Очень приятно, что среди нас появилась девушка. Её зовут Елена. Она из города Рыбинска, Ярославская область. Вот, что она пишет о себе:
Добрый день! Я хочу написать об электрических жгутах для авто и мото. Как стоит и не стоит делать, про доступные материалы, личный опыт. Работаю инженером-конструктором, проектирую жгуты и электропроводку для поршневых двигателей.
Итак, статья Елены.
Про электрические жгуты
Жгут – это набор электрических проводов и кабелей, которые используются для связи различных элементов электромеханических или электронных систем.
Назначение жгутов – обеспечивать питанием или передавать электронные сигналы различным периферийным устройствам. Жгут состоит минимум из двух проводов.
Фото 2 – Жгут на монтажном столе (www.knaapo.com)
Так выглядят профессионально сделанные автомобильные жгуты:
Фото взято из блога JDMParts на сайте drive2.ru
Так выглядят авиационные жгуты (aer.interelectro.com.ua):
Материалы и компоненты для изготовления жгутов
Материалы, используемые в авиационных жгутах, имеют высокую надежность и могут применяться и военной технике. Например, термоусадочные трубки фирмы Raychem и Deray. После усадки они достаточно мягкие (в отличие от дешевых трубок), стойкие к истиранию.
Отдельно стоит сказать о применяемых соединителях. Для Российской техники используют цилиндрические и прямоугольные соединители, например: СНЦ, РСТВ, ОНЦ-БС, 2РМД, 2РМДТ (фото 6), в металлическом корпусе.
Любые жгуты состоят из одних и тех же компонентов:
– провода (силовые и сигнальные);
– соединители, наконечники, клеммные колодки;
– защитные материалы (обмоточная лента, гофрированная и термоусаживаемая трубки, защитные оболочки и чулки);
– крепления жгута (хомуты, держатели).
Разница в цене между специальными материалами и тем, что мы применяем для себя – домой или в машину – в разы.
Есть много специальных электротехнических материалов, но они, как правило, очень дороги или редки. А зачастую мы просто не знаем, что использовать (это касается и материалов и инструмента) в конкретной ситуации и тут начинается «колхоз».
Провода для изготовления жгутов
С чего начнем? С проводов. При выборе обязательно нужно обращать внимание на температуру эксплуатации, стойкость изоляции к бензину, маслу, сопротивление горению.
Возьмем многожильные медные провода в изоляции разного цвета и разного сечения, например ПВ-3. Они выдерживают температуру от -50°С до +65°С. Они достаточно распространенные, есть в интернет-магазинах и в розничной продаже. На самом деле, это были единственные провода, представленные в широком ассортименте цвета и сечения, которые нашлись в магазине в моем городе. К сожалению, как правило, так и бывает
(фото 7).
Фото 7 – Материалы, инструменты и провода для производства жгутов
Нужно отрезать необходимое количество. Измерить длину можно с помощью веревки или провода, проложив по месту. Необходимо оставить запас по длине на тройную перезаделку в контакты или наконечники (несколько сантиметров с обоих концов) После свивания провод станет еще короче, не забудьте. Провод не должен быть натянут, особенно возле разъемов. Если вы не уверены – возьмите длиннее, отрезать всегда успеете.
Вообще, если провода идут вместе хотя бы 50 мм, их объединяют в жгут. В одном жгуте запрещается укладывать силовые и сигнальные линии. Это значит, что провода от датчиков и провода от мощных потребителей должны идти по разным путям и как можно дальше друг от друга. Крайний случай – провод от какого-либо датчика и бронепровод от свечи.
Повив провода можно закреплять лентой или специальной нитью. Для бытовой практики доступна лента ФУМ (в промышленности используют фторопластовую пленку СКЛФ-4Д, лента ФУМ тоже сделана из фторопласта – негорючего электротехнического материала). Обмотка ведется в противоположном направлению повива. (фото 8).
А что там свежего в группе ВК СамЭлектрик.ру ?
Подписывайся, и читай статью дальше:
Фото 8 – свитые провода
Свитые провода более гибкие, чем просто сложенные вместе и закрытые какой-либо оболочкой.
Верхняя оболочка – гофра, термоусаживаемая трубка.
Это самые распространенные материалы, используемые в частной практике для защиты проводов. Иногда обматывают провод изолентой по всей длине, так делать не надо. Клей со временем (особенно от тепла) разлагается, провод останется липким, в конце концов выглядит это не очень хорошо (фото 9).
Гофра бывает разрезная и неразрезная (с зондом для протяжки – проволокой). Разрезную можно надеть на уже готовый жгут с установленными разъемами.
Не нужно набивать всю гофру проводами, пусть останется немного свободного места (подробнее в п. 5.9 – ГОСТ 23586-96) В конце концов, может понадобиться проложить еще несколько проводов. Иногда закладывают в жгут запасные провода, их концы обязательно закрывают, т.к. провод – это капиллярный насос, жидкость, попавшая внутрь, вызовет коррозию.
На фото 11 представлен способ заделки изоляции запасного провода, он заключается в том, что кусок термоусадки (наличие клеевого слоя неважно) одевают, так чтобы минимум сантиметр – полтора не было надето на провод и обрабатывают горелкой. Пока не остыло – сжимаем пальцами свободную часть трубки, она склеится. Все.
Применение термоусадки при производстве электрических жгутов
Казалось бы, разрезная гофра негерметична, какая от нее польза? Она не даст проводам перетереться об острые края, в отличие от недорогой термоусадки. Есть минус – большую температуру гофра не выдержит.
Вместо гофры жгут по всей длине можно одеть в термоусадку.
Обычная термоусадка ТУТ имеет температуру эксплуатации от -55 до +105°С, коэффициент усадки 2:1. Это значит, что трубка типоразмера 8/4 имеет диаметр 8 мм до усадки, 4 мм после усадки. Чем ближе диаметр жгута к диаметру неусаженной трубки, тем меньше толщина стенок после усадки, поэтому, стоит выбирать такую трубку, чтобы диаметр жгута был примерно посередине этих размеров.
Чтобы усадить трубку, можно пользоваться спичками, зажигалкой, горелкой, строительным феном. Главное следить за равномерностью усадки и не пережечь ее (для любой трубки производитель пишет температуру ее полной усадки). Спичками это делать неудобно. Честно. Маленькую трубочку на место пайки одного тонкого провода еще можно усадить, что-то больше – нет.
Профессиональный вариант – (на самом деле хорошая вещь, отлично подходит для работы с деревом и кожей при обработке воском, поможет снять старую краску, нагреет деталь при замене подшипников). У него регулируется температура в широком диапазоне, усадка идет равномерно и не слишком быстро.
Я пользуюсь паяльной горелкой, она заправляется газом для зажигалок (фото 12).
Пламя имеет высокую температуру, поэтому надо делать все быстро и аккуратно, чтобы не пережечь трубку. От себя рекомендую приобрести такую горелку, она поможет при работе с термоусадкой, при пайке массивных деталей да и в других случаях. А вот без фена вполне можно обойтись.
Выполнение разветвления проводов, спрятанных в гофру, осуществляется с помощью разборного тройника (фото 13)
У меня таких тройников не было. Пришлось использовать изоленту, хоть я ее и не люблю. Края трубок вставляются друг в друга и аккуратно заматываются.
Для разветвлений существуют кабельные термоусаживаемые кабельные перчатки (фото 15)
Фото 15 – кабельные термоусаживаемые перчатки
Отличная вещь, но в розничных магазинах я такие видела один раз, и то они предназначены для кабелей большого диаметра. Если вы фанат своего дела, наверняка вам захочется использовать эти изделия. Они есть в интернет-магазинах (но придется поискать), например завод КВТ (г. Калуга) скоро будет выпускать такие изделия (советую посетить каталог КВТ на их сайте).
