Отримання захисного рисунку.

Обпресовування

Опресововування виконують ручними кліщами, механічним, піротехнічним або гідравлічним пресом з допомогою змінних пуансонів і матриць. Пуансони і матриці підбирають за діаметром трубчастої частини наконечника чи з’єнуючої гільзи. Розрізняють два способи обпресовування місцевого втискування і суцільного обтискування.

При місцевому втискуванні слідкують за тим, щоби впадини були розміщені співосно з жилою, яка обпресовується і одна з одною. При цьому впадини роблять на лицевій стороні наконечника. Для контролю якості глибину втискання при місцевому втискуванні або степінь суцільного обтискання перевіряють вибірково не менше ніж у 1% наконечників і гільз.

При застосуванні гідропреса з автоматичним контролем глибини втискання або обтискання необхідність в операції вибіркового контролю якості обпресовування відпадає.

Розглянемо послідовність операції обпресування алюмінієвої однопровідної жили перерізом 2,5 – 10 мм². Обпресування проводять в гільзах ГАО. Гільзу вибирають у відповідності з кількістю і перерізом жил, які з’єднуються.

Опресовування проводять в наступній технологічній послідовності: вибирають гільзу, інструменти і механізми, пуансони і матриці, зачищують кінці жил (на довжині 20, 25 і 30 мм для гільз ГАО – 4, ГАО – 5, ГАО – 6 і ГАО – 8 відповідно) і внутрішню поверхню гільзи до металевого блиску і змащують їх кварцевазеліновою пастою; вставляють жили в гільзу. При сумарному перерізі з’єд-нувальних жил меншому від внутрішнього отвору гільзи необхідно ввести додаткові провідники жил для ущільнення місця з’єднання. Проводять опресовування до дотику пуансона і матриці. Протирають контактне місце і ізольовують місце обпресування ізоляційною стрічкою, або поліетиленовим ковпачком (для гільз діаметром 7 і 9 мм).

Опресовування кінців однопровідникових і багатопровідникових алюмінієвих жил перерізом 16 – 240 мм² проводять в алюмінієвих і мідно-алюмінієвих наконечниках (ГОСТ 9581-80) і штифтових наконечниках (ГОСТ 23598-79), обпресовування з’єднань в алюмінієвих гільзах (ГОСТ 23469.2-79). При цьому вибирають наконечник або з’єднуючу гільзу, пуансон, матрицю і механізм для обпресовування відповідно до вищезгаданої інструкції і проводять роботи приблизно в тій же ж послідовності що і в описаному вище випадку. Після обпресування залишкова товщина матеріалу h повинна бути при перерізі жил 16 – 35 мм² – 5,5 мм, при перерізі 50 мм² – 7,5 мм; при перерізі 70 і 95 мм² – 9,5 мм; при перерізі 120 і 150 мм² – 11,5 мм; при перерізі 185 мм² – 12,5 мм; при перерізі 240 мм² – 14 мм. Контроль даного розміру здійснюється штангенциркулем із спеціальним вимірювачем або насадкою.

При обпресовуванні з’єднань жил кабелів 6 – 10 кВ приймають заходи для вирівнювання електричного поля, симетрія якого порушується напроти місця втискання і це може привести до виникнення місцевих розрядів і пошкодження ізоляції.

Однопровідникові жили 25 – 240 мм² з штампуванням наконечника на жилі. Для виконання операції створення наконечника знімають з кінця жили ізоляцію на довжині: для жил перерізом 25 мм² – 45 мм для 35 – 95 мм² – 50 мм, для 120 – 240 мм² – 55 мм. Вибирають пуансон і матрицю в залежності від перерізу жили і виконують штамповку при допомозі піротехнічних механізмів ППО – 95, ППО – 95М, ППО – 240У1. Пуансон під дією порохових газів виконує штампування наконечника, формуючи його з кінця жили. При цьому на штампованій частині наконечника не повинно бути видимих тріщин, раковин, наплавів і вм’ятин. Повинна бути співосність отвору під болт і контактної частини наконечника.

4.3 Мідні жили. Для багато провідникових жил 1 – 2,5 мм² обпресовування виконують прес – кліщами ПК – 3 або ПК – 4 в кільцевих мідних наконечниках, які обтискаються спеціальними пуансонами та матрицями.

Перед обпресовуванням в кільцевому наконечнику очищають з кінця жили на довжині 25 – 30 мм ізоляцію, зачищують провідники до металевого блиску, скручують їх туго плоскогубцями; вибирають наконечник, який відповідає перерізу жили, пуансон і матрицю; вставляють їх в прес-кліщі; вкладають жилу в наконечник, одягають наконечник на стрержень пуансона так, щоб жила виходила через жолобок пуансона і проводять обтискання наконечника прес – кліщами до упору шайби пуансона в торець матриці.

