Обжим проводов: выбор инструмента, преимущества и недостатки метода, типичные ошибки

Соединение проводов опрессовкой гильзами

Способов соединения проводов существует очень много – от старинной дедовской скрутки до самых современных самозажимных клеммников. Но ни один из них не является идеальным, каждый способ имеет свои преимущества и недостатки. В каком-то случае достаточно соединить провода в клеммной колодке, иногда понадобятся сварка или пайка. Но бывают случаи, когда лучшим вариантом станет опрессовка проводов, о ней поговорим более подробно.

В чём суть метода?

Опрессовкой называют способ соединения проводов с помощью специальных гильз. Внешне они похожи на обыкновенные трубки и выполняют функцию соединительного механизма.

Жилы проводов, которые подлежат соединению, заводят в трубку с двух противоположных концов, обжимают пресс-клещами и получают в результате прочный и надёжный электрический узел. Трубка сжимается в двух или трёх местах, в зависимости от её длины и сечения коммутируемых проводников. Соединяемые жилы и гильза совместно подвергаются деформации. В этот момент происходит сжим и сдавливание трубкой токопроводящих поверхностей проводников. За счёт этого жилы взаимно сцепляются, что даёт надёжный электрический контакт.

Затем место соединения изолируется.

Чаще всего этот метод используют в ситуациях, когда нет возможности применить другой вид соединения. Например, для сварки обязательно необходимо присутствие электричества, чтобы можно было подключать сварочный аппарат. При работах в маленькой распределительной коробке неудобно располагать болтовое соединение, зажим «орех» или клеммную колодку. Да и с паяльником дотягиваться под потолок к распредкоробке тоже не очень удобно. Вот в таких случаях и выручает обжимка проводов с помощью гильз.

Метод опрессовки наиболее востребован:

• если необходимо соединить провода в электролиниях с высокой токовой нагрузкой;
• для коммутации многожильных проводников;
• при необходимости соединения проводов большого сечения.

Преимущества и недостатки

В опрессовке достаточно много положительных сторон:

1. Инструмент, с помощью которого выполняется подобное соединение, ручной, для его работы не нужно электричество. В случае, когда приходится работать в помещении, где нет напряжения, опрессовка является единственным качественным методом соединения.
2. С помощью опрессовочных трубок можно соединять проводники из разных металлов, что является решением вечной проблемы коммутации медных и алюминиевых жил в одном электрическом узле.
3. Если при сварке требуется специалист, способный производить сварочные работы, а при пайке необходимо уметь пользоваться паяльником, то опрессовку может сделать каждый, достаточно лишь один раз попробовать в действии пресс-клещи.
4. С помощью специального обжимного инструмента есть возможность производить коммутацию в любых, даже ограниченных пространствах. Особенно удобно, при соединении проводов в подрозетнике или коробке.
5. Обжим пресс-клещами и гильзами позволяет до минимума укоротить соединяемые участки проводов.
6. За счёт механического усилия создаётся максимально прочное контактное соединение.
7. В результате опрессовки получается неразъёмное соединение, которое выдерживает большую физическую нагрузку на разрыв.
8. Скорость монтажа – минимальная, качество соединения – максимальное.
9. Такой контакт не нуждается ни в каком эксплуатационном обслуживании.

Неразъёмный тип опрессовки в некотором роде является и недостатком, то есть в случае необходимости нельзя раскрутить соединение и заменить один из проводников. Гильзу можно только вырезать.

Инструменты и материалы

Для работы понадобятся ручные (или механические) пресс-клещи. Они обжимают гильзу с проводниками сечением до 120 мм 2 . Для жил большего сечения потребуется пресс, который приводится в действие за счёт гидравлического привода.

Есть клещи с матрицами на разное сечение и с регулировкой пуансонов. Очень удобный инструмент в том плане, что не надо постоянно переустанавливать его на другие размеры, просто винт пуансона либо матрица поворачивается на нужное сечение.

При работе с алюминиевыми проводами потребуется специальная кварцево-вазелиновая паста, которая удаляет на жилах окисную плёнку и препятствует её появлению вновь.

Медным проводникам подобная обработка не нужна, но всё-таки для снижения трения желательно их смазать обычным техническим вазелином. Во время деформации жилы могут повреждаться, а смазка минимизирует этот риск.

Типы гильз

Очень важно правильно подобрать гильзы для опрессовки проводов.

По материалу исполнения

Кабель или провод медного исполнения соответственно следует обжимать медными гильзами. Они бывают двух видов и имеют следующую аббревиатуру:

• ГМ – гильзы медные. Они сделаны чисто из меди, не имеют никакого покрытия и обработки, по внешнему виду похожи на обычные кусочки медных трубок.
• ГМЛ – гильзы медные лужёные. Они проходят процедуру лужения, то есть их поверхность обрабатывают специальным олово-висмутовым слоем. Это делают для того, чтобы предотвратить процессы окисления и коррозии. Ещё из школьных уроков физики известно, что медь, как и любой другой металл, окисляется. Лужение препятствует этому процессу, опрессованные провода не вступят в химическую реакцию с лужёной гильзой.

Хотелось бы дать один полезный совет. Не слушайте, если вдруг кто-то из опытных электриков будет доказывать вам, что при помощи гильз ГМЛ возможна опрессовка алюминиевых проводов, так как оловянный слой не даст напрямую контактировать алюминию с медью. Это неверно, потому что во время опрессовывания поверхностный слой трубки деформируется и коррозийный процесс всё равно неизбежен.

Для соединения проводов из алюминия пользуются изделиями, выполненными из этого же металла, они имеют обозначение ГА (гильза алюминиевая).

Есть ещё комбинированные гильзы, они обозначаются ГАМ (гильза алюминиево-медная), в обиходе многие называют их алюмомедными. Этот вариант применяется, когда нужно соединить встык провода из разных металлов. Гильза представляет собой трубку из двух частей, в месте стыка разнородных металлов соединение выполнено путём фрикционной сварки. Здесь всё предельно просто и понятно – в часть трубки, выполненную из меди, необходимо вставлять медные жилы, в алюминиевую часть проводник из алюминия.