Снятие изоляции
Фото 16 – Стриппер
Осуществляется специальным инструментом – стриппером (фото 16)
Он надрезает изоляцию, не доходя до жилы, но так, чтобы можно было ее оторвать и сдвинуть. Я сильно сомневаюсь, что таким инструментом кто-то пользуется в быту (например, у меня такого нет). Не слушайте того, кто вам скажет «а я бокорезами/кусачками/ножом изоляцию надрезаю поперек провода снимаю» это выполняется на свой страх и риск, нельзя быть уверенным, что лезвие не дошло до жил провода. «На глаз» очень трудно регулировать глубину надреза.
Я так делаю. Но нужно быть уверенным в своем инструменте, руках и изоляции провода! Да и после 10-20 таких снятий начинают появляться мозоли! (Прим. СамЭлектрик.ру)
Один из инструментов для снятия изоляции – монтажный нож, прямой или с пяткой (фото 17). При некоторой сноровке изоляцию можно пользоваться канцелярским ножом вместо прямого монтажного. Изоляция срезается стружкой, как будто затачиваешь карандаш, но стараясь не порезать жилы.
Я широко применяю канцелярский нож. Особенно – при снятии изоляции с кабелей. Для этого режу внешнюю изоляцию вдоль, стараясь не порезать внутреннюю, индивидуальную. А в одиночного провода изоляцию снимаю (когда нет кусачек, или в сложных случаях), разрезав изоляцию вокруг.
На оборонных предприятиях использовали обжигалки для изоляции – они похожи на инструмент для выжигания по дереву. Раскаленной нихромовой проволокой изоляция прожигается по кругу и потом снимается. Годится и для МГТФ, и для других проводов. Аналогичным образом можно снимать изоляцию с помощью паяльника (фото 19). Минус – запах и вредные испарения.
Фото 19 – Снятие изоляции паяльником.
Фото 19-2 – Снятие изоляции паяльником.
Пайка или обжимка проводов
Вообще, обжимка лучше в плане вибростойкости. При пайке, в точке где провода выходят из припоя, они скорее всего и обломятся, если они подвергаются вибрации (фото 20).
Правильно сделанная обжимка крепче, чем сам провод, но разве много у кого дома есть обжимка хотя бы для автоклемм? Правильно, нету, у меня тоже (а вообще обжимки выглядят так – фото 21). Поэтому будем паять.
У меня есть и обжимка, и стриппер. Про обжимку проводов наконечниками я уже писал .
Важно: никогда не используйте кислотные флюсы при пайке проводов, как бы заманчиво это не звучало. Потому что провод – это капиллярный насос и вымыть оттуда остатки флюса вы все равно не сможете, кто бы вам чего не говорил. Вскоре там начнется коррозия.
Удобно использовать канифоль, растворенную в спирту. Налейте этот раствор во флакон с кисточкой, например из-под лака для ногтей.
Удобно использовать флюс ЛТИ-120 с кисточкой. Или канифоль в баночке, пишу об этом .
Кожухи соединителей
– защищают контакты внутри от воды и пыли, обеспечивают механическое сцепление корпуса соединителя и провода. Бывают герметичные или негерметичные.
На фото 22 соединитель долгое время работал без кожуха, провода часто перегибались и перемещались, жилы частично оборвались около контактов (присоединение проводов выполнено обжимкой, но причина неисправности именно в отсутствии кожуха).
Фото 22 – Соединитель без кожуха
Герметичные кожухи изготавливаются из термоусаживаемых материалов с клеевым слоем. Та же трубка только другой формы. Можно легко использовать кусок обычной трубки, но дело в том, что диаметр задней части разъема и диаметр кабеля имеют очень большую разницу, которую не покрывает обычная термоусадка с коэффициентом 2:1. Проще говоря – на соединитель она сядет нормально, а провод будет болтаться. Можно поискать трубку с коэффициентом усадки 3:1 и даже больше. Такие бывают, но стоят дороже.
23 – Кожух на разъем из термоусадки
На фото 23 использован кусок обычной термоусадки, взята гофра большего диаметра (внутри всего 2 провода). Надо заметить, что температура размягчения гофры примерно равна температуре усадки трубки, так что работать горелкой нужно быстро и аккуратно, стараясь ничего не перегревать.
Фото 24-1 – До и после
Фото 24-2 – новый электрический жгут установлен
Герметизация
Внутрь кожуха при необходимости заливают специальную мастику, чтобы герметизировать контакты. В частной практике можно воспользоваться силиконовым автомобильным герметиком. Большой объем будет сохнуть несколько дней. Если это действительно необходимо – попробуйте набраться терпения и заливать по частям или хотя бы обмажьте толстым слоем ответственные детали.
Важно: никогда не используйте герметики с кислотным отверждением, коррозия не заставит себя ждать.
Если вы открыли тюбик и в нос ударил запах уксусной кислоты – не используйте его. Если ничем не пахнет – использовать можно, он нейтральный на спиртовой основе.
Как правило, кислотные герметики дешевле (ABRO, RUNWAY), честный производитель укажет на упаковке – «Содержит уксусную кислоту». Если такой надписи нет, внимательно читаем состав и гуглим каждый из компонентов. В составе герметика, который я купила, был указан метилтриацетоксисилан – это реагент для вулканизации каучуков, синтезируется с помощью уксусного ангидрида (я не утверждаю, что этот компонент есть абсолютно во всех кислотных герметиках, пожалуйста, обращайте внимание на состав при покупке).
После вскрытия этого тюбика стало пахнуть уксусной кислотой, хотя производитель указал, что он может использоваться для электрических соединений. Не будем испытывать судьбу, оставим его для менее ответственных узлов.
Укладка жгута
Порядок укладки такой:
– размещаем жгут на месте, временно закрепляем стяжками;
– подключаем все электрические соединители;
– закрепляем жгут по месту, начиная от соединителей (например, от концов жгута, где более мелкие клеммы к большому общему соединителю).
Жгут крепят по месту с помощью нейлоновых кабельных стяжек. Кстати, стяжки черного цвета более стойки к внешним воздействиям.
На фото 27 слева видно 2 металлических хомута, которые крепят провода к раме. Их можно использовать, но при условии, чтобы хомут не перетирал провод – локально обмотать изолентой, надеть кусок термоусадки, подложить что-нибудь. Не забываем, что жгут не должен быть натянут у соединителей, не должен касаться острых углов, слишком сильно болтаться или касаться очень горячих частей.
А что если жгут заходит в коробку и подключается там?
Такая ситуация элементарно возникает при подключении стоп-сигнала:
Черная штуковина с накидной гайкой на фото 28 – пластмассовый кабельный ввод (сальник). Он предназначен как раз для ввода кабелей в различные коробки. Стоит такая штука не более 20 рублей (для небольших диаметров проводов). Бывают металлические кабельные вводы (для тяжелых условий и ответственных соединений), но в магазинах они в лучшем случае под заказ, стоимость уже около 100 р за штуку. Кроме вводов есть специальные проходки и втулки.
Фото 29 – Кабельный ввод на проводе в разборе
Провод болтается в соединителе (да где угодно), что еще можно сделать?
Если подмотка разнообразными изолентами (ПВХ или тканевая) и закрепление хомутами вас не устраивает, то…
Есть такая замечательная штуковина – силиконовая лента ЛЭТСАР – лента электроизоляционная термостойкая самослипающаяся резиновая радиационной вулканизации. Это самослипающаяся лента, вулканизируется при комнатной температуре. Через двое суток у вас получается кусок относительно мягкой резины там, куда вы ее намотали.
В авиационных жгутах ее как раз подматывают под жесткие металлические кожухи для лучшего обжатия. Более подробно свойства описывать не буду, слишком много текста. Продается катушками по 500 г, сильно растягивается при намотке, катушки хватит очень надолго.
Вообще стоит поискать самослипающиеся (самовулканизирующиеся) ленты других марок, там фасовка меньше.
- ОСТ 1 00723-74 Присоединения минусовых проводов к корпусу летательного аппарата. Технические требования
- ГОСТ 23585-79 Монтаж электрический радиоэлектронной аппаратуры и приборов. Технические требования к разделке и соединению экранов проводов
- ГОСТ 23586-96 Монтаж электрический радиоэлектронной аппаратуры и приборов. Технические требования к жгутам и их креплению
- ГОСТ 23587-79 Технические требования к разделке монтажных проводов и креплению жил
- ОСТ 1.01025-82 Экранирование проводов, жгутов, кабелей и металлизация самолетов. Общие технические требования
Дополнение по кабельному бандажу
Он более практичный, чем пластиковые стяжки (хомуты) и изолента. Главное преимущество – он многоразовый!
