 10 мм² используют термитные патроны АТО. Перед сваркой на участке длиной 30…35 мм с проводов снимают изоляцию, жилы зачищают до блеска и скручивают (рис. 1.4). На скрутку надевают термитный патрон 1 так, чтобы торцы жил располагались заподлицо с верхним краем кокиля 2 (если кокиль на проводах сидит неплотно, скрутку следует ослабить или добавить в жилу несколько алюминиевых проволок). При суммарном сечении проводов 26 мм² и более торец скрутки покрывают флюсом ВАМИ. Затем устанавливают защиту изоляции проводов и поджигают муфель термитной спичкой 3. Когда алюминий в кокиле расплавится, его перемешивают стальной мешалкой для удаления пленки окиси. По окончании сварки обкалывают шлак сгоревшего муфеля, снимают кокиль и асбестовую подмотку, место сварки зачищают и изолируют (если при сварке применялся флюс, то перед изолированием соединение следует покрыть лаком).

««   Рис. 1.4. Термитная сварка алюминиевых жил малого сечения ««   Рис. 1.5. Термитная сварка алюминиевых жил встык

Соединение алюминиевых жил кабелей сечением 16 мм² термитной сваркой (рис. 1.5) производят встык, используя термитный патрон типа А, в котором кокильная гильза имеет продольную щель, а муфельная масса и кокиль - литниковое отверстие. Жилы кабеля подготавливают к сварке. Изоляцию снимают на участке длиной 50…120 мм, на торцы многопроволочных жил надевают колпачки 1 (на секторные однопроволочные жилы в этом случае надевают специальные втулки). Жилы с колпачками вводят в кокиль 2, а зазоры между кокилем и жилами уплотняют асбестом. Когда термит начинает гореть, в литниковое отверстие вводят присадочный пруток. В конце сварки мешалкой, помещенной в литниковое отверстие, делают несколько плавных круговых движений для выпуска газов и шлаков. После сварки скалывают остатки муфеля, концом отвертки расширяют щель между кромками кокиля и снимают его. Затем удаляют литниковый прилив и сглаживают все неровности соединения. Обработку и изоляцию соединения выполняют по правилам монтажа соединительных кабельных муфт.

Соединение и ответвление алюминиевых жил общим сечением 50…240 мм2 (рис. 1.6) выполняют термитными патронами АТ путем сплавления концов жил в общий монолитный стержень (сварка по торцам). До начала сварки с жил снимают изоляцию на участке длиной 60…75 мм, оголенные жилы складывают в общий пучок и временно стягивают проволочным бандажом около края изоляции.

««  Рис. 1.6   Термитная сварка алюминиевых жил большого сечения

Пучку придают круглую форму, смазывают флюсом и накрывают алюминиевым колпачком 1. На жилы, оконцованные колпачком, надевают термитный патрон 3 (нижний край кокиля должен быть ниже края колпачка на 7 мм), образовавшийся зазор уплотняют асбестовой набивкой 2. Затем снимают проволочный бандаж и устанавливают охладитель 5, подобранный по сечению пучка. От патрона охладитель изолируют асбестовым экраном 4. Нижнюю часть муфеля поджигают термитной спичкой. В верхнюю часть кокиля сплавляют присадочный пруток, плавно перемешивая металл мешалкой. После окончания сварки удаляют остатки патрона, соединение зачищают и изолируют.