И самый современный вариант с обозначением ГСИ (гильзы соединительные изолированные). В их основе обычные лужёные трубки, только их покрывают сверху изоляцией из поливинилхлорида. Ими производится обжимка медных проводов. Во время опрессовки изоляционный слой не снимают, клещи надеваются поверх него, и производится сжим. Такие гильзы намного упрощают работу электрика, так как обжатый электрический узел не требует больше никаких дополнительных мер по его изоляции.

По размерам

После буквенных обозначений на гильзе пишется какая-то цифра. Что она означает? Это сечение проводника, на который рассчитано данное изделие. Например, медные лужёные гильзы выпускают для проводов сечением от 2,5 до 300 мм 2 . Соответственно, с увеличением сечения проводника, большие размеры имеет и сама гильза (диаметр и длину). У комбинированных изделий прописывается через дробь две цифры, одна обозначает сечение медного проводника, вторая – алюминиевого.

По конструктивному исполнению

Различаются ещё гильзы по конструктивному исполнению. Они могут быть полыми, то есть внутри представляют собою сквозные голые трубки. А бывают с перегородкой посередине, которая позволяет регулировать глубину захода проводников, то есть кончики обеих соединяемых жил будут заходить в гильзу на одинаковую длину. С перегородками выпускают комбинированные гильзы, которые используют при коммутации проводников в стык.

Основные правила

Соединение проводов опрессовкой особых сложностей не представляет. Надо лишь знать и учитывать несколько важных правил:

1. Обязательно должны соответствовать друг другу металлы, из которых выполнены гильза и соединяемые проводники.
2. Многие электрики укорачивают заводские гильзы и лишнюю часть просто отпиливают с помощью ножовки по металлу. Это нежелательно, так как снижается надёжность контактного соединения.
3. Опрессовка проводов гильзами должна производиться только при помощи специального инструмента – пресс-клещей. Не нужно пользоваться молотком или плоскогубцами, так как есть вероятность повредить и гильзу, и обжимаемый проводник.
4. Гильзу следует выбирать с таким внутренним диаметром, чтобы он максимально был приближен к диаметру обжимаемого провода.

Весьма распространена ошибка, когда пытаются уменьшить сечение проводника, чтобы подстроить его под размер трубки. Например, если имеется гильза с меньшим диаметром, некоторые хотят схитрить и удаляют несколько жилок у многожильного провода. Не делайте так никогда, потому что сопротивление увеличится, пропускная способность уменьшится, что приведёт к нагреву и разрушению контактного соединения.

Технология

1. На соединяемых жилах проводов удалите изоляционный слой на 2-3 см.
2. Теперь при помощи мелкозернистой наждачной бумаги зачистите оголённые участки до металлического блеска.
3. Если жилы алюминиевые, нанесите на них кварцево-вазелиновую пасту, если медные, то технический вазелин.
4. При односторонней опрессовке расположите провода параллельно друг другу и наденьте на них гильзу. При двухсторонней заведите зачищенные жилы в трубку с противоположных концов до стыка.
5. Обожмите соединение пресс-клещами, оботрите тряпочкой, смоченной в бензине либо растворителе, заизолируйте при помощи изоленты, термоусаживаемой трубки или лакоткани.

Расключение проводов в распределительной коробке с помощью опрессовки подробно показано в этом видео:

Как видите, ничего сложного в опрессовке нет, а соединение получаете надёжное и качественное. Если вам необходимо выполнить подобную работу разового характера, пресс-клещи можно у кого-то попросить или взять на прокат. В случае, когда часто сталкиваетесь с электромонтажными работами, приобретите инструмент, он не слишком дорогой.

Соединение проводов методом обжима

Вопрос, связанный со способом соединения проводов, может коснуться практически каждого владельца дома, дачи, гаража или автомобиля. Важность выбора этого способа напрямую зависит от выбранного способа, ведь от соединения проводов будет зависеть долговечность всей системы и качество ее работы в целом. Наиболее простым и надежным является соединение методом обжима.

Каковы бывают способы соединения и каковы их плюсы и минусы?

Помимо обжима, существуют и другие способы проделать с поводами ту же манипуляцию. У каждого из них есть свой набор положительных и отрицательных черт. Первым методом, который приходит на ум, является пайка – в электронике она до сих пор удерживает лидирующие позиции по частоте применения. Соединение этим способом имеет высокую механическую прочность, но в условиях повышенной влажности и перепадов температур не подойдет. Причина кроется в довольно быстром окислении, которое перерастает в дополнительное сопротивление между элементами схемы и планомерному ухудшению ее работы.

Другой метод – скрутка: его можно применять даже с минимальным набором инструментов. При этом, проводники сохраняются в целости – чтобы скрутить провода, необходимо лишь очистить небольшие их участки от изоляции. Демонтаж соединения также довольно прост, но мириться придется с небольшой площадью контакта и небольшой надежностью соединения.

Как видим, опрессовка проводов или, как ее часто еще называют, соединение методом обжима – способ, совмещающий преимущества аналогичных способов. Для этого понадобятся лишь гильзы и специальные клещи.

В чем преимущества и суть метода?

Важным показателем надежности обжима является его распространение среди крупных производителей: почти все компании, собирающие электрические схемы в готовом виде, используют именно этот способ в качестве основного. Большинство специалистов рекомендуют использовать обжим в качестве основного и единственного способа соединения.

Преимуществ у способа много: для того, чтобы приняться за соединение, нужно иметь при себе лишь клещи (т. н. “кримперы”) и гильзы. Кроме того, обжим довольно прост и не требует высокого уровня мастерства. Если же используются ряд специальных наконечников, то можно осуществить не только соединение, но и герметизацию – это может быть критически важно при работе в условиях перепадов влажности. Помимо клещей, здесь понадобится лишь зажигалка или фен. Сама конструкция при этом получается очень прочной: со временем она не теряет в надежности и будет исправно служить годами.

В чем состоит процесс соединения?

Для всех манипуляций стоит приобрести муфты под диаметр провода – это показатель должен вдвое превышать таковой у провода вместе с изоляцией. Комплектующие со стороны подобны цилиндрам с отсутствующими основами сверху и снизу – именно в эти отверстия устанавливаются провода (их наконечники) – дальше в ход идут клещи. Существует два вида муфт: с простой и усложненной изоляцией. Первые используют в качестве основного и единственного изолятора пластик, а вторые же снаружи имеют слой термоусадки, а внутри – слой клея с опциями герметика. Изначально подобные муфты изготавливались лишь Европе, но не так давно в Поднесесной довольно удачно начали копировать наработки компаний по ценам в несколько раз ниже. Сами же клещи (кримпер) стоит тоже выбирать с умом: оптимальный вариант имеет трещотку для фиксирования, которая значительно упрощает работу с изолированными и неизолированными проводами.