Совокупность разработанных проводов и кабелей, соединенных один с другим каким-либо способом и при необходимости оснащенных элементами электрического монтажа (наконечниками, соединителями и др.), называется жгутом. По своему назначению жгуты подразделяются на внутриблочные и межблочные.
Внутриблочные жгуты служат для электрического соединения отдельных узлов, блоков и электрических деталей внутри прибора, а межблочные применяются для электрического соединения различной РЭА и приборов в одну систему.
Конструкция внутриблочного жгутового монтажа определяется типом корпуса прибора, требованиями по их обслуживанию и ремонту. В зависимости от размещения узлов в корпусе такие жгуты могут быть: плоскими неподвижными с разъемными соединениями; плоскими подвижными с неразъемными соединениями; объемными подвижными; объемными с подвижными отводами. Неразъемные соединения при внутриблочном монтаже используют главным образом в РЭА, предназначенной для жестких условий эксплуатации.
Типовой технологический процесс изготовления жгута состоит из резки проводов и изоляционных трубок, укладывания проводов на шаблоне, обвязывания их в жгут, разработки концов проводов жгута и их маркировки, контроля изготовленного жгута (прозвонки), защиты жгута изоляционной лентой и его окончательного контроля (визуальный осмотр на соответствие эталону и прозвонка).
Шаблон для раскладки жгутов представляет собой прямоугольную пластину из пластмассы или фанеры, на поверхности которой нанесена схема жгута в натуральную величину и закреплены концевые и угловые шпильки (рис.4.8).
Укладку провода начинают, закрепив его на угловой шпильке. Затем провод кладут по схеме жгута, загибая его на угловых шпильках и закрепляя на концевой шпильке. Начальная и конечная шпильки имеют один и тот же номер. Когда все провода лежат на шаблоне, их обвязывают льняной ниткой.
В жгутах, где нельзя делать замену испорченных проводов, предусматривают запасные провода, количество которых составляет 8-10% от общего числа проводов в жгуте, но не меньше двух. Длина и сечение запасных проводов должны быть равны наибольшей длине и сечению проводов, имеющихся в жгуте. Длина отводов жгута должна быть достаточной для подключения к узлам и элементам схемы прибора без натяжения; кроме того, следует иметь некоторый запас длины (10-12 мм) для повторной зачистки и припайки каждого конца провода.
При оформлении жгутов нужно выполнять следующие требования:
два или больше параллельно расположенных изолированных провода, идущих в одном направлении и длиной более 80 мм должны быть связаны в жгут;
более длинные провода нужно укладывать в верхней части жгута так, чтобы ответвление жгута выходили из-под них. Провода малых сечений (0,2 мм 2) следует укладывать в центральной части жгута;
в зависимости от условий эксплуатации, а также от изоляции проводов, входящих в жгут, нужно выполнить вязку нитками, тесьмой или лентами из синтетических материалов или делать обмотку электроизоляционными лентами или пленками. Можно также вместо обмотки лентой пользоваться электроизоляционными трубками или выполнять механическую и автоматическую вязку жгутов нитками с натяжением, при котором не нарушается изоляция проводов;
шаг вязки петель жгута зависит от диаметра жгута и выбирается из табл.4.3.
в местах оголения жгута (до и после него) должны быть выполнены бандажи из 2-3 размещенных рядом петель. В начале и конце вязки также должны быть бандажи, которые состоят из двух-пяти петель и имеют конечные узлы. Перед каждым выходящим из жгута проводом должна быть сделана петля. Пример вязки и закладывания бандажом показан на рис.4.9;
в зависимости от количества проводов и диаметра жгутов вязку нужно проводить в одну, две и больше ниток. Нитки до начала вязки рекомендуется натереть или промочить церезином. Узлы льняных ниток после вязки нужно покрыть клеем (например, БФ-4) или лаком; концы из капроновых ниток после вязки нужно оплавить.
После вязки проводов в жгут выполняют заладку их концов. При этом все концы проводов маркируются в соответствии с монтажной схемой.
Маркировка проводов, кабельных изделий и жгутов при электромонтаже должна обеспечивать возможность проверки электрических цепей, нахождение неисправностей и ремонта аппаратуры. Для маркировки используются следующие способы: закладка в жгут проводов, имеющих разные цвета; окраска или нумерация поливинилхлоридных трубок, используемых для зажима концов изоляции (трубки маркируют на автомате или номера пишутся от руки маркировочными чернилами);
надевание на провода пластмассовых бирок с условными обозначениями мест соединения;
нанесение пометки на изоляцию с помощью цветной типографской фольги (для проводов с поливинилхлоридной и полиэтиленовой изоляцией и кабелей типа РК);
использование металлической бирки (преимущественно на кабели типа РК);
использование липкой маркировочной ленты (бандажом в 1,5...3 оборота на провод или кабель).
Маркировку наносят на оба конца провода, кабеля или жгута в местах их присоединения. Обозначение проводов, кабелей и жгутов на маркировочных бирках, лентах и трубках или непосредственно на проводах должна соответствовать отметке, показанной в технической документации. Если надетая на провод или кабель бирка не приклеена, ее завязывают на проводе (кабеле) узлом или петлей.
Для маркировки проводов диаметром по изоляции до 1 мм следует применять цветные маркировочные трубки с внутренним диаметром, соответствующим диаметру провода.
Маркировку проводов в жгуте делают с помощью бирок или лент из полимерных материалов. Длина бирок или ширина лент должны быть не больше 12 мм.
Затем контролируют жгут прозвонкой, для чего подключаются прибором (индикатором) последовательно к концам проводов жгута с одинаковыми номерами.
Контроль сложных жгутов выполняют на специальных полуавтоматических стендах по заданной программе. Вся информация о таком контроле записывается в компьютер.
Закрепление жгутов, проводов и кабелей к корпусу РЭА или его элементам производится с помощью: скоб, лент, хомутов, клеев, мастик, компаундов, ниток, тесемок, пластмассовых самоклеящихся лент.
Скобы, ленты и хомуты должны соответствовать форме жгута и при закрепления не допускать его смещения.
Для того чтобы не повредить изоляцию проводов при креплении металлическими скобами и хомутами, под них необходимо ставить эластичные прокладки из изоляционного материала, выступающие за край скоб (хомутов) не менее, чем на 1 мм.
Расстояние между скобами или хомутами при креплении их на линейных участках необходимо выбирать в зависимости от диаметра жгута (провода или кабеля) в пределах от 100 до 300 мм. Одинаковые провода, имеющие сечение меньше, чем 0,35 мм 2 , должны крепиться с расстоянием между точками крепления не более 80 мм.
Когда для закрепления проводов, жгутов и кабелей используются клей или мастика, расстояние между точками приклеивания следует выбирать в зависимости от диаметра провода (жгута или кабеля) по табл.4.4
Жгуты, диаметром больше 15 мм при приклеивании закрепляются нитками через отверстие в шасси.
Проход жгута, провода или кабеля через отверстие в металлическом шасси необходимо выполнять через изоляционную втулку, которая устанавливается в отверстие.
При переходе проводов, жгутов и кабелей из неподвижной части прибора к подвижной (например, из корпуса на плату или панель и др.) рекомендуется их размещать таким образом, чтобы провода при снятии подвижной части скручивались, а не выгибались. При этом подвижные части жгута не надо завязывать и оставить необходимый запас по длине.