Однопровідникові та багатопровідникові 4 – 240 мм².

Виготовлення кінцевиків на жилах виконують за ГОСТ 73 – 87 – 82, а з’єднання жил 16 – 240 мм² в гільазх – за ГОСТ 23469 – 3 – 79. Послідовність обпресовування та ж сама, що і обпресовування алюмінієвих жил, але тут не потрібно проводити змащування кварцевазеліновою пастою.

4.4 Зварювання. Зварювання застосовують для виготовлення кінцевиків і з‘єднання алюмінієвих жил проводів і кабелів всіх перерізів, а також для з’єднання алюмінієвих жил з мідними при перерізі жил не більше 10 мм². Розрізняють три способи зварювання: електрозварювання контактним розігріванням, термітну та газову зварку.

При виготовленні кінцевиків і з’єднанні алюмінієвих жил зварюванням використовують флюс ВАМІ. Флюс призначається для усунення плівки окису з поверхні алюмінієвих жил і для захисту цієї поверхні від окислення. Флюс ВАМІ являє собою суміш трьох складових: хлористого кальцію (50%), хлористого натрію (30%) і кріоліту К-1 (20%). Температура плавлення флюсу 630⁰С. Порошок флюсу перед використанням розводять водою у пропорції на 10 частин флюсу 30-40 частин води за масою, і наносять пензлем на поверхню жил тонким шаром.

Кінцевики і з’єднання, які виконані із застосуванням зварювання, для запобігання корозії покривають товстим шаром вологостійкого лаку, а потім ізольовують стрічкою, покриваючи лаком кожний її шар. Лаки підбирають в залежності від матеріалу ізоляції жил провідника або кабеля.

Електрозварювання контактним розігріванням є найбільш розповсюдженим видом зварювання, який використовується при виготовленні кінцевиків і з’єднанні алюмінієвих жил проводів і кабелів.

4.5.Однопровідникові алюмінієві жили сумарним перерізом

в скрутці до 12,5 мм².

Електрозварювання з’єднань і відгалужень виконують з допомогою апарату ВКЗ без флюсу. З кінців жил очищають за допомогою кліщів МБ-1 або КУ-1 ізоляцію на довжині 35 – 40 мм, зачищують до металевого блиску і скручують. Потім готують зварювальний пристрій апарату ВКЗ до зварювання: відводять назад його вугільний електрод і затискають скручені жили губками тримача так, щоб торці скручених жил впиралися в заглиблення вугільного електроду. Включається пристрій і проходить автоматичне зварювання, яке закінчується в момент оплавлення жил, які з’єднуються, на дану довжину.

Зварювання вказаних однопровідних жил контактним розігріванням в монтажній зоні виконують з допомогою кліщів з двома вугільними електродами, які підключені до полюсів вторинної обмотки трансформатора 2 – 12 В, 0,5 кВА.

Після охолодження місця зварних з’єднань очищують від шлаку та залишків флюсу стальною щіткою або наждачним папером і ізольовують поліетиленовим ковпачком або ізоляційною стрічкою.

З’єднання і відгалуження багато провідникових жил сумарним перерізом від 32 до 240 мм² здійснюється сплавленням цих жил в загальний монолітний стержень. Для зварювання використовують зварювальний трансформатор з вторинною напругою 8 – 9 В потужність 1 – 2 кВА; при зварюванні використовують охолоджувач, присадочні прутки з алюмінієвого дроту перерізом 2,5 – 4 мм², які покривають шаром флюсу. З кінців жил зачищують ізоляцію на довжині: при сумарному перерізі до 50 мм² – 60 мм; 75 мм² – 65 мм; 105 мм² – 70 мм; 150 мм² – 72 мм; 240 мм² – 75 мм. Якщо готують до зварювання жили кабелю з паперовою просоченою ізоляцією, то на ізоляцію коло її обрізу накладають бандаж з нитки, розкручують плоскогубцями жили і усувають з їх поверхні масло-каніфольний шар тканиною, яка змочена бензином.

4.6 Термітне зварювання. Підготовка жил для термічного зварювання в основному відповідає їх підготовці до електрозварювання. Термітні патрони вибирають за сумарним перерізом жил.