Процесс начинается с разрезания проводов кусачками. Далее провода необходимо очистить от изоляции на длину, которая составляет примерно половину гильзы – обычно достаточно убрать не более 5 мм. Если с одной стороны будет более одного провода, то необходимо выполнить их скрутку. Далее надеваем гильзу и немного зажимаем клещами. Если термоусадка имеется в комплекте, то ее стоит надеть до этого.

Клещи имеют с одной стороны овальные губки, с другой – такие же, только большего диаметра. Более узкая сторона должна зажимать изоляцию провода в гильзе, а вторая, соответственно – металлическую муфту. После того, как эта процедура выполнена для одного конца – необходимо использовать клещи тем же образом, чтобы обжать муфту с двух сторон. Далее устанавливаем на свое место тремоусадку (если она есть) и проводим от одного края до другого огнем от зажигалки. В случае, если соединение проводов происходит с одной стороны, то термоусадку стоит надеть заранее.

Описанный ниже способ обжима не включает герметизацию и для некоторых сценариев использования электроники не подходит. В случае, если монтаж наконечников происходит в гильзы DuraSeal – он происходит немного по-другому. Первые этапы (зачистка, обрезание с помощью клещей и обжимка) происходят аналогично. Далее необходимо усаживать изоляцию от центра к краям, пока со сторон не проступит клей. Обжим соединения работает как с медными, так и алюминиевыми соединениями любого сечения – важно лишь правильно подобрать диаметр гильзы.

Важно учитывать, что если наконечники алюминиевые, то и кольца на гильзах тоже должны быть из того же материала. Проблема в том, что медь и алюминий имеют свойство окисляться: со временем такое соединения начнет повышать сопротивление – металл будет покрываться слоем оксида, который является изоляторов. Даже если контакт не будет потерян полностью, то в участках соприкосновения в районе наконечников провода начнут нагреваться, а изоляция – плавиться. Ничем хорошим подобный спенарий для вашей электрической схемы не отличится.

Правильная опрессовка проводов гильзами

Вариантов соединения проводов придумано большое множество – от простой скрутки до сложнейших сварочных аппаратов. Однако среди этого разнообразия нет идеального способа. При работе электросети в номинальных или пиковых нагрузках можно найти достоинства и недостатки в каждом методе. Опрессовка с помощью гильзы – это иногда единственный правильный метод.

Назначение, виды гильз и обжимной инструмент

Для обеспечения контакта между соединяемыми проводниками применяют специальные материалы – гильзы. Изготавливают их из медных или алюминиевых трубок различного диаметра соответственно скрепляемым проводам, чтобы соблюдалось электрохимическое равенство. Обжим применяют в случаях, когда необходимо выдерживать высокие токовые нагрузки или при проблематичном применении других способов.

Таблица. Типы выпускаемых гильз

Без защитного покрытия, внешне похожи на обрезки трубы

Поверхность подвергают электрохимическому напылению (лужению). Такая защита предохраняет поверхность от коррозии и окисления

Для сочленения кабелей, изготовленных из алюминия

Применяют специально для соединения жил различных материалов. Изготавливают из двух трубок путем фрикционной сварки

Изготавливают из луженых медных трубок с наружной изоляцией. Во время обжима защитный слой не повреждается и узел не требует больше дополнительных манипуляций

ГМЛ не подходят для алюминиевых жил. Деформации металла в зоне приложения давления клещами вызывают повреждение оловянного покрытия, проводники будут контактировать друг с другом.

Для монтажа проводки сечением до 120 мм² понадобятся ручные, а свыше – гидравлические пресс-клещи. Профессиональный инструмент оснащен матрицами и пуансонами, рассчитанными на разные диаметры. Регулировку размера производят поворотом матрицы либо пуансона. При работе с алюминиевыми жилами применяют кварцево-вазелиновую пасту для удаления с поверхности металла окисной пленки.

Особенности и правила обжима проводов

Процедура опрессовки предельно проста: оголенные жилы плотно заводят в трубку и обжимают пресс-клещами. Если между проводами образовались пустоты, то их необходимо заполнить оставшимися обрезками соответствующей длины. Сжатие производят как минимум в двух диаметрально противоположных точках для получения надежного контакта. Скручивать проводники нельзя.

После подготовительных работ можно приступать к обжиму. Последовательность действий:

1. Очистить жилы от изоляции, соединить их в пучок.
2. Надеть наконечник, заполнить пустоты обрезками кабеля.
3. Выполнить зажимы у краев (усилие прикладывают с поворотом инструмента на 180°).
4. Торчащие края жил обрезать.
5. Для изоляции открытых частей применить термоусадочную трубку.
6. Кабели плотно скрутить и уложить.

Преимущества и недостатки

Подобное соединение обладает высокой механической прочностью и устойчивостью к разрыву. Но оно является неразборным: в случае необходимости его невозможно разобрать для замены одного из проводников. При ремонте старую гильзу вырезают, меняя на новую. Уменьшение длины кабеля может потребовать выполнить процедуру его наращивания. В целом это единственный недостаток при монтаже электропроводки методом обжатия.

Метод обжатия имеет следующие преимущества:

1. Выполняют ручным инструментом, который не нуждается в подключении к электросети. При отсутствии напряжения во время работы — это единственный способ осуществить качественное соединение.
2. С помощью алюминиево-медных наконечников проводят монтаж разнородных жил в одном электрическом узле.
3. Если для сварки или пайки требуется специальное оборудование и навыки по работе с ним, то с клещами работу выполняет даже дилетант.
4. Обжимной инструмент позволяет провести коммутацию в ограниченном пространстве.
5. Быстро осуществляют монтаж.
6. Эксплуатационное обслуживание не проводят.

Распространенные ошибки

Для соединения обжатием следует подбирать гильзу соответствующего размера. Если диаметр жилы больше, то ее приходится подтачивать. Её утончение приводит к увеличению сопротивления участка контакта. В этом месте провод будет греться и может со временем отгореть. Также теряется механическая прочность. Стороннее воздействие на соединение может привести к разрыву.