Пайка и лужение: назначение, применение и физико-химические основы. Припой, флюсы их марки и применение. Технология пайки мягкими и твердыми припоями, температурные режимы, теплоотвод. Групповые методы пайки. Оборудование и инструменты: назначение, конструкция и приемы работы. Способы пайки проводов различных марок и сечений. Ультразвуковая пайка. Лазерная пайка. Требования к соединениям пайкой, контроль качества. Назначение и применение лужения, контроль качества. Автоматизация процессов пайки и лужения
Пайка - физико-химический процесс получения соединения в результате взаимодействия твердого и жидкого металла (припоя). Получающиеся в результате этого взаимодействия слои на границах шва и соединяемых поверхностей деталей называются спаями. Для получения спаев необходимо удалить с соединяемых поверхностей оксидные пленки и создать условия взаимодействия твердого и жидкого металлов. При кристаллизации вступившего во взаимодействие с материалом паяемых деталей более легкоплавкого припоя получается паяное соединение.
Одним из преимуществ пайки является возможность соединения за один прием в единое целое множество элементов, составляющих изделие. Пайка, как ни один другой способ соединения, отвечает условиям массового производства. Она дозволяет соединять разнородные металлы, а также металлы со. стеклом, керамикой, графитом и другими неметаллическими материалами.
Лужение - процесс покрытия припоем электромонтажных элементов (выводов ЭРЭ, контактных площадок печатных плат, металлизированных отверстий, жил монтажных проводов и кабелей и др.) Он необходим для улучшения паяемости соединяемых поверхностей элементов при их монтаже.
Чтобы выполнить качественное паяное соединение необходимо:
7. подготовить поверхности паяемых деталей;
8. активировать паяемые металлы и припой;
9. обеспечить взаимодействие на границе "основной металл - жидкий припой;
10. создать условия для кристаллизации жидкой металлической прослойки припоя.
Подготовка поверхности включает удаление с нее загрязнений и оксидных пленок, которые мешают смачиванию - ее расплавленным припоем. Удаление пленок производится механическими или химическими способами. При механической очистке
снимается тонкий поверхностный слой металла с помощью наждачной бумаги, проволочной щетки и др. Для повышения производительности при обработке, больших поверхностей (например, печатных плат) применяют гидроабразивную обработку или очистку вращающимися щетками из синтетического материала, в который введены абразивные частицы. Шероховатость поверхности после механической очистки способствует растеканию флюса и припоя, так как маленькие царапины на поверхности являются наимельчайшими капиллярами.
Химическую обработку (обезжиривание) поверхности изделия проводят в растворах щелочей или органических растворителях (ацетоне, бензине, спирте, четыреххлористом углероде, фреоне, спиртобензиновых и спиртофреоновых смесях) путем протирания, опускания в ванну и др.
Очищенные детали необходимо незамедлительно направлять на лужение и пайку, так как время сохранности для меди составляет 3-5 суток, для серебра - 10-15 суток.
Активирование соединяемых металлов и припоя происходит с помощью различных флюсов, создания специальной газовой среды или физико-механического воздействия (механических вибраций, ультразвуковых колебаний и др.). Активирование необходимо, так как при нагреве металлов и плавлении припоя осуществляется взаимодействие их поверхностных слоев с кислородом воздуха, что приводит к возникновению новой оксидной пленки.
Пайка с флюсами наиболее распространена. Расплавленный флюс растекается по паяемой поверхности и припою, смачивает их и вступает с ними во взаимодействие, в результате чего удаляется оксидная пленка. Но применение флюсов может приводить к тому, что их остатки после пайки, а также продукты их взаимодействия с оксидными пленками создают в паяном шве шлаковые включения. Это снижает прочность соединения и ведет к его коррозии. Чтобы избежать этого, остатки флюса после пайки смывают (протирают) обычно органическими растворителями.
Чтобы обеспечить взаимодействие на границе "основной металл - жидкий припой" необходимо достижение хорошего смачивания расплавленным припоем поверхности основного металла (вывода ЭРЭ, лепестки, провода и др.) От того, насколько хорошо расплавленный припой смочит поверхность основного металла, зависят прочность, коррозионная стойкость и другие свойства паяных соединений. На процесс смачивания и растекания припоя влияют определенные технологические факторы (способ удаления оксидной пленки, марка используемого флюса, режим пайки и др.).
Кристаллизация жидкой металлической прослойки осуществляется после удаления источника тепловой энергии. Процесс кристаллизации оказывает значительное влияние на качество паяных соединений.
Припой и флюсы для пайки предназначены для выполнения технологических процессов горячего лужения и пайки цветных и черных металлов и металлизированных ими металлических и неметаллических материалов. Они подразделяются на:
припои для низкотемпературной пайки с температурой плавления менее 450 °С;
припоя для высокотемпературной папки с температурой плавления выше 450 °С.
Условное обозначение марок припоя состоит из букв "П" или "Пр" и следующих сокращенных названий основных компонентов: олово - О, свинец - С, сурьма - Су, висмут - Ви* кадмий или кобальт - К, серебро - Ср, медь - М, индий - Ин, цинк - Ц, никель - Н, галлии - Гл, германий - Г, титан - Т, золото - Зл, марганец - Мц, бор - Б, фосфат - Ф, латунь или литий - Л, железо - Ж, алюминий - А. Далее указывается содержание основного компонента в процентах от массы. Буква "П", которая стоит в конце марки через дефис, означает, что припой имеет повышенную чистоту.
Основные марки припоев и температура их плавления (Т пл) показаны в табл.4.5.
Флюсы предназначены для использования в технологических процессах пайки и горячего лужения с целью удаления оксидной пленки с паяемых поверхностей и припоя, защиты поверхности металлов и припоя от окисления в процессе пайки, а также снижения поверхностного натяжения расплавленного припоя на границе "металл-припой-флюс"
Условное обозначение марок флюсов состоит из буквы "Ф" (флюс) и сокращенного названия входящих в него компонентов: К - канифоль, Сп - спирт, Т - триэтаноламин, Эт - этил ацетат, С - салициловая кислота, Б - бензойная кислота, Бф - борфтористый кадмий (или цинк), П - полиэфирная смола, Д - диэтил амин, Ск - семикарбозид, Гл - глицерин, Фс - ортофос- форная кислота, Ц - цинк хлористый, А - амоний хлористый, В - вода, Л - лапрол, Кп - катапин, М - малеиновая кислота.
Флюсы бывают низкотемпературные (температура использования менее 450 °С) и высокотемпературные (с температурой использования свыше 450 °С). В зависимости от коррозионного воздействия на паяемый металл они подразделяются на следующие группы: некоррозионные неактивные, некоррозионные слабоактивные, слабокоррозионные активные, коррозионные активные, коррозионные высокоактивные.
Чтобы избежать коррозии монтажного соединения, остатки коррозионных и даже слабокоррозионных флюсов должны быть удалены сразу после пайки. Удаляют флюсы жидкостями, в которых они растворяются. Для одних марок флюсов это могут быть органические растворители, для других - вода.
Наиболее распространенные марки флюсов приведены в табл.4.6.
Кроме флюсов, для защиты зеркала расплавленного низкотемпературного припоя от окисления в ваннах лужения и пайки используют защитные жидкости (например, ЖЗ-1, ЖЗ-2, ТП-22). Они представляют собой смесь нефтяных масел с органическими компонентами.
Качество припоев и паяльных флюсов определяют технологическими характеристиками: коэффициентом растекаемости (К р) и временем смачивания (t CM). Коэффициент К р = S p /Sq, где S p - площадь, занятая припоем; Sq - площадь нерасплавленного припоя в исходном состоянии; t CM - время, за которое происходит лужение монтажного элемента (должно быть не более 3 с).
Технология пайки мягкими и твердыми припоями, температурные режимы, теплоотвод. Технологический процесс пайки состоит из следующих операций:
подготовка поверхностей соединяемых элементов к пайке; фиксация соединяемых элементов плотно один к другому; нанесение дозированного количества флюса и припоя; нагрев деталей до заданной температуры и выдержка на протяжении определенного времени; *
охлаждение паяемого соединения без сдвига входящих в него деталей;
очистка соединения; контроль качества пайки.