З’єднання і відгалуження алюмінієвих жил сумарним перерізом 70 – 240 мм² здійснюють зварюванням по торцях. При підготовці до зварювання із кінців жил знімають ізоляцію на довжині: для сумарного перерізу 70 мм² – 80 мм; для 95 – 120 мм² – 90 мм; для 150 – 185 мм² – 95 мм; для 240 мм² – 100 мм ^, кінці жил зачищують до блиску стальною щіткою і протирають тканиною, яка змочена в бензині або ацетоні. Кінці проводів, які з’єднуються складають в загальний пучок і зв’язують біля обрізу ізоляції тимчасовим бандажом з декількох витків дроту. Плоскогубцями придають пучку проводів круглу форму, змащують пучок тонким шаром флюсу і одягають на нього алюмінієвий ковпачок термітного патрона, а порожнини які ще залишилися заповнюють кусочками алюмінієвих провідників. Зверху на алюмінієвий ковпачок одягають термітний патрон так, щоб формочка (кокіль) в кожній частині виступала відносно нижнього обрізу ковпачка на менше 7 мм. Це забезпечує утворення наобхідного простору між кокілем і жилами. На жили, які з’єднують одягають охолоджувач, втулки якого підбирають за сумарним перерізом жил; якщо охолоджувач обтискає жили недостатньо щільно, то жили обмотують мідною фольгою. Тимчасовий бандаж з дроту перед встановленням охолоджувача знімають; між охолоджувачем і термітним патроном кладуть екран із азбестового картону; запалюють муфель термітного патрону термітним сірником і на початку горіння муфеля сплавлюють в формочку присадний пруток. Дротяною мішалкою визначають закінчення розплавлювання кінців жил; проводять плавне перемішування розплавленого алюмінію і добавляють присадку до заповнення формочки; після згорання муфеля його сколюють, знімають формочку, зачищують місце з’єднання від залишків флюсу та шлаку і протирають тканиною, яка змочена бензином. З’єднання покривають вологостійким лаком; ізолюють місце з’днання і поверхню ізоляції також покривають вологостійким лаком.

1 – термічний муфель патрона 2 – алюмінієвий ковпачок 3 – провідники 4 – присадочний пруток 5 – формочка (кокіль) 6 – екран з азбестового картону 7 – охолоджувач (кліщі) 8 – ущільнення азбестовим шнуром

З’єднання однопровідникових і багатопровідникових жил 16 – 240 мм², також багато провідникових жил 300 – 800 мм² здійснюється зварюванням впритик. Технологічний процес зварювання аналогічний до описаного вище з деякими незначними відмінностями (два охолоджувачі, більша кількість присадочних прутків, інші довжини зачищевання кінців.).

4.7 Газове зварювання. При газовому зварюванні в пропано-кисневому, ацетилено-кисневому або бензино-кисневому полум’ї підготовку жил, зварювання і обробку місць з’єднань виконують в значній мірі так само, як і при електрозварюванні. При ацетилено-кисневому зварюванні для пальника використовують спеціальний наконечник, а при бензино-кисневому – мундштук. При пропано-кисневому зварюванні використовують те ж саме обладнання, що і для ацетилено- кисневого зварювання (з незначними переробками). Для пропан-бутана використовують спеціальні балони.

З’єднання алюмінієвих одно провідникових жил проводять в скрутці пропано-кисневим зварюванням, яке в останні роки стало найбільш широковживаним. Операції виконують в наступній послідовності; ножем, кусачками або іншим інструментом з кінців жил, які зварюються очищують ізоляцію на довжині 30 – 40 мм, кінці зачищують стальною щіткою і скручують разом; кінці скрутки покривають тонким шаром флюсу ВАМІ. Флюс попередньо розводять у воді до пастоподібного стану. Відкривають вентилі на балонах з пропаном і киснем та регулюють робочий тиск кисню до 0,15 МПа (1,5 кг/см²). Відкривають вентиль пропану на горілці та запалюють пальник. Вентелем кисню на пальнику регулюють пропано-кисневе полум’я до нормального. Проводять зварювання до появи на кінці скрутки рідкого металу у вигляді кульки. Закривають вентелі пропану,а потім кисню і гасять пальник. Залишки флюсу з місця зварювання зчищують стальною щіткою, з’єднання протирають чистим клаптем тканини та ізолюють ізолюючим ковпачком або ізоляційною стрічкою.

Однопровідникові та багатопровідникові жили більших діаметрів з’єднюють зварюванням впритик з використанням зварювальних форм, охолоджувачів, струбцин, опорних стійок та інших допоміжних пристроїв. Технологічний процес зварювання аналогічний до описаного з деякими спеціальними відмінностями для різних значень перерізів жил.

4.8 Паяння. Паяння застосовують при неможливості застосування зварювання і опресовування. Паяння алюмінієвих жил виконують припоями, які приведені в талиці 1.

Таблиця 1

Паяння мідних жил здійснюють припоями характеристика, яких подана в таблиці 2.

Таблиця 2

Найбільше розповсюдження при паянні алюмінієвих жил отримали припої марок А і ЦО – 12. При їх відсутності використовують припой ЦА – 15.

Паяння проводять з допомогою пропано-кисневого пальника. Паяння однопровідникових жил 2,5 – 10 мм² можна виконати також і з допомогою паяльника.

З’днання і відгалуження алюмінієвих та мідних жил перерізом до 10 мм² виконують пропаяною скруткою, а виготовлення кінцевиків – оформленням пропаяного кільця.