Увеличение диаметра, по сравнению с проводом, аналогично приводит к ухудшению контакта. Наличие зазоров между жилами снижает надежность и прочность соединения. Деление гильзы в целях экономии на несколько частей делает монтаж неудобным и уменьшает длину контакта. Не следует также при обжиме пользоваться подручными инструментами. Плоскогубцы, молоток или зубило не принесут нужного эффекта, но могут нанести непоправимый ущерб.

Соединение проводов при помощи обжима не станет проблемой. При соответствии сечений, аккуратности выполнения работ и соблюдения техники безопасности можно получить отличный результат.

11 июня 2013
Преимущества метода обжимки методу пайки

Выпускаемая высокотехнологичная современная техника общего и специального назначения интегрируется все большим количеством радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), что соответственно требует дополнительных соединительных устройств и коммутаций электрических цепей и как итог разработку все более технически сложных электропроводных систем.

Сегодня классическое понимание соединения различных пассивных и активных радиоэлектронных компонентов посредством кабельной продукции методом пайки существенно изменилось.

Современными инженерами разработаны и спроектированы инновационные модели и прототипы радиоэлектронных компонентов, дающие возможность осуществлять их монтаж к проводам в РЭА более простыми, прогрессивными и в тоже время не менее надежными способами по сравнению с классической пайкой. К таким способам соединения относятся механическая и термоусаживаемая обжимка, ультразвуковая, контактная и лазерная сварка, врезка, накрутка и другие способы.

Те, кто сталкивался с предварительной обработкой проводов и дальнейшим соединением их с контактами разъемов и выполнял даже самые технически простые операции, то сразу смог оценить и понять, насколько эти действия трудоемки. Порой даже самая простая операция по зачистке изоляции проводов без специального инструмента и определенной подготовки может стать значительной проблемой, это не говоря о более серьезных и технически сложных операциях.

На многих отечественных предприятиях электронной промышленности предварительная обработка проводов и последующее их соединение с другими электрокомпонентами до сих пор является второстепенным производственным процессом и как правило ему не уделяется должное технологическое и организационное внимание.

С развитием рыночной конкуренции требования к надежности и качеству выпускаемой продукции постоянно повышаются. Разумно, что без надежных и качественных соединений проводов с электросоединителями достаточно трудно выдержать заданные электротехнические параметры РЭА и электротехнических изделий в целом.

Безусловно, всем понятно, что брак в большинстве случаев дешевле и проще предотвратить, чем устранять его потом или даже его последствия. Таким образом, чем раньше будет обнаружено несоответствие конечного изделия заданным параметрам, тем меньше в итоге будет потерь.

Контроль качества – залог успеха!

Классификация прямоугольных электрических соединителей по способу установки и монтажа в РЭА.

Способы установки и монтажа прямоугольных электрических соединителей подразделяются на следующие типы:

• Объемный монтаж.
• Печатный монтаж.
• Монтаж на ленточный кабель.
• Комбинированный монтаж и др.

В свою очередь каждый из перечисленных выше типов монтажа имеет различные виды и свои особенности. Рассмотрим основные из них.

1. Объемный монтаж может осуществляться:

• методом контактной сварки или подпайки проводов к хвостовикам контактов, при этом контакты должны быть подобраны соответственно в зависимости от места их установки;
• методом механического крепления проводов к хвостовикам контактов: способом обжимки (как правило, используется спец. инструмент под каждый тип контакта и провода) и достаточно редким способом накрутки (навивки).

2. Печатный монтаж может производиться:

• методом установки контактов хвостовиками в отверстия печатной платы с последующей их пайкой: паяльником; на паяльной станции горячим воздухом; в печах с инфракрасным излучением; на установке пайки волной и прочими способами;
• методом запрессовки хвостовиков контактов специальной конструкции в отверстия печатной платы;
• методом поверхностного монтажа на контактные дорожки печатной платы;
• методом поверхностного монтажа на контактные дорожки печатной платы: с одной стороны печатной платы или одновременно с двух ее сторон.

3. Монтаж на ленточный кабель методом прокаливания.

4. Комбинированный монтаж.

Методы создания монтажных электрических соединений.

Методы создания электросоединений основаны на прямом контакте соединяемых материалов и использовании в зоне соединения промежуточных материалов (см. рис.1). Непосредственное контактирование соединяемых материалов осуществляют под воздействием давления (накрутка, холодная сварка, обжимка), теплоты и давления (различные способы сварки), давления и физического воздействия (метод УЗ сварки). Соединения с промежуточными материалами в виде токопроводящего клея (склеивание) или присадок припоя (пайка) реализуют под действием давления и теплоты.

Основные требования, предъявляемые при монтаже ЭА к электрическим соединениям :

• минимальное электрическое переходное сопротивление в зоне контакта;
• механическая прочность, наиболее близкая к прочности соединяемых материалов;
• стабильность механических и электрических параметров с течением времени при внешних воздействиях;
• высокая долговечность и надежность работы в заданных условиях эксплуатации;
• экономичность и технологичность процесса производства;
• точность, достоверность и легкость контроля качества.

Электрические соединения методом пайки нашли наиболее широкое применение при монтаже ЭА благодаря своим следующим достоинствам: стабильному и низкому электрическому сопротивлению, легкости автоматизации, большому спектру номенклатуры соединяемых металлов, ремонтопригодности и контролю. К недостаткам паяных соединений можно отнести высокую стоимость цветных металлов используемых при работе, низкую термостойкость и необходимость удаления остатков флюса.

По сравнению с паяными, сварные электрические соединения имеют следующие преимущества: более высокая механическая прочность, меньшая площадь контакта и отсутствие необходимости использования присадочного материала. К недостаткам сварных соединений следует отнести: высокую значимость выбора сочетаний материалов, повышенное переходное сопротивление из-за образования интерметаллидов, меньшая ремонтопригодность и сложность группового контактирования.

Накрутка (навивка) — соединение оголенного провода (проводника) со штыревым выводом контакта, имеющим острые кромки, путем навивки проводника на вывод контакта с определенным усилием. При этом кромки штыря вывода частично деформируются и врезаясь в провод, разрушают тем самым на нем оксидную пленку и образуя таким образом газонепроницаемое соединение. Значительное давление (до 15—20 МПа) и концентрация напряжений в зоне контакта обусловливают взаимную диффузию металлов, что способствует повышению надежности соединений.