Мягкие (низкотемпературные) припои (см. табл.4.5) используются для электрического монтажа аппаратуры. Поэтому температурные режимы их использования зависят от допускаемой температуры для тех элементов, которые принимают участие в монтаже. Пайка может осуществляться паяльником или в ваннах с расплавленным припоем. При лужении и пайке с помощью расплавленного припоя требуемая температура ванны увеличивается для каждой марки припоя по формуле
tп = tнк + (45...80) °С,
где t n - температура припоя, t HK - температура начала кристаллизации (первая цифра Т пл в табл.4.5). Величина превышения (45...80) °С над t HK зависит от массы паяемого изделия, времени погружения, применяемого флюса, ограничений по тепловому воздействию в соответствии с ТУ на ЭРЭ.
Чтобы избежать перегрева паяемых ЭРЭ, пользуются теплоотводом, который на время пайки закрепляется на выводах ЭРЭ.
Существуют и другие методы отвода теплоты при индивидуальной и групповой пайках монтажных плат. Монтажная плата 2 (рис.4.10, а) устанавливается в приспособление 5, изготовленное литьем под давлением в виде теплового блока. В корпус встроены поджатые пружинами 6 стойки 3, несущие сверху опорные медные гнезда 4, имеющие прорези для выводов. На эти теплоотводные стойки устанавливается монтажная плата 2 так, что выводы радиоэлементов укладываются в прорези гнезд. Плата фиксируется в приспособлении поворотом прижимной планки 1. Таким образом, в период индивидуальной пайки теплоотвод осуществляется всем корпусом приспособления.
При групповой пайке навесных элементов на монтажной плате используется метод теплоотвода, осуществляемого с помощью дроби из алюминиевой проволоки диаметром 3 мм (рис.4.10, б). Дробь 3 засыпается в обойму 1, куда вставляется монтажная плата 2 перед групповой пайкой погружением или гидростатическим способом. По окончании пайки дробь высыпается.
Твердые (высокотемпературные) припои используются для конструкционной пайки механических соединений при изготовлении крупногабаритных деталей (например, шасси, корпусов и др.). Высокотемпературную пайку механических соединений выполняют в полях токов высокой частоты (ТВЧ), в печах или ваннах с расплавленной солью.
Индукционная пайка (ТВЧ). Технологическим устройством для индукционной пайки или пайки токами высокой частоты (ТВЧ) является индуктор, который представляет собой катушку, сделанную из высокопроводящего трубчатого материала, через которую прокачивают охлаждающую жидкость. В качестве оборудования для пайки служит генератор ТВЧ. Обычно индукционная пайка применяется для соединения элементов, работающих на сверхвысоких частотах (СВЧ), например, СВЧ волноводов. Качество соединения повышается при проведении процесса пайки в вакууме или среде защитных газов (водороде, азоте или их смеси). Большим недостатком пайки ТВЧ является необходимость специальных приспособлений для каждой сборочной единицы.
Пайка в печах с контролируемой атмосферой обеспечивает равномерность нагрева. Нагрев паяемых материалов производится в активной газовой среде. При этом флюсование можно не применять.
Пайка в ваннах с расплавленной солью применяется для сборки крупногабаритных изделии. Состав расплава подбирается таким образом, чтобы он обеспечивал нужную температуру и оказывал флюсующее действие на соединяемые поверхности. Собранные для пайки узлы (зазор между паяемыми деталями должен быть в пределах 0,05...0,1 мм) подвергают предварительному нагреву в печи до температур, на 80... 100 °С ниже температуры плавления припоя. Это необходимо, чтобы избежать коробления деталей, а также для поддержания температурного режима в ванне. После выдержки в расплаве на протяжении 0,5...3 мин деталь вместе с приспособлением вынимают из ванной и охлаждают, а затем тщательно промывают водой для удаления остатков флюса.
Групповые методы пайки. Методы групповой пайки в производстве РЭА классифицируют по источникам тепловой энергии, которая является главным фактором при формировании паяных соединений (рис.4.11). Пайка элементов со штыревыми выводами, которые ставятся на печатные платы, в условиях поточного производства осуществляется двумя методами: погружением и волной припоя.
Разные варианты осуществления групповых методов папки приведены на рис.4.12. Печатная плата при пайке на 2...4 с погружается в расплавленный припой на глубину (0,4...0,6) h, где h - толщина платы. В результате капиллярного эффекта монтажные отверстия заполняются припоем (рис.4.12, а). Одновременное воздействие температуры на всю поверхность платы приводит к ее перегреву и может вызвать повышенное коробление. Чтобы уменьшить зону действия припоя, на плату с монтажной стороны приклеивают специальную маску (из бумаги или стеклоткани), в которой предусмотрены отверстия под контактные площадки. Остатки растворителя флюса, которые попали в припой, интенсивно испаряются, что приводит к локальным непропаям. Чтобы уменьшить количество непропаев, применяют пайку погружением с наклоном платы (угол 5... 7°) (рис.4.12, б) или подают на плату механические колебания частотой 50...200 Гц и амплитудой 0,5...1 мм (рис.4.12, г, д). Хорошие результаты может дать протяжка платы по зеркалу припоя (рис.4.12, в). В этом случае плата устанавливается на приспособление под углом 5°, погружается в припой и протягивается вдоль его поверхности. При этом методе возникают подходящие условия для удаления продуктов окисления.
Избирательная пайка (рис.4.12, е) обеспечивает выборочную подачу припоя к паяемым деталям через специальные фильеры, сделанные из нержавеющей стали. Между платой и фильтрами находится слой теплостойкой резины. При избирательной пайке снижаются температура платы и нагрев ЭРЭ, уменьшается расход припоя, но стоимость изготовления специальных фильер может быть значительной.
Пайка волной припоя является наиболее распространенным способом групповой пайки. В этом случае плата прямо линейно перемещается через гребень волны припоя. Ее преимуществами являются высокая продуктивность и малое время взаимодействия припоя с платой, что снижает перегрев ЭРЭ и коробление диэлектрика. Разновидностью пайки волной является каскадная пайка (рис.4.12, ж), при которой используются несколько волн.
Высокое качество пайки обеспечивает способ погружения платы в ванну, в которой находится сетка с ячейками 0,2x0,2 мм, например, из никеля (рис.4.12, з). При прикосновении платы к сетке припой продавливается через ячейки и под действием капиллярного эффекта заходит в зазор между выводами и металлизированными отверстиями. При движении обратно излишек припоя затягивается капиллярами сетки, что предотвращает возникновение "сосулек”
Оборудование и инструменты: назначение, конструкция и приемы работы. В зависимости от типа производства пайка проводится индивидуально с помощью нагретого паяльника или различными групповыми методами.
Пайка паяльником используется при электромонтаже в условиях единичного или мелкосерийного производства.
Конструкция электрического паяльника показана на рис.4.13. Нужный температурный режим при индивидуальной пайке обеспечивается теплофизическими характеристиками применяемого паяльника: температурой рабочего конца жала (наконечник 1 на, рис.4.13), стабильностью этой температуры, которая поддерживается с помощью термопары 4, мощностью нагревательного элемента 14.
Температура рабочего конца жала задается на 30... 100 °С выше температуры плавления припоя, так как в процессе пайки температура жала паяльника понижается за счет тепловых затрат при нагреве паяемых деталей. Рекомендуемые мощности паяльников для пайки микросхем 4... 18 Вт, для печатного монтажа 25...60 Вт, для пайки проводов (жгутов) 50... 100 Вт.
Для наконечников паяльников используется медь, которую покрывают слоем никеля, чтобы повысить ее износостойкость. Последовательность процесса пайки паяльником: флюсуют элементы монтажного соединения с помощью кисти, смоченной в жидком флюсе; нагревают элементы монтажного соединения, дотрагиваясь до них жалом паяльника; вводят прутик припоя в зону пайки; выдерживают нагрев до достижения нормального растекания припоя и заполнения ими всех зазоров между соединяемыми поверхностями.
После окончания пайки к деталям нельзя дотрагиваться до полного затвердения, припоя. Полное время пайки одного монтажного соединения паяльником составляет 1...3 с и не может быть больше 5 с.
Если пайка и лужение выполняется вручную, необходимо обеспечить отвод теплоты от ЭРЭ, полупроводниковых приборов, ИС и др., которые чувствительны к ее воздействию (по ТУ на эти элементы). Теплоотводы в виде зажимов закрепляют на выводах паяемых элементов между точками пайки и корпусом элемента. После пайки теплоотводы снимают не раньше, чем через 5 с. Для повторного использования теплоотводы меняют или охлаждают.