Паяння алюмінієвих і мідних жил різних перерізів крім використання різних припоїв відрізняється ще і технологічними процесами. Так алюмінієві жили перерізом 2,5 – 10 мм² виконують шляхом подвійної скрутки з жолобком. Підготовка операції тут та ж сама, що і при зварюванні. Відрізняється технологічний процес використанням припоїв і в якості флюса – каніфолі чи спиртового розчину каніфолі.

З’єднання і відгалуження способом поливання попередньо розплавленого припою виконують: для багатопровідникових жил – перерізом 16 – 240 мм², і для однопровідникових жил - перерізом 70 – 120 мм². При перерізах 16 – 50 мм² паяння виконують в мідних гільзах. Припої марки ЦО – 12 або ЦА – 15 розігрівають в тиглі вмістимістю 7 – 8 кг до температури 600 – 700⁰С, яку визначають за початком розплавлення алюмінієвих провідників, що занурюються в припой. Така відносно велика кількість припою в тиглі необхідна для забезпечення надійного і достатньо повного розплавлювання провідників жил, що спаюються. Цей спосіб застосовують для з’єднання багатопровідникових і однопровідникових жил кабелів 1 – 35 кВ.

Після зняття ізоляції і очистки дротів від просочувального складу жилі надають круглої форми за допомогою пресу і набору спеціальних інструментів, або звичайних універсальних плоскогубців.

Перед паянням виконують ступінчасту підготовку кінців, або кінці жил обрізають ножовкою під кутом 55⁰ до горизонталі в стальних шаблонах. Кінці жил із ступенями вкладають в роз’ємну форму, а зрізані під кутом 55⁰ в форму з проміжком між торцями 2 мм. Половинки форм скріплюють бандажами з дроту і проміжки між формою та жилою ущільнюють азбестовим шнуром. Щоб забезпечити заповнення всієї форми припоєм її встановлюють строго в горизонтальне положення. На жилі закріплюють лоток із листової сталі для стікання припою в тигель, якщо припой переливається через край лісникового отвору форми. Паяльною ложкою розплавлений припой заливають в літниковий отвір форми до тих пір, доки не відбудеться розплавлення торців жил. Момент розплавлення визачають щупом з стального дроту.

При паянні кінців жил, скошених під кутом 55 ⁰ в процесі поливання припою проводять очистку плівки окису з поверхні жил скребком. Процес паяння в одній формі не повинен перевищувати 1 – 1,5 хв.

При застиганні припой дає усадку, тому для запобігання утворення раковин проводять доливання припою в літникові отвори форми в міру усадки. Обробку місця з’єднання проводять так само, як при паянні безпосереднім сплавлюванням припою в форму. Перед початком паяння наступної жили тігель з припоєм знову підігрівають до 600 – 700⁰С.

4.9 З’єднання алюмінію з міддю.

З’єднання і відгалуження алюмінієвих жил перерізом 16 – 240 мм² з мідними виконують так само, як з’єднання паянням двох алюмінієвих жил. Алюмінієву жилу готують до паяння виконуючи ступені або скіс пі кутом 55⁰ до горизонталі. Мідну жилу готують так само, як при паянні мідних жил. Кінці алюмінієвих жил повинні бути облужені спочатку припоєм А, а потім припоєм ПОССу, а кінці мідних жил і мідні з’єднуючі гільзи – лише припоєм ПОССу. При ступінчатій формі кінця алюмінієвої жили паяння з’єднання проводять або безпосереднім сплавлюванням припою А в форму, або способом поливання припою ЦО – 12; при скошеній формі кінця алюмінієвої жили – тільки способом поливання припою ЦО – 12.

Виготовлення кінцівиків алюмінієвих жил у вигляді мідних наконечників виконують так само як і при алюмінієвих наконечниках. Мідний наконечник попередньо облуджують припоєм ПОССу 40 – 0,5. Виконання кінцевиків проводять з підготовкою кінця алюмінієвої жили зі скосом під кутом 55⁰. В цьому випадку кінець підготовленої алюмінієвої жили вводять в гільзу наконечника скосом в сторону її контактної частини так, щоби жила була втоплена в гільзі наконечника на 2 мм. Проміжки ущільнюють безпосереднім плавленням припою ЦО – 12 на скошену поверхню жили. Оксидну плівку з торця жили зіскрібують скребком під шаром припою.

З’єднання і відгалуження алюмінієвих жил в мідних лужених гільзах виконують припоєм ПОССу 40 – 0,5. при цьому кінці провідника повинні бути попередньо облужена припоєм марки А. Технологія пайки багато провідникових і однопровідникових жил перерізом 16 – 240 мм² така ж як і мідних жил.

4.10 Контактні з’єднання та під’єднання до контактних виводів

електрообладнання.