Вид соединения

Переходное сопротивле-ние R_пер, мОм

ПрочностьР, МПа

Интенсивность отказов 1·10 -9 , ч –1

Тепловое сопротивле-ние R_т, °С/Вт

Обжимка – способ, под действием которого образуется контактное соединение под действием достаточно сильной пластической деформации соединяемых элементов.

Результатом обжимки является прочное, газо- и вибростойкое соединение между соединяемыми элементами, обусловленное холодной текучестью контактирующих поверхностей.

В отличие от припоев, токопроводящие клеи отверждаются при гораздо более низких температурах, тем самым не вызывая изменения структуры материалов в соединяемых элементах. Контактолы, они же токопроводящие клеи, относятся к гетерогенным структурам, связующими в которых являются различные смолы, а наполнителями — порошки золота, серебра, палладия, меди, графита и никеля. Большую часть таких клеев изготавливают на основе эпоксидных, силиконовых и уретановых композиций.

Обжимка

В настоящее время многие отечественные предприятия ракетно-космической отрасли используют пайку, как способ электрических соединений. В то же время предприятия NASA и ESA пайке предпочитают обжимку.

Обжимка – способ постоянного соединения двух или более элементов, которое осуществляется путем сильной пластической деформации соединяемых поверхностей. Разъединить обжимное соединение возможно только с разрушением, без возможности повторного использования. Суть обжимки состоит в том, что в хвостовую часть, имеющей форму втулки, соединительного элемента 2 помещают оголенный провод 1 и обжимают специальным инструментом (рис. 2).

рис. 2. Соединение обжимкой

Вследствие высокого удельного давления, соединяемые металлические элементы подвергаются сильной пластической деформации, и в результате холодной текучести контактирующих поверхностей между соединенными элементами возникает интенсивный молекулярный контакт. После процесса пластической деформации соединяемые поверхности сжимаются с определенной силой, под действием остаточной упругой деформации. Такое соединение обладает высокой проводимостью, вибростойкостью, теплостойкостью и газостойкостью.

Механическое соединение считается годным тогда, когда его прочность на разрыв больше, чем прочность на растяжение.

Обжимка уже давно используется в электротехнической аппаратуре сильных токов для непаяных соединений кабельных наконечников, за последние 10—15 лет её применение в электронике значительно увеличилось. Площадь эффективной контактной поверхности должна составлять от 200 до 400 % площади сечения соединяемых проводов. В качестве материалов обжимных втулок используется медь бронза или бронза с защитным гальваническим покрытием. Обжимка выполняются с помощью специальных инструментов, таких как пистолеты, имеющие производительность до 500 соединений в час или полуавтоматы (до 2000 соединений в час) и работающие на сжатом воздухе. Прочность обжимных соединений определяется силой растяжения, которая равна приблизительно 80 Н для провода 0,5 мм в диаметре.

Экономия при использовании способа обжимки вместо метода пайки достигается, во-первых, благодаря повышению производительности труда, а во-вторых, за счет практически 100% воспроизводимости качества обжимного соединения, в то время как качество паяного соединения в основном зависит от профессионализма монтажника.

Какой же из вышесказанного можно сделать вывод? Для предприятий-производителей одноразовой продукции, служащей не больше одного года и после выхода из строя просто выкидывающейся или утилизирующейся, скорее всего, нет смысла задумываться над этим вопросом. Но если же компания не желает иметь проблем с качеством своей выпускаемой продукции и предпочитает обходиться без незапланированных расходов по ее гарантийному ремонту или полному обмену, то существует как минимум два варианта решения этой проблемы. Во-первых, необходимо использовать специальные инструменты и оборудование и вместе с тем минимизировать расходы них, предварительно уменьшив количество разных соединителей и проводов в изделиях до 2–3 типов (в большинстве типичных случаев это вполне реально). А во-вторых, можно взять во внимание опыт зарубежных фирм, независимо от их размера и специфики. А именно — заказать готовые жгуты и кабельные сборки на предприятии, специализирующемся на производстве таковых, имеющем все необходимое оборудование для полного технологического процесса от момента приемки комплектующих, до надлежащего контроля качества готовой сборки. Предприятии, имеющем штат квалифицированных, с богатым опытом специалистов, которые с профессиональным подходом избавят вас от вопросов, какой провод взять, как его подготовить, где и как соединить его с контактом. Естественно, это не бесплатно, но посчитайте — оно того стоит.

По оценкам специалистов, порядка 50% отказов РЭА происходит именно из-за неудовлетворительного качества либо самих электрических соединителей, либо качества их соединения с другими элементами или по другим причинам связанных с этим. Если рассмотреть саму структуру отказов РЭА, связанных с соединителями, то можно увидеть, что около 30–35% из них — отказы, произошедшие не из-за низкого качества самих соединителей, а потому, что были допущены ошибки в процессе их изготовления и использования. К таким ошибкам относятся:

• неправильно выбранный по электрическим характеристикам тип соединителя;
• неправильно произведенный монтаж (наиболее частая ошибка);
• условия эксплуатации не соответствуют физическим свойствам соединителя.

На сегодняшний день российским производителям приходится ориентироваться на зарубежные стандарты: ISO, NASA, DIN, WHMA, IPC и др. Так же необходимые данные к требованиям по качеству обжима не редко можно получить и у самих производителей контактов. Так, например, фирма AMP предоставляет для многих своих контактов геометрические параметры для обжима и требования по усилию на разрыв. В первую очередь нужно ориентироваться на стандарты, соответствующие требованиям стандарта менеджмента и качества ISO 9001:2000, к таким относятся: NASA STD 8739.4, DIN-41611, SAE-AS-7928, UL486C и UL486A. Наиболее подробно все требования изложены в стандарте IPC/WHMA-A-620, разработанном на основании всех вышеперечисленных стандартов под контролем производителями жгутов и проводов IPC и TE Connectivity.

ЗАО «Промтехкомплект» поставляет электросоединители и аксессуары к ним (под пайку и обжимку) производителей C&K Components (Франция) и SOURIAU (Франция), являясь их официальным эксклюзивным дистрибьютором на территории России.