Схема установки для избирательной пайки представлена на рис.4.14. Плата 3 с выводами, предварительно покрытыми флюсом, устанавливается на фильере 5. Каждому месту пайки соответствует своя фильера, отверстие которой должно совпадать с данным местом. В таком положении плата закрепляется прижимом 4. Расплавленный припой 1 находится в объеме, замкнутом со всех сторон, и температура его поддерживается расплавленной средой соляной ванны 8, подогреваемой с помощью электронагревательных элементов 9. Через бронзовую диафрагму 7 вибратор 6 сообщает расплавленному припою колебания с частотой 100 Гц, чем улучшается качество пайки. Припой подается по фильерам к местам пайки опусканием поршня 2.
Схема установки для волновой пайки показана на рис.4.15. В ванну с расплавленным припоем, температура которого поддерживается соляной ванной 2 с нагревательными элементами 1, установлен патрубок с лопастным насосом 4, приводимым в движение от электродвигателя с помощью вала 3. Высота волны зависит от частоты вращения электродвигателя и регулируется ее изменением.
Каскадная пайка отличается от волновой наличием нескольких волн (рис.4.16), создаваемых порогами 3 на наклонной поверхности основания 5. Расплавленный припой 8 насосом 7 через щель 4 с постоянной скоростью поступает на эти пороги и стекает вниз. От стекания в других направлениях припой предохраняют боковые стенки 1. Как и в предыдущих схемах, температура припоя поддерживается соляной ванной 9 с электронагревателями 6.
Эти виды пайки наиболее целесообразны при крупносерийном и массовом производстве плат с односторонним расположением навесных элементов. Они обеспечивают непрерывное перемещение плат при пайке и местный ее нагрев.
Способы пайки проводов разных марок и сечений. После обработки, как было описано выше, монтажные медные провода и жилы кабелей, не имеющие покрытия, должны обязательно облуживаться. Отдельные жилы проводов после снятия изоляции перед облуживанием необходимо скрутить. При лужении жил проводов и кабелей флюс рекомендуется наносить на расстоянии от 0,3 до 2 мм от изоляции. Допускаются непролуженные участки жилы между изоляцией и луженой частью провода до 1 мм. Сечения токопроводящих жил должны соответствовать току нагрузки. Общая площадь сечения жил проводов и выводов ЭРЭ, присоединяемая к контакту, не должна превышать наименьшей площади сечения контакта.
При пайке проводов и жил кабелей необходимо исполнять следующие требования: соединения проводов между собой должны быть выполнены с помощью электромонтажных контактов. Варианты закрепления жил проводов и выводов ЭРЭ на контактах разных конструкций показаны на рис.4.17:
в каждое паяемое отверстие контакта допускается паять не больше трех проводов. При этом каждый провод необходимо крепить в отверстии самостоятельно, не скручивая его с другими проводами и выводами ЭРЭ. Если монтажное отверстие мало для пайки, необходимо пользоваться опорными электромонтажными контактами; к зажимным контактам провод должен крепиться только с помощью кабельных наконечников (под один зажимный контакт не больше двух проводов). Зажимные контакты должны быть застопорены краской или лаком;
провода малых сечений (менее 0,2 мм 2) должны монтироваться осторожно; укладку проводов необходимо проводить только один раз, чтобы не обломать их;
запас привода в виде петли кладется на плату, но при этом не должно быть свешивания провода за ее край; провод к месту пайки надо подводить снизу; присоединение монтажных проводов к контактам необходимо проводить таким образом, чтобы длина оголенной части жилы монтажного провода от его изоляции до места пайки была не более 2 и не менее 0,5 мм (после проведения пайки). Когда расстояние между контактами менее 5 мм, оголение проводов не должно превышать 1,5 мм.
Присоединение монтажных проводов к колодкам зажимов под винт осуществляют различными способами. При одном из них из зачищенных и облуженных жил проводов делают кольца диаметром, большим диаметра винта (рис.4.18, а). При другом способе к жилам проводов пайкой, сваркой или обжимкой присоединяют кабельные наконечники, имеющие отверстия под винт (рис.4.18, б).
Укладка проводов в кабельный наконечник проводится в следующей последовательности: на провод надевают электроизоляционную трубку с внутренним диаметром, равным внешнему диаметру провода; жилу провода после разделки и лужения вставляют в наконечник; лапки наконечника обжимают и паяют жилу провода с внутренней стороны к лапкам; обжимают следующие лапки по изоляции провода; сверху на наконечник надевают электроизоляционную трубку
(рис.4.18, б).
Ультразвуковая пайка. Ультразвуковые колебания, вводимые в припой, разрушают оксидные пленки на поверхности металла, улучшают его смачивание жидким припоем, затекание припоя в капиллярные углубления, способствуют дегазации расплава, что улучшает качество паяемого соединения.
Возникающая при действии ультразвука в припое кавитация способствует разрушению оксидных пленок, а акустические течения уносят частицы оксидов и загрязнений, удаляют металл на острых краях контакта. Оголяющиеся участки металла легко смачиваются припоем.
Лазерная пайка. Лазерное излучение отличается от других источников электромагнитной энергии очень узкой направленностью. Концентрированный нагрев сфокусированной лучевой энергией имеет ряд преимуществ, основными из которых являются: бесконтактный подвод энергии к изделиям за счет удаления источника от объекта нагрева; возможность передачи энергии через оптически - прозрачные оболочки как в контролируемой среде, так и в вакууме; нагрев разных материалов независимо от их электрических, магнитных и др. свойств в широком диапазоне регулирования и управления параметрами пайки. В зависимости от конструктивных особенностей и массы паяемых изделий, а также свойств соединяемых материалов используют различную аппаратуру разной мощности.
Требования к паяным соединениям, контроль качества. К
паяным соединениям предъявляются следующие требования:
при флюсовании нельзя допускать попадания флюса внутрь ЭРЭ и на контактные части электрических соединении;
форма паяных соединений должна быть каркасной с вогнутыми галтелями припоя (рис.4.19) и без излишков припоя. Она должна позволять визуально просматривать через тонкие слои припоя контуры входящих в соединение отдельных электромонтажных элементов;
поверхность галтелей припоя по всему периметру паяного шва должна быть вогнутой, непрерывной, гладкой, глянцевой или светло-матовой, без темных пятен и побочных включений.
Качество пайки проверяется внешним осмотром, а в необходимых случаях - с использованием лупы. Хорошо выполненной пайкой нужно считать такую, на которой ясно видны контуры соединяемых деталей, но все отверстия заполнены припоем. Пайка должна иметь глянцевую поверхность, без наплывов, трещин, острых покатостей. Возможные виды дефектов паяных соединений показаны на рис.4.20.
Механическую прочность пайки проверяют пинцетом с надетыми на его концы трубками из поливинилхлорида (когда на это есть указания в ТД). Усилие натяжения вдоль оси провода должно быть не более 10 Н. Запрещается перегибать провод возле места пайки. После контроля и приемки место пайки окрашивают прозрачным цветным лаком.
Назначение и использование лужения, автоматизация процессов пайки и лужения. Высокие требования, предъявляемые к неподвижным соединениям деталей и элементов при электромонтаже, осуществляемом методом пайки, вызывают необходимость выполнения операции горячего лужения.
Обычно горячее лужение электромонтажных элементов проводится только при их неудовлетворительной паяемости (необходимость контроля паяемости закладывается в ТД). При лужении необходимо выполнять следующие требования:
лужение электромонтажных элементов (выводов ЭРЭ, контактных площадок печатных плат, металлизированных отверстий, жил монтажных проводов и др.) должно выполняться в основном теми же припоями, что и последующая пайка. Чувствительные к температуре ЭРЭ лудят припоями с пониженной температурой плавления. Так же, как и при пайке, при лужении таких ЭРЭ необходимо пользоваться теплоотводами;
нанесение флюса на облуживаемые поверхности при ручном лужении должно проводиться в течение минимального времени, которое необходимо для обеспечения смачивания поверхности припоем. При механизированном лужении флюсуется вся поверхность, которая касается припоя;
при лужении расстояние по длине вывода ЭРЭ от зеркала припоя до корпуса ЭРЭ должно быть не меньше 1 мм (или в соответствии с ТУ на ЭРЭ);
при лужении выводов ЭРЭ вручную погружением в припой или электропаяльниками длительность процесса не должна превышать времени, которое указано в ТУ на ЭРЭ. Когда такого ограничения нет, длительность лужения принимается не более 5 с.