Розбірні та нерозбірні контакти з’єднання жил провідників і кабелів з міді, алюмінію та його сплавів, алюмомідних проводів з виводами електротехнічних пристроїв повинні задовольняти вимогам ГОСТ 10484-82. Контактні виводи електротехнічних пристроїв повинні виконуватися відповідно до ГОСТ 24753-81, гвинтові затискачі – ГОСТ 25034-85, набірні затискачі – ГОСТ 19131-86, лінійна арматура – ГОСТ 13276-79.

Необхідно відзначити, що провідні закордонні електротехнічні фірми передбачають виводи електродвигунів на 6 і 0,4 кВ для під’єднання багатожильних проводів і кабелів, які не вимагають використання наконечників. Такий спосіб під’єднання забезпечує значну економію кольорового металу (відсутність наконечників) і трудозатрат (відпадає операція опресовування наконечників), тому цей спосіб необхідно широко впроваджувати і в нашій електротехнічній промисловості.

Лекція № 5

5.1 Зварювання в електромонтажному виробництві. Види зварювання.

Зварювання є одним з найбільш високопродуктивних і економічних видів механізації електромонтажних операцій. Зварюванням називається процес отримання нероз’ємного з’єднання твердих металів (а також металу і мінералу), який здійснюється за рахунок використання міжатомних сил зчеплення. Міжатомне зчеплення може проходити при розплавленні металів і наступному охолодженні (зварювання плавленням), а також при стискуванні зварюваних елементів (зварювання стискуванням). Зварювання плавленням має універсальне застосування. Цим способом можна зварювати практично будь-які метали і сплави при будь-якій формі зварюваних деталей. Зварювання стискуванням застосовують перш за все для з’єднання пластичних металів – алюмінію, міді і деяких інших.

5.2 Електродугове зварювання отримало найбільше розповсюдження. Воно винайдене в 1882 і 1888 роках інженерами Бенардосом і Слав’яновим. Зварювання за способом Бенардоса виконують неплавким вугільним, або графітовим електродом із заповненням зварного шва металом присадного прутка, який плавиться. Зварювання за способом Слав’янова виконують металевим електродом, який плавиться і метал якого заповнює зварний шов.

При доторканні електродом до металу замикається електричне коло, електричний струм проходить через контакт електроду з металом і викликає нагрів. Під електродом появляється розплавлений метал. При відведенні електроду від поверхні рідкого металу перехідний опір росте, температура металу підвищується, він починає перегріватись і кипіти.

Електродугове зварювання здійснюють як на постійному, так і на змінному струмі. Електрична дуга постійного струму більш стійка. Зварювання на постійному струмі проводять як для прямої, так і для зворотної полярності. Прямою полярністю називають підключення від’ємного полюса до електроду, а позитивного – до матеріалу.

Ручне електродугове зварювання сталі широко використовується при електромонтажних роботах і при виготовленні конструкцій для кріплення електрообладнання і прокладання мережі заземлення проводів і кабелів. Ручне зварювання сталі в монтажній зоні звичайно проводиться на змінному струмі штучними електродами марок ОММ – 5, ЦМ – 7, АНС – 8, МР -3, УРНі і др., які виготовляються промисловістю. При цьому для горизонтального і вертикального зварювання використовуються електроди діаметром не більше 4 мм. Живлення зварювального кола здійснюється від пересувних зварювальних трансформаторів, які підключаються до мережі напругою 380/220 В. Робоча напруга зварювального кола в залежності від типу трансформатора – від 25 до 35 В, напруга неробочого ходу – від 60 до 79 В, межі регулювання струму зварювання – від 55 – 60 до 400 – 700 А.

При зварюванні на постійному струмі живлення кола зварювання здійснюється від обертового перетворювача. В наш час для живлення кола зварювання на постійному струмі отримали широке застосування статичні перетворювачі змінного струму в постійний. Використовуються спеціальні випрямляючі пристрої ПВ – 400 до зварювальних трансформаторів. Для робіт в монтажній зоні використовується зварювальний комплект “Малютка” загальною масою – 43 кг, який складається із зварювального трансформатора типу СА65м і випрямляча типу ВП – 1. Зварювання здійснюється на струмі 350 А.

В електромонтажному виробництві при виготовленні тонколистових конструкцій (лист товщиною 2 – 3 мм) на заводах і в МЕЗ широко використовується напівавтоматичне зварювання в середовищі захисного вуглекислого газу. Його перевага – висока продуктивність, краща якість швів у порівнянні з ручним зварюванням штучними електродами, невелика кількість шлаку і як наслідок відсутність необхідності зачистки швів. Для даного зварювання використовується електродний дріт марки Св – 08ГС або Св – 08 Г2С діаметром 1; 1,2; 1,6 мм за ГОСТ 2246-70, який поставляється в мотках.