Также ЗАО «Промтехкомплект» является официальным дистрибьютором таких предприятий – изготовителей как AXON`Cable (Франция), Hypertronics Corporation (США), Deutsch (Франция), Radiall (Франция), Tyco RAYCHEM (Англия), Sabritec (США), GlenAir (США), Amphenol Corporation (США), Draka Fileka (Франция), LEACH International EUROPE S.A. (Франция).

Обработка кабелей и проводов.

Обработка кабелей и проводов при соединении их с устройствами коммутации, электрическими соединителями или другими радиоэлектронными компонентами в общем случае включает в себя такие технологические процессы, как:

• размерная резка;
• зачистка изоляции;
• скручивание проволок в жиле провода;
• лужение жил провода;
• формование жгутов проводов, бандажирование и защита их от механических повреждений, ЭМИ и прочих помех;
• маркирование жгутов проводов, кабельных сборок или отдельных проводов.

Для конкретных методов объемного монтажа (пайка, сварка, накрутка, врезка, обжимка и т. д.) перечень вышеизложенных операций может уменьшаться или, наоборот, дополняться специфическими технологическими операциями. Начиная еще с 1940-х годов и до настоящего времени основным направлением модернизации кабельной продукции является постоянное снижение веса проводов. При этом неизменными остаются общие требования относительно увеличения срока службы проводов при стремительном росте интенсивности их эксплуатации. В период 1940–1950-х годов в РЭА применялись провода с достаточно большим диаметром проводника и изоляции. Но с модернизацией медного сплава и разработкой новых изоляционных материалов к 1990-м годам уже получали провода, которые уже примерно на 70% были легче веса аналогичных старых проводов. Этот факт очень важен для авионики и проводных систем летательных аппаратов.

В современной РЭА, и особенно в электротехнике и проводных системах аэрокосмической отрасли в частности, где каждый из подсоединяемых проводов должен быть промаркирован, поэтому необходимо обеспечить нанесение на провода качественной маркировки в необходимом объеме. Учитывая тенденцию в мире к постоянному уменьшению диаметров проводов, а соответственно, и эффективных площадей под нанесение маркировки, задача качественного маркирования становится все более и более сложной сложной. Этот факт очень важен для авионики и проводных систем летательных аппаратов.

Традиционные методы маркировки проводов и кабелей насчитывают несколько способов:

• маркировка на пластмассовых трубках (на провод в необходимых местах устанавливаются отрезки трубок с нанесенной маркировкой),
• термотиснение (вжигание цветной фольги в изоляцию провода),
• струйный метод
• более совершенный метод – маркировка ИК-лазером.

Но они все не обеспечивают должным образом требуемого качества по четкости, электропрочности изоляции после маркировки, стойкости к истиранию и других параметров.

ЗАО «Промтехкомплект имеет возможность поставлять провода и кабели таких изготовителей, как Tyco, Axon, Draka, Nexans. Tyco Electronics производит провода по спецификациям SPEC44, SPEC 55A/55PC, особо гибкий кабель SPEC82A, провода для ЛПИ МКИО по MIL-STD-1553B. Axon производит коаксиальные кабели и кабельные сборки, облегченный алюминиевый провод, оптический кабель, ЛПИ МКИО по MIL-STD-1553B Провода по ESA/SCC 3901 001, 002, 012, 019. Draka производит провода и кабели авиационного применения по стандартам EN2267, EN2714.

Поставляются также термоусаживаемые изделия Tyco и Glenair:

• формовые части;
• разветвители;
• термоусаживаемые трубки;
• припоечные муфты сращивания.

Tyco предлагает следующие способы маркировки провода и кабеля:

• этикетки, оборачиваемые вокруг кабеля;
• этикетки на кабельных поясках;
• написанные от руки этикетки;
• одеваемые/прикрепляемые маркеры;
• вставляемые маркеры;
• лазерная либо струйная печать, наносимая непосредственно на провод;
• трубки горячего тиснения;
• трубки с печатью на принтере;
• гравированные шильдики;
• … и многое другое.

ЗАО «Промтехкомплект» поставляет оборудование для:

• автоматической резки:
• автоматической зачистки;
• автоматического обжатия контактов;
• автоматического испытания жгутов и др.

Обеспечение и поддержка высокого качества производимой продукции, поиск современных и перспективных решений механизации и автоматизации технологических процессов и снижение трудоемкости — одни из главных задач любого производства.

Процессы обработки проводов и последующее изготовление жгутов и кабельных сборок, предусматривающие в своем составе электросоединители, относятся к типам производств, у которых свойственно большое количество сложных и трудоемких технологических процессов. Поэтому от точного соблюдения и качественного выполнения этих процессов в итоге зависит надежность работы РЭА и оснащенных ею изделий.

Так же стоит отметить, что внедрение и использование новых технологий обработки кабелей и проводов и дальнейшее присоединение их к штыревым выводам электрических контактов требует постоянного повышения уровня квалификаций и знаний в этой области. Этот факт подтверждает и опыт работы ЗАО «Промтехкомплект» с предприятиями, начинающими применять современные электрические соединители с современными способами заделки проводов к контактам.

У специалистов этих предприятий возникает много вопросов по технологии заделки проводов и электросоединителей. Среди таких предприятий можно отметить ОАО «ИСС им. академика М.Ф.Решетнева», ФГУП «НПО им. С.А.Лавочкина» и др. Специалисты ЗАО «Промтехкомплект» проводят работы в рамках технологического сотрудничества с предприятиями ракетно-космической отрасли (консультации по соединителям, поиск, подбор и другие технические решения).

Как соединить провода, достоинства и недостатки, способы

Ни одна электропроводка не обходится без соединений. Если к розеткам, выключателям, автоматам и шинкам провода и кабели присоединяются с помощью имеющихся в их составе зажимов, то коммутацию жил между собой в соединительной коробке можно выполнить разными способами.

Рассмотрим наиболее распространенные из них, выявив их недостатки и достоинства.

Соединение проводов скруткой

Наверное, этому методу столько же лет, сколько и самой электротехнике. Реализуется он несложно, не требует применения специального инструмента: понадобятся только пассатижи. Для большего удобства можно взять еще и утконосы (круглогубцы) или еще одни пассатижи.