Внутриблочные монтажные жгуты раскладывают и вяжут, соблюдая все приведенные выше правила. В жгутах не допускаются сплетения проводов, за исключением случаев, особо оговоренных d технологической карте. Перекрещивания проводов возможны только в местах их выхода из жгута и при крестообразном расположении ветвей,
Для раскладки жгутов используют заготовленные провода с зачищенными и заделанными концами, а также провода из бухт. При раскладке и вязке жгутов соблюдают осторожность, чтобы не повредить изоляцию проводов и не надломить их оголенные концы. Вязку жгута ниткой производят посредством металлического челнока с заранее намотанной ниткой или изогнутой иглы.
При укладке жгута в прибор концы всех проводов аккуратно разводят пинцетом в соответствии с расположением контактных лепестков, к которым они должны подключаться. Пропуская ветви жгута и отдельные провода через отверстия резиновых втулок, соблюдают осторожность, чтобы не повредить заделку концов изоляции и маркировку.
Участки жгута длиной менее 150 мм достаточно надежно удерживаются ответвляемыми проводами, которые подключают к контактным лепесткам деталей. Участки жгута, длина которых
превышает 150 мм, а также коаксиальные кабели РК крепят к шасси 2 (рис.2) металлически
ми скобами 4, выгнутыми по форме сечения.
Жгута или кабеля. В месте крепления жгут обертывают прокладкой 3 из электроизоляци-онного картона или полихлорвинила, ширина которой на 3-5 мм больше ширины скобы, а толщина не менее 0,5 мм.
Раскладка и вязка межблочных жгутов производятся так, чтобы взаимное расположение проводов в жгуте оставалось неизменным по всей длине. Для этого используют неподвижную гребенку 2 (рис.3), представляющую собой металлическую пластину с отверстиями, количество и расположение которых соответствует числу и положению контактов наибольшего штепсельного
разъема. Провода 3, сматываемые со стойки 4 и пропущенные через отверстия гребенки, увязывают в жгут по мере протягивания всего пучка через неподвижно закрепленную гребенку или отодви-гания ее от закрепленных концов проводов. Затем с помощью режущего устройства отрезают провода, собранные в пучок.
При раскладке и вязке межблочных жгутов постоянное взаимное расположение проводов обеспечивается благодаря сильному натяжению провода при его наматывании на стойки, одинаковому расположению витков
на обеих стойках и аккуратности вязки. Изображенный на рис. 4 способ применим для вязки жгутов из проводов одной марки и одного сечения, взятых из одной бухты. Межблочные жгуты вяжут льняной вощеной ниткой с помощью челнока. Петли накладывают через интервалы, приблизительно равные 50 мм. Для меж блочных жгутов с 14 и менее проводами применяют
готовые многожильные кабели КМВ в оболочке из пластика, состоящие из проводов МГШВ с разноцветной изоляцией.
В соответствии с указаниями в чертежах и технологических картах концы межблочных жгутов иногда обматывают киперной лентой. Ленту наматывают с натяжением, причем каждый последующий виток должен перекрывать половину ширины предыдущего (рис. 5). Один конец п ленты пропускают между проводами на другую сторону жгута, протягивают вдоль жгута до упора в начале его обвязки ниткой, загибают по направлению обмотки и подкладывают под первый виток ленты. Окончив обмотку, второй конец ленты обрезают и закрепляют оклетневкой из льняной нитки. После этого ленту пропитывают клеем БФ-6.
Межблочные жгуты заключают в защитную металлическую плетенку. В зависимости от длины жгута эту операцию выполняют либо проталкиванием его в плетенку вручную, либо протаскиванием с помощью приспособления. При ручном проталкивании конец и торец жгута обматывают изоляционной лентой или заключают в металлическую плетенку соответствующего диаметра, которой затем плотно затягивают жгут.
При протаскивании жгута 4 (рис. 6) через плетенку / посредством специального приспособления, состоящего из металлического стержня 2 и прикрепленного к нему отрезка плетенки 3 соответствующего диаметра, плетенку 1 предварительно расширяют, а после надевания на конец жгута плотно обтягивают.
Вязка жгутов
Основа каждого электротехнического изделия – проводники. В наш век миниатюризации многие из них интегрируются в печатные платы, стенки и панели, могут изготавливаться в виде сверхтонких шлейфов, прозрачных напылений и многого другого. Однако львиная доля цепей по-прежнему соединяется отдельными изолированными медными проводами и кабелями, которые для удобства монтажа и ремонта, более строгого нормирования параметров и упрощения доступа к различным блокам объединяются в жгуты.
Вязка жгутов – одна из самых распространенных операций в общем процессе обработки кабелей, изготовлении кабельных сборок. В принципе она производится после нарезки и зачистки кабелей. Но часто (в особенности – когда в жгуте применяется множество проводов одного типа, не требующих сложной зачистки) нарезка может производиться непосредственно на шаблоне для вязки после укладки провода по трассе. То есть в зависимости от используемых материалов, условий производства и особенностей конкретного изделия операции могут смешиваться и меняться местами. Это требует их выполнения в ходе единого технологического процесса, во всяком случае – на одном предприятии. ООО «ЦЭПИКС» является одним из лидеров российского рынка в данной специализации.
Вязка – термин общий. В действительности (в соответствии с ТУ на конкретные жгуты) провода могут скрепляться не только нитью, но и всевозможными хомутами, стяжками и лентами, кожаными чехлами, специальными полимерными бандажами и так далее. Материал и способ вязки определяется типом проводов, условиями монтажа, хранения и эксплуатации оборудования, расположением трассы жгута в изделии по отношению к острым, подвижным, нагревающимся элементам. В некоторых случаях вязка нитью даже недопустима: на гибких участках, где провода должны свободно перемещаться друг относительно друга, внутри изоляционных трубок (обшивок, обмоток), на проводах и кабелях с изоляцией из полиэтилена, фторопласта и других материалов, обладающих холодной текучестью.
Особое внимание при вязке жгутов уделяется экранированным проводам, оплётки которых должны изолироваться друг от друга и от корпуса прибора, если это не допускается электрической схемой. Также они заключаются в сплошные гладкие диэлектрические трубки на участках, где жгут в процессе эксплуатации может изгибаться. Дополнительная изоляция на жгуты накладывается и в местах их перехода через острые кромки и отверстия в конструкционных элементах щитов и приборов. Усиленным бандажом из нити (или дополнительной стяжкой) скрепляются места ответвлений проводов от ствола жгута, края гибких участков и некоторые другие ключевые точки.
Производится вязка жгутов, как правило, на специально изготовленных согласно технической документации шаблонах – щитах с колышками для поворотов и ответвлений проводов, обеспечивающими необходимые радиусы изгибов и соответствие формы жгута его трассе согласно проекту. Способы вязки и раскладка проводов в жгутах в зависимости от их сечения, типа и функционального назначения нормируется ГОСТом 23586-96, конструкции разделки проводов и крепления жил – ГОСТом 23587-96, а требования к разделке и соединению экранов – ГОСТом 23585-96. Тут же обычно выполняется зачистка, прозвонка и маркировка кабелей (так как прямо на щитах подписаны номера проводов), а их лужение или установка наконечников – после снятия с шаблона.
Заключительным этапом изготовления жгута является его тестирование на специальном оборудовании с тщательной проверкой и протоколированием всех электрических и механических параметров.
Изготовление кабельно-жгутовых изделий
Кабельно-жгутовые изделия применяются для коммутации узлов, плат, блоков и коммутационных стоек во многих отраслях промышленности. Они могут отличаться как по степени сложности (от одножильного проводника между двумя контактными площадками, до комбинированного жгута со сложной таблицей коммутации), так и функциональному назначению (провод заземления, коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель и т.д.)