При зварюванні алюмінію і міді широко використовують аргонове зварювання вольфрамовим електродом, який не плавиться, або зварювання алюмінію плавким алюмінієвим електродом, а зварювання міді – мідним.

Зварювання в середовищі захисного газу проводять без флюсу, так як електрична дуга горить в середовищі нейтрального газу, який захищає місце зварювання від окислювання атмосферним повітрям.

Зварювання в середовищі захисного газу дозволяє здійснювати зварювання металів в будь-яких просторових положеннях і забезпечує високу корозійну стійкість зварних з’єднань. Напівавтоматичне аргонове зварювання плавким електродом використовують як в монтажних умовах, так і на заводах або МЕЗ. Зварювання такого виду знайшло застосування зокрема при виготовлені та монтажі підтримуючих конструкцій з алюмінієвих немагнітних сплавів для кріплення струмопроводів на великі струми.

Напівавтоматичне аргонове зварювання плавким металевим електродом в монтажній зоні виконують при допомозі монтажних ранцевих напівавтоматів типу ПРМ. Зварювання проводиться на постійному струмі від зварювальних перетворювачів. Касета із зварним дротом (при зварюванні алюмінію – алюмінієвий дріт діаметром 1,2 – 2 мм подається зі швидкістю 3 – 15 м/хв.) і механізм подавання змонтовані в ранці, який кріпиться на плечових ременях (маса ранця з котушкою дроту – 9 кг). Дріт подається до зварювального пістолета через гумовий шланг. При натисканні кнопки на пістолеті спочатку відкривається клапан подачі аргону, потім включається коло зварювального струму і запускається механізм подачі дроту. Ручне аргонове зварювання неплавким вольфрамовим електродом здійснюється на змінному струмі.

Електроконтактне зварювання основане на нагріванні провідника струмом, який по ньому проходить. Розділяють точкове і стикове контактне зварювання.

Зварювання тиском або холодне зварювання виконують без нагрівання. При цьому нероз’ємне з’єднання металів за рахунок використання міжатомних сил зщеплення отримують шляхом сумісного пластичного деформування елементів які з’єднуються. Під дією сил тиску проходить пластична текучість металлу, при якій починають проявлятися сили взаємодії атомів. Зварювання тиском в електромонтажних роботах використовують для з’єднання алюмінієвих і мідних шин. Зварювання шин тиском виконують при допомозі гідропресу і спеціальних інструментів – набору кондукторів та пуансонів.

В останні роки зварювання тиском шин знаходить обмежене застосування при електромонтажі внаслідок відносно високої трудоємності та складності процесу, тому ширше починають застосувати нові методи зварювання – магнітно-імпульсивне і вибухом.

Зварювання шин.

Зварні з’єднання алюмінієвих шин забезпечують високу надійність, не вимагаючи практично ніякого обслуговування в процесі експлуатації, стійкі до динамічних і термічних дій струмів КЗ і вібраційних навантажень. Крім того, зварні з’єднання шин у порівнянні з болтовими значно підвищують продуктивність праці при монтажі шин, мають меншу вартість, дозволяють уникнути застосування дефіцитних метизів, забезпечують економію електроенергії за рахунок виключення теплових втрат в перехідному контакті, дають економію матеріалу шин. Тому зварювання шин при монтажі електротехнічних установок використовується без обмежень, за винятком тих місць, де за умовами монтажу або експлуатації вимагаються роз’ємні з’єднання. З метою підвищення надійності експлуатації в ряді випадків, в тому числі на під’єднанні шин до контактних виводів апаратів, застосовують зварні з’єднання віддаючи перевагу необхідності розрізання та наступного зварювання шин замість менш надійних з’єднань.

Найбільше розповсюдження отримало електродугове зварювання шин. Най- простішим способом електродугового зварювання є зварювання на постійному та змінному струмі вугільним електродом шин, які покладені одна на одну – нижнє зварювання.

Кваліфіковані електрозварювальники виконують цим способом зварювання алюмінієвих шин товщиною 50 мм на постійному струмі і до 20 мм на змінному струмі без додаткового підігріву і підготовки кромок. На постійному струмі виконують також зварювання шин з алюмінієвого сплаву АД 31 товщиною до 12 мм, мідних шин – 12 мм, мідних шин товщиною до 16 мм зі сталлю. Металевим плавким електродом на постійному струмі, але при зворотній полярності виконують зварювання алюмінієвих шин складного профілю при товщині до 12 мм, також зварювання внутрішній кутів швів на алюмінієвих шинах.

При необхідності виконувати зварювання в будь-яких просторових положеннях, зварювання алюмінію і алюмінієвого сплаву АД31 на відкритому повітрі, в сирих приміщеннях і приміщеннях з агресивним середовищем, зварювання неповоротних стиків плоских і коробчастих шин з алюмінієвого сплаву АД31 товщиною до 12 мм, зварювання шин при виготовленні струмопроводів складного профілю з алюмінію застосовують аргонодугове зварювання неплавким (вольфрамовим) електродом.