Провода разделываются примерно на одинаковую длину, не менее 2 – 3 см. Затем они укладываются плотно друг к другу так, чтобы граница разделки изоляции у всех их совпадала. В этом месте они удерживаются от проворачивания пальцами или пассатижами. Круглогубцами удобнее, но главный критерий при их применении – не повредить изоляцию.

Затем концы проводов равномерно скручиваются «от руки». Довершается процесс пассатижами, при этом нужно добиться максимально возможного закручивания жил.

Способ простой, но крайне ненадежный.

Скрутка имеет свойство со временем ослабеть, контакт ухудшится со всеми вытекающими последствиями. Ослабление может произойти еще в ходе укладки проводов в соединительную коробку, пока их сгибают из стороны в сторону.

Интересное видео о способах соединения проводов смотрите ниже:

Этот способ если и применяют, то только в комбинации с другими методами соединения: опрессовкой, пайкой, сваркой или применением зажимных наконечников.

Существенным недостатком скрутки является невозможность соединить между собой провода из меди и алюминия, а также – необходимость использования изоляционных наконечников или изоленты.

Скрутка является условно разъемным соединением: разобрать ее при необходимости можно, но выполнить затем повторно качественное соединение сложно.

Интересное видео о соединении проводов:

Соединение проводов опрессовкой

Для этого используются специальные соединительные гильзы. Это полые внутри цилиндры (трубки) из меди или алюминия. Материал гильзы зависит от материала соединяемых жил. Универсальным вариантом является применение луженых или анодированных соединителей.

Внутренний диаметр гильзы выбирается, исходя из сечения и количества соединяемых проводников. Критерий правильного выбора – плотное вхождение их в отверстие соединителя. При этом их можно предварительно скручивать между собой, а можно вставить и так, параллельно друг другу.

Затем гильзу надо опрессовать специальными клещами. Для этого не годится другой инструмент: пассатижи или молоток.

Соединение получается надежным, но неразборным.

При необходимости рассоединения проводов потребуется отрезать гильзу. Чтобы предусмотреть возможность переразделки, нужно оставлять больший запас жил по длине, но не каждая коробка такое позволит.

Медь с алюминием соединять тоже нельзя: в гильзе они будут находиться рядом, образование гальванической пары и дальнейшее окисление неизбежно.

Требуют дополнительной изоляции. Правда, есть гильзы полностью изолированные, но они в основном используются для соединения двух проводников между собой.

Соединение проводов сваркой

В этом способе нет ничего нового: так соединены провода в коробках квартир, построенных еще в советское время. Для этого используются специальные сварочные аппараты небольшой мощности. Для бытовых целей их делают из понижающих трансформаторов.

Сначала выполняется скрутка. Затем, на границе разделки изоляции, к проводникам подключается один вывод от сварочного трансформатора с помощью зажима «прищепки» или «крокодила». Вторым выводом является угольный электрод. Уголь нейтрален по отношению к расплавленным металлам, его задача – сформировать на короткое время дугу. Присадок при сварке не используют, сложности могут возникнуть только при работе с алюминием.

После кратковременного касания угольным электродом кончика скрутки образуется шарик из расплавленного металла. Он надежно и навсегда соединяет провода между собой.

Недостаток этого метода – необходимость наличия сварочного аппарата, средств защиты глаз, соблюдение пожарной безопасности. Но соединение получается «на века». Причем, при необходимости его можно переразделать, отрезав сплавленный участок, и заварить снова.

Пользоваться таким методом рекомендуется при постоянном выполнении монтажных работ на заказ. Тогда покупка сварочного аппарата себя оправдывает.

Соединение проводов пайкой

Есть много сторонников и противников этого метода, но на самом деле действующие нормативные документы не рекомендуют пайку в большинстве случаев при соединении проводов. Но применять ее иногда приходится.

Сначала – опять скрутка. Паять два проводника, прислоненные друг к другу нельзя, при механическом воздействии на пайку соединение будет разрушено.

Потребуется паяльник (как правильно паять — читает тут), чем больше сечение проводов и их количество в скрутке – тем он более мощный. Оптимальным считается применение паяльника на 40 – 100 Вт. Меньше бессмысленно: для успешного соединения потребуется прогреть металл целиком, одновременно на всей длине соединения.

Прогретая паяльником скрутка сначала смачивается канифолью, затем на нее наносится капля припоя. Нагрев продолжают до равномерного покрытия припоем всей поверхности соединения, при необходимости изменяя положение жала.

Пайка имеет низкую механическую прочность.

Ей можно пользоваться для подготовки гибких проводов для соединения с клеммой прибора, но только не винтовой. В этом случае лучшим выходом из положения будет напрессовка на проводник гильзы или штыревого наконечника.

Ещё одно интересное видео о способах соединения проводов:

Винтовые и WAGO соединители

Винтовые наиболее часто используют для подключения кабелей к светильникам. Их достоинство при применении в качестве соединителей проводов: простота установки и наличие изолированной оболочки. Но предварительно эти провода лучше скрутить между собой.

Но самым технологичным методом является применение клемм типа WAGO.

Для каждого проводника в них имеется персональное отверстие, а удерживается он в нем с помощью пружинного зажима, позволяющего при необходимости отключить провод и вернуть его назад.

Опрессовка и оконцевание жил проводов и кабелей

В этой статье мы расскажем о технологии опрессовки проводов и кабелей. Смысл этого процесса заключается в соединении жил с применением соединительной гильзы. Соединение производится путем деформации пары «гильза-жила». Такой способ обеспечивает высокое качество и хорошую механическую прочность контактных соединений. Форма и степень деформации определяется используемым инструментом.

Инструменты для опрессовки

Для опрессовки гильз и наконечников применяются следующие инструменты:

• гидравлические и механические прессы;
• гидравлический пресс ручного типа;
• механический пресс ручного типа;
• гидравлический пресс с электрическим приводом;
• пресс-клещи типа ПК – 1,2, 1М, 2М, 4.

Качество и надежность контакта гильз зависит от правильно подобранной сменной матрицы и нужного контактного давления. Подвижный элемент, которым производится давление на гильзу, называется пунсоном, а фигурная скоба, деформирующая гильзу, — матрицей. При опрессовки значительного количества гильз разного сечения, приходится постоянно подбирать пуансоны и матрицы, поэтому в таких случаях набор данных элементов должен быть внушительным.