Вне зависимости от сложности и назначения, кабельная сборка должна отвечать следующим критериям качества: надежность передачи сигнала от начальной до конечной точки; минимальные потери характеристик сигнала; простота коммутации жгута в электрооборудовании; долговечность клемных соединителей, контактов и разъемов в процессе эксплуатации электрооборудования; ремонтопригодность при сервисном обслуживании.
Процесс изготовления кабельно-жгутовых изделий (кабельных сборок) разделяется на несколько производственных этапов:
· Мерная резка провода
· Зачистка провода
· Обжим кабельных наконечников (кремпирование)
· Установка (монтаж) разъемов
· Вязка (монтаж) жгутов
· Маркировка провода (кабеля)
· Подготовка и монтаж спецкабеля
· Контроль качества и соответствия техническому заданию
Еще на этапе проектирования определяются факторы влияющие на характеристики жгута. Они ложатся в основу технологического процесса изготовления кабельной сборки. Габаритные размеры, тип провода (кабеля), сечение, внешний диаметр, устанавливаемые контакты и разъемы, маркировка, бандаж и обвязка – все эти этапы строго выверены в цепочке производственного процесса.
Изготовление кабельно-жгутовых изделий производится на сборочных стендах (за исключением проводов-перемычек). Они позволяют свести к минимуму ошибки при вязке и бандажировании жгутов, а так же уменьшить время производства. Так же на стендах есть возможность проверить технические характеристики вязки жгута.
Проверка качества и соответствия кабельной сборки техническому заданию проверяется на всех этапах производства жгута проводов и на финальном контроле (выходной контроль предприятия). Все несоответствия заносятся в протоколы испытаний, на основании которых проводится статистический анализ. Необходимые коррективы вносятся в процесс изготовления, материалы, условия поставки комплектующих, конструкторско-технологическую документацию.
ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЖГУТОВ
К автомобилям в настоящее время предъявляются высокие требования к качеству сборки и надежности. Соответственно каждый узел и деталь автомобиля должны отвечать этим требованиям.
Составным элементом автомобиля является электропроводка (жгуты проводов). Жгут проводов – законченное изделие, состоящее из скрепленных между собой в пучок отдельных проводов, концы которых армированы контактами, которые собираются в колодки или надеваются на них защитные элементы (трубки, резиновые колпачки, чехлы). Провода в жгуты скрепляются: бандажами из липкой ленты ПВХ, кабельными стяжками (зубчатые хомуты из термопластичных полимеров); термоусаживающейся трубкой.
Современный автомобиль имеет жгуты с общим количеством отрезков проводов около трёхсот (а чаще и выше), армированными различными контактами. Надежность такого сложного изделия зависит от нескольких факторов. В первую очередь, это повышенные требования к качеству комплектующих и материалов. На что в свою очередь влияют выбор поставщика и проведение входного контроля.
Следующим фактором является применение современного высокопроизводительного и точного производственного и контрольно – измерительного оборудования, отвечающего требованиям международных стандартов. И, наконец, самым главным фактором надежности являются специалисты, участвующие в процессе производства. От их профессионализма зависит качество и надежность изделия.
Автотракторные жгуты можно разделить на: жгуты проводов низкого и высокого напряжения (аккумуляторные и стартерные провода чаще всего одиночные, реже – состоящие из двух – трех проводов).
Технологический процесс изготовления жгута проводов делится на несколько основных операций: резка проводов, зачистка концов проводов от изоляции, армирование проводов наконечниками или контактами, скрепление проводов в жгуты(вязка), установка разъёмных соединителей, проверка качества.
Для того, чтобы Вы лучше представляли из каких комплектующих состоят жгуты проводов и в какой последовательности они используются при их изготовлении мы постарались дать подробное описание основных операций изготовления жгутов и видов комплектации, при этом использующихся.
Для более лучшего понимания последовательности сборки любого жгута в этом разделе мы введём общие понятия структуры жгута, которые будут встречаться далее в тексте. Жгут можно поделить на части и дать им названия.
| |
План:
1. Назначение
2. Технология изготовления жгутов
3. Маркировка
4. Техника безопасности
Назначение
При изготовлении электронных устройств значительная доля работ приходится на коммутацию приборов внутри этих устройств.
Жгуты – провода, идущие в одном потоке параллельно по одной трассе, увязанные или скрепленные между собой, оконцованные подсоединения к элементам схем.
Жгут
Для однотипных устройств, для ускорения процесса монтажа жгуты проводов изготовляют отдельно.
В жгут объединяют прямые и обратные проводники с токами промышленной частоты согласно его схеме.
Провода, используемые в высокочастотной аппаратуре, в жгуты не увязываются (так как при этом увеличивается ёмкость между проводниками).
Жгуты изготовляют с оболочкой для их крепления и экранирования, а также без оболочек. Провода жгутов скрепляют беспрерывным бандажом из х/б ниток. Для установок, работающих в условиях высокой температуры – стеклянными нитками с последующей пропиткой бандажа воском или парафином, иногда лаком или клеем.
Оболочки бывают трубчатыми, ленточными, полосовые и плетённые. Трубчатые оболочки бывают мягкими и жёсткие.
Для мягких используются ПВХ трубки, для жёстких – Al, которые кроме защиты от механических повреждений выполняют функцию электрического экранирования.
Плетёную оболочку изготавливают из Cu или Al плетёнки, которая легко одевается, обеспечивает хорошее скрепление, гибкость и экранирование. При монтаже металлическую плетёнку присоединяют к корпусу.
1 – электролента или оболочка; 2 - жгут; 3 - ответвление
Ленточные оболочки выполняют из синтетической ленты или капроновой ткани с нитроцилюлозным покрытием. Эта оболочка практична тем, что можно заменить любой поврежденный участок.
Полосовые оболочки – чехол, сшитый вдоль жгута.
2. Технология изготовления жгутов .
1) Подготовка по типу. Расцветке и сечению проводов;
2) срезе их;
3) укладка их в требуемом сочетании по шаблону;
4) скрепление их видной или одеванием оболочки;
5) прозвонка и маркировки;
6) оконцевание и внешний контроль.
Изготовление жгутов
Укладку производят на шаблонах. Шаблон – деревянная панель, на которой нанесена конфигурация жгута в натуральную величину. Концы жгута фиксируют концевыми и поворотными фиксаторами. Направление прокладки каждого проводника указывается линией, намеченной краской по шаблону, при небольшом количестве проводников. При большом количестве проводников прокладку ведут по чертежу или по таблице проводников, входящей в монтажную схему.
На шаблоне жгут, состоящий из отдельных проводников, связывают бандажом. Концы проводников оконцовывают.
Маркировка.
Облегчает монтаж и эксплуатацию электроустановок, её наносят на всё: аппараты, приборы, зажимы, провода, панели, щиты, шкафы, пульты и кабели.
Маркировку на оборудовании наносят трафаретом или штампом. На кабель – на подвесных бирках или оконцевателях; на жилы – на оконцевателях, ПВХ трубках или маркировочной липкой лентой.
Провода вторичной цепей используют цветные провода или провода с буквенной, либо цифровой маркировкой по всей длине изоляции.
Для обозначения фазы и полярности используют различные краски: A–жёлтый, B–зеленый, C–красный, синий –”─”, красный –”+ ”.
Для маркировки проводов применяют также карболитовые маркировочные оконцеватели черного цвета или оконцеватели из ПВХ. Маркировку на карболите наносятся белилами, на ПВХ или капроне – обозначение чернилами. Во время монтажа провода маркируются временными навесными бирками из картона, надпись пишется карандашом. После присоединения проводов к зажимам на концы проводов надевают постоянные бирки, на которые переносятся надписи с временных.
|
Для маркировки кабелей и жгутов применяются навесные пластмассовые или металлические бирки. Бирки закрепляют на кабелях и жгутах пластмассовой или металлической вязкой. Надписи наносят вручную, трафаретом или выбитым клеймом.