Лекція № 6

6.1 Технологія виготовлення друкованих плат.

З точки зору технології печатна плата являє собою плоску ізоляційну основу, з одного або обох боків якої розміщені провідники у вигляді рисунку, що визначений конструкторським кресленням. Провідники з різних боків плати з’єд-нуються між собою металевими перемичками.

В даний час існує багато різних методів виготовлення друкованих плат. Основні з них складаються з наступних операцій: отримання захисного рисунку схеми, просвердлювання отворів, хімічна металізація, гальванічне осаджування міді і захисних покриттів, протравлювання мідної фольги. Послідовність операцій визначається вибраним методом виготовлення плат.

Отримання захисного рисунку.

Застосовують, в основному, два способи – фотодрукування і сіткографію. При фотодрукуванні для отримання рисунку, використовують фоторезисти, світлочутливі і стійкі до дії агресивних факторів суміші.

Для отримання рисунку, нанесений на підготовлену поверхню заготовки, фоторезист експонується через фотошаблон, який виготовлений на фотоплівці. Під дією активуючого випромінювання (випромінювання, яке викликає активацію фоторезиста) фоторезист переходить в нерозчинний стан, внаслідок чого після проявлення появляється рисунок схеми.

Рідкі фоторезисти наносяться поливанням на заготовку при обертанні центрифуги; занурюванням або поливанням з наступним вирівнюванням і сушінням шару суміші в центрифузі; занурюванням з наступним витяганням заготовки з розчину з відповідною швидкістю.

Рідким фоторезистом, який знаходить найбільш широке використання, є фоторезист на основі полівінілового спирту (ПВС). Він складається з 90 – 120 г/л полівінілового спирту, з – 10% від маси сухого спитру двохромовокислого амонію, 50 мл етилового спирту і літра дистильованої води. Готується фоторезист наступним чином: ПВС набухає у воді не менше 15 годин, після чого він вариться при температурі 90⁰С протягом 12 годин при неперервному перемішуванні. Після охолодження розчин фільтрують і додають етиловий спирт та двохромовокислий амоній, які розбавлені водою. В’язкість приготовленого розчину 25 – 40 с за віскозиметром В3 – 4. Через 24 години фоторезист готовий до застосування. Його необхідно зберігати при температурі не вищій 22⁰С і не більше 5 діб.

Перед нанесенням фоторезисту поверхня заготовок зачищується спеціальною шліфувальною порошкоподібною сумішшю вручну або на зачисних станках з металевими щітками, після чого обробляється розчином соляної кислоти (концентрацією 50 – 100 г/л), промивається і сушиться.

ПВС наноситься в два шари. Сушіння першого шару триває 30 хв при температурі 35 – 45⁰С, другого 60 хв при тій же ж температурі. Заготовки із світлочутливим шаром треба зберігати в пакетах зі світлочутливого паперу не більше 4 год. (в холодильній камері допускається – до 24 год).

Експонування зображення проводиться на установках для експонування або копіювальних рамах з рухомим джерелом світла. Час експонування встановлюється дослідним шляхом для кожної партії ПВС. Зображення проявляється промиванням теплою водою. Якість проявлення контролюється шляхом занурювання заготовки в розчин метилового фіолетового барвника (1 – 3 г/л) при температурі 18 – 25⁰С на 10 – 15 с. Потому для підвищення захисних властивостей резиста проводять хімічне дублення в розчині хромового ангідриду (густиною 1,017 – 1,02 г/см³) при температурі 18 – 22⁰С протягом 2 хв. Після промивання і сушіння проводять термічне дубленя в сушильних печах з циркуляцією повітря при 100 – 120⁰С протягом 2 – 3 годин. Завантажувати і вивантажувати плати необхідно при температурі не вищій 40⁰С після здійснення термодублення захисний шар повинен бути глянцевим, суцільним без тріщин і подряпин, а зображення чітким нерозмитим темно-коричневого кольору. Роздублювання ПВС проводиться в розчині, який складається зі щавелевої кислоти (150 – 200 г/л), і хлористого натрію (50 – 100 г/л) при температурі 70 – 80⁰С протягом 5 хв, або в розчині їдкого натрію (200 – 300 г/л) при такому ж режимі.

Суттєві недоліки рідких фоторезистів – неоднорідність за товщиною, можливість забруднення та пошкодження шару. І так як крім цього процес нанесення рідкого фоторезисту – ще і не можна автоматизувати, то виникла необхідність використання сухого плівкового фоторезисту (СПФ).