Некоторые инструменты выпускаются с одним сменным пуансоном или поворотными матрицами, рассчитанными на разное сечение. Для того, чтобы произвести настройку под конкретную гильзу, не нужно ничего переустанавливать и подбирать, достаточно повернуть матрицу в другую сторону и сделать несколько оборотов винтом пуансона.

Некоторые инструменты вообще не имеют матриц и пуансонов – обжимка производится с помощью фигурных скоб.

Соединение жил гильзами

При подключении распределительных коробок опрессовка проводов проводится достаточно редко. Обычно в таких случаях используются самозажимные клеммники или выполняется пайка или сварка. Опрессовку в коробках еще можно встретить в старых хрущевках с алюминиевой проводкой.

Опрессовка проводов выполняется путем ввода проводов в гильзу трубчатой формы и сжимании ее прессом с определенным уровнем деформации.

Обжимка проводов может выполняться следующими методами:

• локальное вдавливание;
• объемное сжатие;
• комбинированное сжатие.

Локальное сжатие производится зубьями пуансона, которые создают повышенное давление на одно или несколько мест, что позволяет обеспечить электрический контакт. Сплошное сжатие, соответственно, производится давлением на всей протяженности обжатия.

Комбинированный метод подразумеваем сплошное сжатие с дополнительным обжатием зубами пуансона в определенных местах.

Каждый из описанных методов может обеспечить надежное соединение контактов лишь в тех случаях, когда перед опрессовкой была проведена подготовка поверхности и были правильно подобраны гильза и рабочий инструмент.

Соединение токопроводящих жил до 10 мм/кв

Для организации ответвлений и соединений алюминиевых и медных жил применяются пресс-клещи и стандартные гильзы. Соединения в таких случаях могут быть односторонними, когда провод вводится с одной стороны гильзы, так и двухсторонние. Материал гильз подбирается в соответствии с материалом жил

Алгоритм опрессовки кабеля:

1.На концах жил удаляется изоляция на 2-3 сантиметра. Их необходимо зачистить до металлического блеска. Если жилы алюминиевые, то их предварительно нужно смазать кварцевазелиновой пастой. Медные провода в свою очередь можно оставить чистыми.

2.В соответствии с технической таблицей подбираются пунсоны, матрицы и гильзы. Если гильзы слишком большие, то свободное место можно уплотнить с помощью дополнительных жил. При использовании многопроволочных жил, удаление проволоки жилы для подгонки сечения, не допускается.

3.Жилы нельзя скручивать. Они укладываются параллельно друг другу, после чего одевается соединительная гильза. Если применяются медные провода, то перед тем, как одеть гильзу, их необходимо обернуть двумя слоями медной или латунной фольги. Толщина фольги – 0,2 миллиметра, а ширина 20-22 миллиметра.

4.Соединения обжимаются пресс-клещами методом локального вдавливания. Степень опрессовки определяется технической таблицей.

5.После обжимки, соединения протираются тряпкой, смоченной в бензине, и изолируются.

Соединение токопроводящих жил от 16 до 240 мм/кв

Принцип обжимки таких жил практически аналогичен описанному выше. Исключение составляют использование более мощного инструмента и двухсторонний тип соединения.

Перед опрессовкой опять же нужно подготовить жилы. Для этого необходимо удалить изоляцию на 3,5-6,5 сантиметров.

Перед опрессовкой нужно подготовить провода. Затем необходимо закруглить их концы:

• многопроволочные жилы закругляются пассатижами;

• однопроволочные – специальным инструментом, который обычно продается в комплекте опрессовочном комплекте.

Медные провода перед обжатием обрабатываются техническим вазелином, а алюминиевые, соответственно, кварцевазелиновой пастой. Обычно гильзы смазываются изнутри еще на заводе. Не нужно бояться, что смазка увеличит сопротивление – при соблюдении технологии, она будет вытеснена из места контакты в пустоты.

Жилы вводятся в гильзу с двух сторон. Важно, чтобы стык произошел прямо посередине гильзы. При локальном вдавливании степень деформации проверяется специальным щупом или штангенциркулем в месте образования ямок. Если обжатие сплошное, то размеры сечения нужно проверить по таблице.

Основные ошибки при опрессовке соединений

Главная ошибка при опрессовке – это неправильный выбор гильзы. Если она значительно меньше, то проводник будет сильно передавлен кромкой гильзы. Это может привести к поломке сплющенной жилы.

При этом с другой стороны – если она слишком большая, то контакт будет не слишком надежным. В такой ситуации провода могут шататься внутри жилы. Со временем подобные соединения будет нагреваться и подгорать, что, в конечном счете, приведет к потере контакта.

Вторая ошибка – это неправильно подобранные пуансоны и матрицы. Это может привести к аналогичному эффекту, в результате чрезмерного или слабого обжима гильзы. Данная проблема усложняется тем, что рабочие элементы инструмента со временем изнашиваются и теряют свои первостепенные характеристики.

ВАЖНО! Нельзя укорачивать заводскую гильзу – это приведет к снижению надежности контакта.

Третья ошибка – это использование для опрессовки кабельных наконечников и гильз зубила и молотка. С точки зрения официально принятых методов – это жуткое преступление, но в жизни бывают различные ситуации и, в крайнем случае, их использование имеет место быть. Если же имеется возможность приобрести хорошие инструменты, то альтернативы быть не должно.

В конце представим рекомендуемое сочетание сечения жил и кабельных гильз:

1.Общее сечение жил в пресс-гильзе – 7,5 мм/кв. Кабельная пресс-гильза – 4-1. Пресс-клещи – ПК-3.

2.Общее сечение жил в пресс-гильзе – 13 мм/кв. Кабельная пресс-гильза – 5-1. Пресс-клещи – ПК-3.

3.Общее сечение жил в пресс-гильзе – 15 мм/кв. Кабельная пресс-гильза – 4-2. Пресс-клещи – ПК-3.

4.Общее сечение жил в пресс-гильзе – 20 мм/кв. Кабельная пресс-гильза – 6-1. Пресс-клещи – ПК-3.

5.Общее сечение жил в пресс-гильзе – 26 мм/кв. Кабельная пресс-гильза – 5-2. Пресс-клещи – ПК-3.

6.Общее сечение жил в пресс-гильзе – 41 мм/кв. Кабельная пресс-гильза – 6-2. Пресс-клещи – ПК-3.

Видео опрессовки наконечников