СПФ представляє собою тришаровий матеріал синього кольору, який складається з лавсанової плівки 20 – 25 мкм, липучого світлочутливого шару товщиною 20 – 60 мкм і захисної поліетиленової плівки. СПФ наноситься на підготовлені заготовки за допомогою спеціального валкового пристрою – ламінатора, при цьому захисна поліетиленова плівка легко відділяється від світлочутливого шару без пошкодження останнього і фоторезист привалковується до заготовки липучим шаром.

Експонування проводиться через лавсанову плівку на копіювальних рамах з ультрафіолетовим випромінюванням. Перед проявлянням лавсанова плівка відділяється від заготовки.

СПФ виготовляється двох видів: СПФ – 2 і СПФ – ВЩ. Останній проявляється в 2% - ному розчині кальцинованої соди при температурі 30 – 35 ⁰С протягом 2 – 3 хв., знімається 5% розчином лугу при температурі 18 – 25⁰С протягом 5 – 7 хв. СПФ – 2 проявляється у метилфлороформі, знімається хлористим метиленом.

Сіткографія відноситься до методів трафаретного друку. В цьому випадку рисунок схеми наноситься через трафарет – сито (металеве або капронове) з дрібними комірками різними сумішами на основі топографічних фарб (офсетної фарби, білил, друкарської оліфи і інших). Цей метод використовується при масовому виробництві нескладних плат.

6.3 Хімічна і гальванічна металізація.

Хімічне міднення плат здійснюється у ваннах, в яких забезпечуються коливання або вібрації для того щоб при обробці розчини легко проходили через просверлені отвори. Перед хімічним мідненням заготовки обезжирюються в такій рідкій суміші: тринатрійфосфат – 30 г/л; сода кальцинована – 30 г/л; миюча речовина (будь-який пральний порошок) – 5 г/л – при температурі 30 – 40⁰С протягом 2 хв.

Після обезжирювання і наступного промивання в теплій і холодній воді плати обробляються в розчині сенсибілізації, промиваються, потім обробляються у ванні активації з наступним промиванням в двох збірниках для запобігання втрати хлористого палладію. Якщо використовується суміщений розчин активування, то після нього проводиться обробка в одному з розчинів акселерації. При проведенні процесу необхідно після кожної операції проводити якісне промивання. Потім плати обробляються у ванні хімічного міднення.

Після хімічного міднення на заготовки наноситься шар гальванічної міді товщиною не менше 25 мкм. Для отримання еластичних осадків добрі результати дає електроліт міднення з декстрином. Можна також застосовувати борфтористоводневе або кремнійфтористоводневе міднення.

Для захисту провідників та отворів від витравлювання і забезпечення здатності до паяння на осаджену мідь наноситься покриття сплавом олово-кобальт або олово-свинець товщиною 12 – 15 мкм. Покриття олово-свинець після травлення і освітлення обплавлюють в гліцерині при температурі 222 – 232⁰С або в установках обплавлення з лампами інфрачервоного випромінювання.

В технічно обґрунтованих випадках допускається після міднення покривати плати сріблом товщиною 9 – 12 мкм в електроліті на основі діціанаргентату калію.

При гальванопокритті плат необхідний жорсткий контакт з підвіскою і погойдування катодної штанги для забезпечення рівномірного покриття, якість промивання для виключення можливості забруднення електролітів.

Травлення

Травленню піддаються плати після нанесення рисунку схеми при негативному методі виготовлення і після покриття рисунка схеми захисним сплавом олово-свинець (олово-кобальт, срібло) при позитивному методі.

По мірі витравлювання вміст міді в розчині безперервно зростає, а вміст інших компонентів зменшується, тому розчини вимагають відновлення, яке полягає у використанні частини відпрацьованого розчину на регенерацію міді і добавлянні в частину що залишилася інших компонентів.

Кислий розчин травлення на основі хлорної міді готується наступним чином: хлорна мідь розчиняється в ⅓ об’єму води, а в інших двох третіх розчиняється хлористий калій, який підкислений розрахунковою кількістю соляної кислоти. Після зливання отримують пророзорий яскраво-зелений розчин без осаду. Перед початком роботи розчин доводять до необхідного рівня і проводять аналіз розчину на вміст хлорної міді, хлористого калію і соляної кислоти і коректують за даними аналізу. Регенерацію розчину проводять при досягненні концентрації міді в робочому розчині до 65 г/л шляхом додавання пергідролю. При цьому одновалентна мідь переходить в двовалентну.

Лужний розчин травлення на основі хлорної міді готується безпосередньо в травильній установці. В установку заливають воду на ¾ об’єму і нагрівають до 40 – 45⁰С. потім на конвеєр на лист діелектрика порціями насипається суміш сухих солей амонію. Суміш розчиняється при включеному насосі. Після повного розчинення солей розчин доводять до необхідного рівня і витримують протягом 3 – 4 годин.

Коректування проводять при появі побіління. При цьому зливають 2/3 об’єму травильного розчину і додають суміш свіжих солей з розрахунку на 2/3 об’єму.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: