Способ изготовления жгутов. Жгутовый монтаж Типовой техпроцесс изготовления жгутов проводов

К атегория:

Производство радиоаппаратуры

Заготовка монтажных проводов, кабелей и жгутов

Заготовку монтажных проводов начинают с правки (выравнивания) провода, поступающего на завод в бухтах. После этого провод разрезают на заготовки необходимой длины (указана в технической документации).

При монтажных работах сращивание проводов из отдельных отрезков не допускается. Марку провода, его сечение и расцветку также определяют по технической документации.

Способ заготовки монтажных проводов зависит главным образом от масштаба производства. При индивидуальном производстве провод нарезают ножницами или кусачками по масштабной линейке. В серийном производстве для мерной резки проводов находят широкое применение различные приспособления и станки, значительно повышающие производительность труда и точность этой операции.

На рис. 1 показаны ножницы для мерной резки проводов, характеризующиеся высокой производительностью при точности реза +0,5 мм. Ножницы имеют подвижный и неподвижный диски с отверстиями различных диаметров, упор и ручку. При нерабочем положении ножниц отверстия в дисках благодаря наличию фиксатора и пружины, работающей на растяжение, совпадают. Нарезке партии заготовок предшествует установка упора с помощью стрелки на необходимую длину; отсчеты производят по линейке с делениями. Затем выбирают по диаметру провода необходимое отверстие на диске, продевают в него провод до упора; нажимая на ручку, жестко соединенную с подвижным диском, нарезают заготовки.

Рис. 1. Ножницы для мерной резки проводов: 1 - подвижный диск, 2 - неподвижный диск. 3 - упор, 4 - линейка, 5 -стрелка, 6 - ручка, 7 - фиксатор, 8 - пружина

Резку и зачистку концов монтажных проводов в условиях массового производства выполняют на специальном автомате (рис. 2). Производительность такого автомата 5500 проводов в час.

После резки монтажные провода и кабели поступают на заделку концов, которая состоит из следующих операций:
— зачистки концов от изоляции и экранирующей оплетки, удаления окисной пленки, скручивания жил, лужения и закрепления концов изоляции.

Способ заделки концов зависит от ряда факторов:
— марки применяемого провода или кабеля, конструктивных особенностей монтажа и его детелей, условий эксплуатации радиоаппаратуры, а также от масштаба производства.

Зачистка провода от изоляции должна проводиться на такую длину, которая бы обеспечивала надежность закрепления жил на контактных лепестках без излишних технологических отходов. Практика показывает, что для большинства соединений достаточна зачистка изоляции на участке провода длиной 7-10 мм. Зачищать изоляцию ножом нельзя, так как можно подрезать токо-проводящую жилу провода.

Изоляция провода в известной степени определяет способ зачистки.

Текстильную, пласгикатовую и пленочную изоляцию удаляют с проводов одним из следующих способов:
— с проводов МГВ , МГВЛ , МГВСЛ , БПТ -250, ТМ-250, ПМВ , ПМОВ (с внутренней изоляцией из стекловолокна), БПВЛ , МЦСЛ - способом надреза на автомате:
— с проводов МГВ , МГВЛ , БПВЛ , ПВЛ , ПМВ , ПМОВ (с внутренней изоляцией из хлопчатобумажного волокна), ПМВГ , МГШВ , МГЛ , МОГ - способом электрообжига на автомате одновременно с мерной резкой заготовок или на специальном приспособлении, устанавливаемом на столе монтажника и управляемом двумя ножными педалями, расположенными под столом.

Рис. 3. Автомат для резки и зачистки концов монтажных проводов

Рис. 4. Зачистка изоляции с конца провода: 1 - изоляция, 2 -жила

Приспособление имеет стойки, на которых укреплены параллельно расположенные колонки 3. С правой стороны на колонках неподвижно укреплена правая губка 2, левая губка 1 на латунных втулках свободно скользит по колонкам. Для зажима изоляции в момент ее снятия служит ребристая часть губок. Держатели проводов с медными штырями прикреплены к губка-л. К штырям подводится питание: нагреватели из константановой проволоки крепят

винтами. К держателям прикреплены конпы троса, при помощи которого можно передвигать вправо или влево подвижную губку, сдвигая или разводя при этом петлевые нагреватели, к которым подается от понижающего трансформатора напряжение 3-4 в. Педали служат, чтобы установить нагреватели в такое положение, при котором образуется зазор между ними, куда и вводят провод. Нажимая на левую педаль приспособления, сводят петли нагревателей выполняют тем самым обжиг изоляции. Большое распространение на заводах получили щипцы и ножи для электрообжига изоляции, работающие по такому же принципу, как и описанное приспособление. Изоляцию с одиночных проводов МГВ , МГВЛ , МГВСЛ , БПВЛ , БПТ -250, Г1ВЛ, Г1МВ, ПМОВ (с внутренней изоляцией из стекловолокна), МЦСЛ , ЛПЛ , МОГ , ТМ-250 удаляют специальными щипцами.

Эмалевую изоляцию удаляют:
— с проводов ПЭТ , ПЭЛ - шлифовальной шкуркой, шабером и пр.;
— с проводом ПЭВ и ПЭМ - окунанием концов провода в муравьиную кислоту с последующей протиркой мягкой тряпкой;
— с многожильных проводов ЛЭШО и ЛЭШД- нагреванием в верхней части пламени спиртовой горелки распушенного конца провода до светло-соломенного свечения и быстрым окунанием в спирт крепостью не менее 94° с последующей протиркой мягкой тряпкой.

Рис. 5. Приспособление для снятия изоляции с монтажных проводов обжигом: 1-подвижная губка. 2 -неподвижная губка. 3 - ко лонка, 4 - стойка

Рис. 6. Щипцы для удаления изоляции с концов монтажных проводов

Рис. 177. Щипцы для удаления изоляции с концов монтажных проводов: 1 - угольник, 2 и г -ножи, 4- ручка, 6- прижим

Кроме рассмотренных способов, для удаления эмалевой изоляции применяют нагревательные и механические приспособления.

Нагревательное приспособление представляет собой фарфоровую трубку, на которую намотана нагревательная спираль. Трубку закрепляют на деревянной ручке. Питание осуществляется через понижающий трансформатор. Для удаления изоляции концы провода вводят внутрь фарфоровой нагретой трубки, эмаль при этом сгорает.

Рис. 8. Механическое приспособление для зачистки проводов с эмалевой изоляцией

К механическим приспособлениям, предназначенным для удаления эмалевой изоляции, относится устройство с металлическими щетками (рис. 8), которые вращаются при помощи электродвигателя в противоположных направлениях. С помощью установочных винтов можно регулировать зазор между щетками. Для снятия изоляции конец провода через отверстие в защитном кожухе подводят к вращающимся щеткам. Изоляция снимается за несколько секунд. Станок с вращающимися металлическими щетками может быть использован для снятия любой изоляции, включая резиновую и стек-ловолокнистую.

Для зачистки концов высокочастотных кабелей РК применяют полуавтомат, при помощи которого ступенчатыми переходами удаляют изоляцию с концом кабеля по заданным размерам в зависимости от конструкции кабеля. Разделка концов высокочастотных кабелей показана на рис. 179.На передней панели автомата расположены гнезда, за которыми находятся шпиндели с головками, предназначенные для срезания одного из слоев изоляции. Электродвигатель полуавтомата одновременно приводит во вращение все шпиндели.

Первое гнездо и соответствующий шпиндель с головкой предназначены для удаления хлорвиниловой изоляции, второе - для удаления экранирующей оплетки, третье-для удаления хлопчатобумажной изоляции (способом обжига), четвертое - для обрезки полиэтиленовой изоляции и пя-тое _ для обрезки резиновой изоляции. Таким образом, кабели с хлорвиниловой изоляцией обрабатывают в гнездах 1, 2 и 4, а с хлопчатобумажной - в гнездах 3, 2 и 5. При обработке кабелей должна быть обеспечена целостность (отсутствие надрезов) токопроводящей жилы, внутренней изоляции и экранирующей оплетки. Размеры а, б, е, г (см. рис. 9) определяются типом разъема и должны отвечать эскизам технологической карты или чертажа.

Окисную пленку на оголенной части токопроводящего слоя зачищают шабером (рис. 10) или шлифовальной шкуркой средней зернистости. Зачищенную жилу облуживают припоем ПОС -40 на 5-7 мм от конца.

Концы наружной текстильной оплетки кабелей РК-44 и РК-45 закрепляют нитками №00, а после этого покрывают нит-роклеем. Если необходимо об-лудить концы экранирующей оплетки кабелей, их погружают в расплавленный припой или облуживают электропаяльником.

Концы многожильных монтажных проводов, например МГВ , БПВЛ , МГВЛ и других, предварительно скручивают. Для скручивания применяют специальное приспособление, показанное на рис. 11.

Зачищенный конец монтажного провода подается через направляющую втулку до соприкосновения с быстровращающимся зажимным пружинным элементом, закрепленным на валу электродвигателя.

Рис. 9. Разделка концов высокочастотных кабелей: а -кабелей РК, б -кабелей РК-44(РК-45); 1-жила, 2-изоляция, 3 -экранирующая оплетка, 4 - пластикатовая изоляция, 5-хлопчатобумажная нитка № 00. 6 - тркгтильняя оплетка

Рис. 10. Зачистка жилы кабеля РК от окисной пленки: 1 -металлическая подставка, 2-жила, 3 - шабер

Зачищенные и скрученные концы монтажных проводов подвергают горячему лужению: погружают в электрованну с расплавленным припоем Г10С-40 или ПОС -61 на 1-2 сек. Предварительно место лужения покрывают бескислотным флюсом, например спиртовым раствором канифоли.

Рис. 11. Приспособление для скручивания жил проводов перед облуживаинем 1 - направляющая втулка, 2- зажимной элемент, 3 - электродвигатель

Рис. 12. Закрепление изоляции провода ниткой (оклетневка): а-закрепление первого витка, б -укладка последующих витков, в - затягивание витков и отрезание концов ниток; 1-провод, 2 - хлопчатобумажная нитка № 20

Рис. 13. Закрепление изоляции провода отрезком трубки: 1 - жила, 2- полихлорвиниловая трубка, 3 - изоляция

Оклетневка состоит в наматывании на изоляцию слоя ниток и в соответствующем их закреплении (рис. 12). Оклетневку выполняют цветными хлопчатобумажными или шелковыми нитками, которые затем покрывают клеем БФ-4 или нитролаком. Использование полуавтомата позволяет механизировать этот процесс и резко сократить трудоемкость операции.

Более производительным и качественным способом заделки хлопчатобумажной изоляции на концах провода является заделка с помощью хлорвиниловых, резиновых или линоксиновых трубок (рис. 13).

Для отрезания трубок необходимой длины применяют станок, показанный на рис. 14. Станок работает по автоматическому циклу. Производительность его 300 тыс. заготовок в смену. Он позволяет разрезать трубки диаметром от 2 до 6 мм на отрезки длиной от 8 до 20 мм.

Рис. 14. Станок для отрезания изоляционных трубок: 1-хлорвиниловая трубка, 2 и 5 - направляющие втулки, 3 - прижимной ролик, 4 и 7 -шестерни, 6 - нож, в -милая шестерня, 9 - неподвижный нож, 10 - ведущий ролик

Основными деталями станка являются две шестерни, на одной из которых укреплен нож 6, а на валу второй-сменный ведущий ролик 10. Для привода шестерен используется малая шестерня 8, укрепленная на валу двигателя н вращающаяся со скоростью 6000 об!мин.

В процессе работы станка хлорвиниловая трубка проходит через направляющую втулку 2 и, попадая на сменный ведущий ролик 10, прижимается резиновым прижимным роликом 3, а далее подается во вторую направляющую втулку 5 и, наконец, на лезвие неподвижного ножа 9. При каждом обороте вращающегося ножа хлорвиниловая трубка отрезается. Регулировку длины отрезаемых трубок производят, подбирая сменный стальной ролик с острой пересекающейся накаткой.

Заделку нитролаком выполняют на участке провода длиной 8- 10 мм (рис. 15).

При закреплении концов оплетки проводов БПВЛ , МГВЛ и МГВСЛ нитролаком или оклетневкой оплетку предварительно сдвигают на 3-5 мм от места среза полихлорвиниловой изоляции, а избыток ее разгоняют вдоль провода.

Рис. 15. Закрепление изоляции провода нитролаком: 1-жила, 2 - нитролак, 3 - изоляция

При удалении изоляции с проводов БПВЛ и МГВЛ электрообжигом концы оплетки спекаются с внутренней изоляцией, поэтому закреплять их не нужно.

Текстильную изоляцию провода ПВЛ снимают на участке длиной 8-10 мм от места среза резиновой изоляции.

Рис. 16. Разделка конца экранированного провода: 1 - жила, 2- изоляция, 3- экранирующая оплетка

Рис. 17. Разделка конца провода БПВЛЭ (БПШЭ , МГВЛЭ , МЦСЛЭ ): 1-жила, 2 - плаетикатовая изоляция, 3 - текстильная оплетка

Концы экранирующей оплетки срезают монтажными ножницами на 20 мм, для этого сдвигают край оплетки, разрезают оплетку вдоль на 20 мм и аккуратно обрезают вокруг, чтобы срез был ровным и без торчащих жилок.

Заделку концов экранирующей оплетки выполняют несколькими способами:
— протаскиванием конца провода через отверстие, сделанное в оплетке и подключением свободного конца оплетки к корпусному лепестку;
— подпайкой к оплетке дополнительного провода; намоткой на оплетку голого луженого провода и последующей пропайкой этого места;
— закреплением экранирующей и текстильной оплеток нитками с последующим покрытием нитроклеем и припайкой к середине экранирующей оплетки провода МГВ (этот способ применяется для коротких проводов).

В первом случае поступают следующим образом: конец оплетки расширяют, сдвигая вправо, и на расстоянии 20 мм от конца провода делают в оплетке отверстие диаметром 3-4 мм; через это отверстие провод продевают и извлекают из оплетки, а свободный конец оплетки вытягивают и в месте выхода провода плотно прижимают к изоляции. Конец экранирующей оплетки используют для подключения к корпусному лепестку. В том случае, когда длина оплетки недостаточна, к концу экранирующей оплетки подпаивают отрезок голого провода ММ диаметром 0,5-0,8 мм, конец которого длиной примерно 4- 6 мм вводят внутрь оплетки с ее торца, обжимают и припаивают припоем ПОС -40. На рис. 188 показан образец такой заделки.

Рис. 18. Заделка заземляющего конца экранирующей оплетки: 1 - провод ММ. 2 - экранирующая оплетка, 3- нитроклей

Рис. 19. Подпайка дополнительного провода к экранирующей оплетке: 1 - жила, 2 -пластикатовая изоляция, 3- нитролак, 4 - провод МГВ , 5 - полихлорвини-ловяя трубка (если необходимо изолировать экранирующую оплетку), 6 - экранирующая оплетка, 7 - хлопчатобумажная нитка № 20, 8 - текстильная оплетка

Способ подпайки дополнительного провода к экранирующей оплетке показан на рис. 19. На оплетку надевают полихлорвиниловую трубку и делают на ней клинообразный вырез. В этом месте к оплетке подпаивают припоем ПОСВ -33 распушенный конец провода МГВ длиной 40- 50 мм, сечением 0,35 мм2. После этого место пайки и конец экранирующей оплетки со сдвинутым концом текстильной оплетки закрепляют ниткой № 20 и покрывают нит-роклеем.

Способ намотки дополнительного провода на экранирующую оплетку показан на рис. 20. На конец оплетки плотно наматывают 2-3 витка голого луженого провода ММ диаметром 0,5 мм. Один конец этого провода прижимают монтажными плоскогубцами к оплетке, а другой (длиною 40-50 мм) оставляют свободным. Витки провода припаивают к оплетке припоем ПОСВ -33 методом окунания. На свободный конец голого провода надевают линоксиновую трубку, а место пайки плотно закрывают отрезком изолирующей трубки длиной 15-20 мм.

Концы экранирующей и текстильной оплеток закрепляют нитками и нитроклеем. Распушенный конец провода МГВ припаивают к середине экранирующей оплетки припоем ПОСВ -33. На экранированный провод надевают хлорвиниловую трубку, а свободный конец подпаянного провода пропускают через предварительно сделанную в середине трубки прорезь, а затем вытаскивают наружу.

Обычно монтажные провода, прокладываемые в одном направлении, увязывают в общий жгут хлопчатобумажными или льняными нитками. Жгутовый монтаж отличается повышенной механической прочностью, уменьшает разброс собственной емкости схемы и снижает трудоемкость монтажных операций.

Рис. 21. Заделка конца экранирующей оплетки вместе с текстильной оплеткой 1 - нитроклей, 2 - текстильная оплетка, 3 - хлопчатобумажная нитка № 20, 4- экранирующая оплегка

Рис. 22. Пайка дополнительного провода к экранирующей оплетке: 1-провод МГВ сечением 0,35 мм2, 2 -экранирующая оплетка, 3- полихлорвиниловая трубка

Образец жгута делают на стадии проектирования прибора. Рекомендуется следующий порядок отработки жгута. На полностью собранном и приготовленном для монтажа шасси согласно монтаж-238 ной схеме и таблице монтажных соединений раскладывают провода. Концы проводов закрепляют на контактных лепестках и маркируют. Раскладку проводов ведут таким образом, чтобы готовый жгут не лежал на крепежных деталях (гайках, винтах, скобах и т. п.) и по возможности не затруднял доступ к ним; кроме того, изоляция проводов жгута не должна касаться контактных лепестков близко расположенных деталей.

Рис. 20. Намотка дополнительного провода на экранирующую оплетку: 1-жила, 2- изолятор, 3 - полихлорвиниле вая трубка или бирка, 4 -провод МГВ сече нием 0,35 мм2 или провод MM &0,5 мм 5 - полихлорвиниловая трубка (если необхо димо изолировать экранирующую оплетку) 6 - экранирующая оплетка

Изоляцию проводов в местах прохода жгута через отверстия в шасси и экранах предохраняют полихлорвиниловыми трубками, прокладками, а также специальными резиновыми втулками (пистонами) и изоляторами.

Рис. 24. Закрепление нитки на жгуте: 1 - нитка, 2 - жгут

Рис. 23. Увязка проводов в жгут: I -провод, 2- жгут, 3 -ответвление жгута, 4 - нитка

Вначале укладывают короткие провода и в последнюю очередь наиболее длинные с таким расчетом, чтобы последние образовали лицевую сторону жгута. В середину жгута укладывают экранированные провода, не заключенные в полихлорвиниловые трубки. Если по ТУ в жгуте предусмотрены запасные провода, их укладывают сверху на наибольшую длину жгута.

Обязательно предусматривается запас провода по длине на закрепление (20-25 мм на оба конца) и такой же запас на повторное закрепление концов проводов в случае обрывов. Таким образом, кроме расстояния между точками подключения провода, по направлению его укладки дается еще 40-50 мм. До закрепления второго конца измеряют длину провода, а результаты заносят в таблицу монтажных соединений.

После раскладки жгута провода увязывают крепкой ниткой при помощи изогнутой иглы; петли следует вязать с натяжением через равные интервалы (не более 20 мм), а также в местах ответвления проводов (рис. 23). Закрепляют начало и конец нитки, как показано на рис. 24.

Когда вязка жгута окончена, его вынимают из прибора и правят на ровной поверхности; ветви жгута, расположенные в разных плоскостях, отгибают на 90° в плоскость основной части жгута.

Рис. 25. Эскиз жгута

Затем жгут кладут на лист чертежной бумаги лицевой стороной вниз н срисовывают в натуральную величину.

Эксиз жгута применяют для изготовления опытного шаблона, который представляет собой лист фанеры с вычерченным на нем жгутом и вбитыми в нужных местах шпильками (рис. 26). По шаблону вяжут опытный жгут, причем раскладку проводов на шаблоне начинают с запасных и длинных рабочих проводов и заканчивают короткими, т. е. применяют обратный порядок раскладки проводов и обратное изображение жгута. Это делают, чтобы придать жгуту более аккуратный вид: узлы, сделанные на жгуте, не будут заметны после его укладки в прибор.

Опытный жгут проверяют, укладывая его на шасси прибора, выявляют и исправляют допущенные неточности. Исправления вносят в эскиз жгута и таблицу монтажных соединений. Рабочий шаблон изготовляют по откорректированному эскизу жгута.

В серийном производстве жгуты изготовляют следующим образом: монтажные провода, прошедшие зачистку, лужение и заделку концов, укладывают на шаблон согласно таблице соединений, содержащей сведения о марке, сечениях, порядковых номерах и расцветке проводов. Укладку провода начинают с закрепления его на начальной шпильке.

Затем провод прокладывают по схеме жгута, изгибая его на угловых шпильках, и заканчивают закреплением на конечной шпильке. Начальная и конечная шпильки имеют один и тот же номер. Когда все провода уложены, их обвязывают льняными нитками. Связанный жгут снимают с шаблона и пробником проверяют правильность укладки проводов. Образцы жгутов показаны на рис. 27.

В тех случаях, когда к механической прочности и влагостойкости жгутов предъявляют повышенные требования, их обвязывают ки-перной лентой и пропитывают лаком.

Более удобны в работе электрифицированные шаблоны, получившие широкое распространение на радиозаводах; они значительно снижают трудоемкость процесса изготовления жгута и сокращают возможный брак.

Рис. 26. Шаблон для раскладки жгутов

В электрифицированном шаблоне концевые шпильки заменены зажимами-кнопками, в которые вмонтированы зеленые сигнальные лампочки. Иногда лампочки располсжены рядом с зажимами около цифровых обозначений концов монтажных проводов. На шаблоне помещается таблица соединений. Рядом с обозначением каждого соединения установлены контрольные лампочки красного цвета. Установка питается напряжением, соответствующим напряжению сигнальных лампочек.

Рис. 27. Жгуты

Укладка монтажных проводов на электрифицированном шаблоне производится следующим образом. При включении шаблона в сеть загораются две зеленые лампочки тех зажимов, между которыми нужно уложить первый провод. Для закрепления конца провода нажимают на кнопку зажима, открывая в нем паз, в который заводят провод, сигнальная зеленая лампочка при этом гаснет. После прокладки провода по контуру жгута закрепляют второй конец; зеленая лампочка второй кнопки гаснет, но при этом зажигается красная контрольная лампочка на таблице соединений, сигнализирующая о том, что провод проложен правильно. Одновременно с этим зажигаются две зеленые лампочки тех кнопок-зажимов, между которыми нужно проложить следующий монтажный провод, и т. д. Если жгут уложен правильно, будут гореть только контрольные красные лапочки таблицы соединений.

На некоторых радиозаводах разработаны автоматы для раскладки жгутов.

Концы проводов в жгутах и междублочных кабелях маркируют, используя изоляцию проводов различного цвета, метки из разноцветных нитроэмалей, наконечники из цветных или нумерованных полихлорвиниловых трубок, съемные бирки, клеевую полихлорвиниловую ленту, на которую нанесены цифры (бандаж из маркировочной липкой ленты накладывают на провода и жилы кабеля в 1,5-3 оборота).

Рис. 28. Типовая схема электпиЛинноованного шаблона

Радиоэлектронное оборудование (РЭА) присутствует практически во всех отраслях современной промышленности и занимает весомую часть при разработке и производстве сложных изделий. Гибкость при использовании новых технологических решений в настоящий момент становится ключевым фактором, позволяющим компаниям занимать лидирующие позиции на рынке. При этом, как говорится, «стать лучшим несложно, сложней лучшим оставаться». Существует немало примеров того, как всемирно известные компании, достигшие больших высот в своей области, из-за ошибок в выборе технологий оказались буквально на грани выживания. В этой статье мы поговорим об интересном, но сложном мире кабельных сборок и жгутов, без которого трудно представить развитие мировой индустрии.

Кабельные сборки и жгуты в современной технике

Жгут (в контексте электротехники) представляет собой сборку из двух и более (до нескольких сотен) изолированных проводов, соединенных в пучок каким-либо способом. Такая сборка применяется при электрическом соединении элементов различных машин и приборов.

Под кабельной сборкой (КС) понимается соединение разъема и кабеля, что, фактически, уже является готовым продуктом. Удобство применения КС вкратце можно описать так: «проложил - подключил - работает».

Рис. 2. Кабельная сборка

КС и жгуты применяются практически во всех ключевых отраслях: космонавтика, авиация, железнодорожная техника, автомобилестроение, судостроение, военная промышленность, общепромышленное применение. При этом классификация жгутов и КС соответствует требованиям, действующим в каждой области (масса, безопасность, стойкость к различным воздействиям и т.п.). Так, по способу применения жгуты делятся на внутриблочные (для соединения элементов внутри прибора) и межблочные (для соединения разных приборов в одну систему).

Пожалуй, самым распространенным примером межблочного соединения является обычный стационарный персональный компьютер. Связь системного блока с монитором, клавиатурой, мышью и т.п. происходит через подключение к нему кабелей. Все эти элементы составляют в итоге единую систему. Содержимое системного блока компьютера, где провода соединяют между собой отдельные комплектующие, является наглядным примером внутриблочного монтажа. Более сложной системой являются межблочные кабели, используемые в авиационной технике для соединения всей аппаратуры на борту.

Ручное производство КС и жгутов. Проблемы и недостатки

Рис. 6. Снятие изоляции с провода устройством термозачистки

Несмотря на развитие автоматизации производства, сборка жгутов зачастую осуществляется с применением ручных инструментов, что обусловлено спецификой определенных изделий и невозможностью автоматизации некоторых этапов сборки.

Специалисты с опытом работы на производствах, связанных с авиационной и прочей техникой военного назначения, где нередко используются специализированные, сложные в обработке провода марок РК, МС, МГТФ, МГШВ НВ, БПВЛ, могут подтвердить, что монтажники зачастую вынуждены использовать не совсем характерные инструменты, например медицинский скальпель. Данный инструмент позволяет прекрасно справляться с зачисткой проводов с силиконовой или резиновой оболочкой. Видимо, поэтому, несмотря на высокую вероятность испортить заготовку, этот «непрофильный» инструмент часто используется на производстве.

Следующим примером нетрадиционного способа зачистки проводов является применение паяльника и устройств термозачистки (т.н. «обжигалки»). Но такая операция может повлечь перегрев токоведущей жилы и налипание расплавленной изоляции на жилу.

При механическом воздействии также не гарантируется высокое качество зачистки, так как сложно избежать подрезания провода или его царапин, которые могут привести к выходу жгута из строя в процессе эксплуатации.

Очевидно и то, что при ручной обработке не приходится говорить о высокой производительности и скорости процесса. Перечисленные недостатки, а также большая трудоемкость технологического процесса без гарантии повторяемости качества (соответственно, и высокий процент брака) мотивируют производителей внедрять автоматизированные производственные линии и использовать современные технологии на всех этапах производственного цикла.

Рис. 7. Зачистка провода ножом

Современные технологии проектирования КС и жгутов

Производители, которые стремятся повысить качество выпускаемой продукции и снизить влияние человеческого фактора, внедряют автоматизированные линии и используют современные технологии на всех этапах производственного цикла.

На начальном этапе создания жгутов выполняется проектирование всего процесса, которое позволяет избежать корректировок и задержек на последующих этапах производства. Современные системы автоматизированного проектирования (САПР) существенно снижают время разработки конструкторской и технологической документации, позволяют макетировать положения жгута в изделии в 3D-формате, оперативно выполнять изменения конструкции изделия и отслеживать весь жизненный цикл продукта, начиная от первого эскиза жгута и заканчивая стендом выходного контроля.

В настоящее время автоматизация проектирования жгутов идет по двум основным направлениям:

• Небольшие компании, в которых производство кабельной продукции не является основным видом деятельности, используют неспециализированные САПР, перенося вручную полученные на них результаты разработки на производственный участок.
• Крупные и узкопрофильные производители жгутов, обладающие автоматизированной производственной базой, используют САПР, специализирующиеся на работе со жгутами. Это позволяет автоматически передавать информацию о разработанном изделии на автоматизированные участки и линии нарезки, зачистки и т.д.

К одной из таких специализированных систем проектирования относится See Electrical Expert - разработка французской компании IGE+XAO Group, предлагающей автоматизированные программные решения для проектирования в области электротехники и автоматики. Эта САПР включает в себя линейку программных модулей и конфигураций, основной задачей которых является создание логики электротехнического проекта. Предлагаемое решение, используемое на разных стадиях разработки высокотехнологичных изделий, обеспечивает сквозной цикл «проектирование–производство», позволяет эффективно решать задачи, связанные с проектированием электрических жгутов кабельной сети за счет обеспечения совместимости между электрическими схемами, автоматически осуществлять оптимальную прокладку кабелей с помощью функции автоматической разводки, а также предоставляет данные по длинам проводов в жгутах, массе и диаметру ветвей жгутов.

Преимуществом SEE Electrical Expert также является совместимость с программами, активно применяемыми в машиностроении и авиационной промышленности: NX (Unigraphics), Catia, TeamCenter, АutoCAD , SolidWorks, SolidWorks Enterprise PDM.

САПР оперируют объемными базами радиоэлектронных компонентов, шаблонов и инструментов для быстрого и качественного создания проектной и конструкторской документации электронных изделий и жгутов. Также они позволяют ускорить технологическую подготовку производства, передавая информацию непосредственно от конструкторского отдела на линию производства с учетом технологических особенностей каждой сборки.

Автоматизированные линии производства КС и жгутов, типы оборудования, преимущества, распространение

Прежде чем приступить к началу изготовления жгутов, как правило, сотруднику (производственному мастеру) необходимо получить всю необходимую комплектацию. В условиях огромной номенклатуры изделий на производственных складах используется адресная система хранения с автоматизированным учетом складских запасов, при котором все изделия маркируются и учитываются при получении и выдаче со склада. Вся информация сводится в единую базу данных, где можно отследить потребность и остаток каждого компонента на складе.

Далее провода поступают на участок мерной резки. Здесь могут использоваться автоматические машины (типа EcoCut 3200, 3300, PowerCut 3700) для мерной резки проводов и кабелей различного сечения. Резка осуществляется специальными ножами, позволяющими обеспечить качественный срез провода без деформаций и сплющиваний. Преимуществами данных машин является возможность построения на их базе технологической линии по мерной резке с использованием в составе линии разматывающего податчика, принтера для нанесения маркировки и сборщика проводов.

На следующем этапе проводится зачистка концов проводов на зачистных машинах, выбор которых напрямую зависит от типа применяемого кабеля и способа зачистки. На сегодня наилучшим решением этой задачи является применение машин производства компании Schleuniger, линейка которых включает в себя серии машин для различных областей применения, таких как:

• RotaryStrip - для зачистки труднообрабатываемых видов изоляции проводов, требующей дополнительной скрутки внутренних жил;
• UniStrip - для зачистки кабелей и проводов в оболочке;
• JacketStrip - для снятия оболочки кабеля, в том числе не круглого сечения;
• SheildCut - для обрезки экранирующей оплетки кабеля;
• CoaxStrip - для ступенчатой зачистки коаксиальных кабелей.

Перечисленные машины обладают возможностью выбора различной последовательности зачистки проводов.

Отдельного внимания заслуживает машина для лазерной зачистки проводов и кабелей Меrcury-4, в которой использование углеводородного лазера позволяет выполнять бесконтактную зачистку любых полимерных материалов изоляции кабелей различного типа.

Универсальные машины серий MultiStrip, EcoStrip, PowerStrip и MegaStrip совмещают в себе функции мерной резки и зачистки проводов и позволяют, в соответствии с заданной программой, обрабатывать провод сечением до 300 мм 2 и диаметром до 35 мм, обеспечивая при этом обработку внутренних жил многожильного кабеля.

Для установки на провод наконечников (или контактов) используются специальные машины для опрессовки (UniCrimp), а также оборудование, способное совмещать функции зачистки и обжима (семейство машин StripCrimp).

Не менее важным этапом при производстве жгутов является маркировка проводов, для которой целесообразно использовать специальные маркировочные принтеры (например, принтер горячей штамповки HotStamp 4140, термотрансферный принтер ТТР 4000 либо каплеструйный принтер AlphaJet), наносящие на провода условные обозначения в соответствии с электрической схемой. Выбор оборудования зависит от типа изоляции кабельной продукции.

В зависимости от специфики производства, к процессу могут подключаться дополнительные станки для свивки проводов (WireTwister - изготовление витой пары с контролем шага свивки), оплеточные машины, формирующие на поверхности жгута экранирующий или защитный слой (производитель ОМА) и т.д.

Важно отметить, что перечисленные подготовительные операции занимают основной объем работ при изготовлении жгутов, поэтому применение автоматизированного оборудования существенно снижает трудоемкость изготовления, повышает повторяемость и надежность технологических процессов, что, при отсутствии влияния человеческого фактора, значительно повышает уровень качества и надежности жгутовых изделий.

Сборка сложных жгутов осуществляется на специализированном механическом рабочем столе (рис. 8), либо на интерактивной панели Orbita P150 (рис. 9), отображающей созданную в автоматизированном режиме электронную модель кабельной сборки или жгута.

Рис. 9. Интерактивная панель Orbita P150

Преимущества интерактивной панели перед обычным рабочим столом очевидны: она позволяет визуализировать не только процесс сборки и распайки, но и всю дополнительную информацию по каждому сборочному этапу. Сборщик, применяя систему электронного считывания маркировки с проводов (рис. 10), проводит трассировку проводов жгута в соответствии с конструкторской документацией, при этом на самой панели происходит подсвечивание трассы считанного провода.

Неотъемлемой частью технологического процесса производства КС и жгутов является операция по герметизации кабельных разъемов (заливка), предназначенная для защиты соединения кабеля внутри разъема от воздействия влаги, высоких вибрационных и ударных нагрузок в процессе эксплуатации в изделии. Так как операция предполагает использование, в основном, ручного труда, возможен высокий процент брака, поскольку самым важным моментом в этой операции является приготовление компаунда - смешивание разных по вязкости компонентов. От качества готовой смеси зависит работоспособность изделия и его срок службы. При ручном смешивании в смесь нагнетается большое количество воздуха, что негативно отражается на качестве продукции. Важно помнить, что качество заливки трудно проконтролировать в закрытом разъеме.

Для обеспечения качественной заливки соединителей необходимо переходить от ручного труда к автоматизированным системам смешивания компаундов. К современным решениям, позволяющим обеспечить качественную подготовку компонентов материалов (в том числе с вакуумированием, нагревом), а также повторяемое смешивание компонентов в правильной пропорции, можно отнести высокоскоростные лабораторные и планетарные миксеры (например, SpeedMixer производства Hauschild&Co).

Одной из систем управления производством, позволяющей наладить автоматизированный процесс производства в части управления заказами на изготовление продукции, технической подготовки производства, материально-технического снабжения и планирования производства, является автоматизированная система «Орбита: Управление производством». Эта система позволяет связать воедино все элементы производства, создавая единое информационное поле для работы каждого подразделения предприятия, обеспечивая быструю передачу информации с участка на участок, сквозной контроль всех производственных показателей, планирование загрузки производства и диспетчеризацию заданий. Кроме того, она позволяет управлять загрузкой персонала и рабочих центров.

Несмотря на высокую закупочную стоимость технологического оборудования, расходы на его закупку и внедрение окупаются за несколько лет.

Контроль качества КС и жгутов с помощью современных систем автоматизированного контроля

Рис. 11. Самодельный стенд для проверки жгутов

Заключительным этапом производства является проверка качества собранных жгутов, от которого зависит срок службы, производительность и, как следствие, конкурентоспособность изделия.

Проверку жгута на соответствие схеме, как правило, выполняют на специальных прозвоночных стендах или на тестерах проводного монтажа, позволяющих замерять сопротивление изоляции и пробоя, проводить полную проверку жгутов на соответствие схеме, отсутствие короткого замыкания.

Далеко не на всех предприятиях имеются современные системы для контроля качества КС и жгутов. Более того, не на каждом производстве вообще имеют представление о существовании современных систем контроля.

Так, к примеру, на одном из предприятий, специализирующихся на выпуске электротехнических изделий, где «с нуля» создаются жгуты и КС, по сей день, в условиях серийного производства, прозвонка жгутов осуществляется с помощью мультиметра либо самодельного автоматического стенда проверки (рис. 11). Устройство такого стола несложное. В зависимости от используемого на жгуте разъема, к нему подключается сменный модуль с установленными ответными разъемами. Каждый сменный модуль предназначен для определенного вида разъема (рис. 12). Жгут подключается к необходимому модулю, после чего в специальной программе выбирается конкретный вид жгута (кабеля), и начинается процесс проверки. Результаты тестирования отражаются в программе. Из-за ограниченной линейки сменных модулей номенклатура контролируемых жгутов является не полной. Поэтому без применения мультиметра не обойтись.

КС и жгуты военного и космического назначения проходят военную приемку (ВП) МО РФ, и производители крайне заинтересованы в использовании новейших технических решений.

Упоминая современное оборудование, хочется выделить самую популярную в России автоматизированную систему контроля монтажа TECT-9110- VXI (холдинг «Информтест»), предназначенную для измерений и проверки таких параметров, как: сопротивление изоляции («Мегомметр»); емкость; электрическая прочность; изоляция цепи; целостность цепей; короткое замыкание между цепями; сопротивление изоляции; электрическая прочность всех цепей.

По мнению специалистов, главное достоинство данной системы заключается в ее составе, сочетающем различные модули, число которых определяется количеством каналов, необходимых потребителю. Основными исполнительными модулями, входящими в состав ТЕСТ-9110-VXI «Полет», являются:

• Измеритель ИС4. Он выполняет функцию высокоточного мультиметра, мегомметра и прецизионного источника переменного и постоянного напряжения.
• Коммутаторы ВВК5, ВВК6, ВВК6М и ВВК7. Они обеспечивают коммутацию измерителя на проверяемый канал и автоматизацию проверок.
• Модуль-контроллер Ethernet-VXI, который выполняет функцию информационно-технического взаимодействия с персональным компьютером.
• Крейт VXI, обеспечивающий размещение всех модулей, входящих в ТЕСТ-9110-VXI.

Еще одно преимущество этой системы контроля - гибкость, позволяющая использовать одни и те же модули как в стационарном, так и мобильном вариантах (рис. 14, 15). Благодаря такому решению, система может применяться там, где использование больших универсальных машин нецелесообразно. К тому же, применение одной системы в разных исполнениях позволяет отказаться от использования тестеров сторонних производителей со своим программных обеспечением.

К достоинствам системы TECT-9110- VXI относится и возможность поставки с заключением ВП, а также высокие точность измерений и скорость работы, сокращающие время проверки и исключающие влияние «человеческого фактора».

Гарантия на системы контроля монтажа TECT-9110- VXI составляет от трех до десяти лет: не каждый производитель готов похвастать такими сроками.

Контроль качества жгутов оценивается не только электрическими параметрами, но и такой механической характеристикой, как качество обжима наконечника. Данный параметр, в основном, контролируется по усилию отрыва обжатого наконечника от провода с помощью разрывных машин (PullTester). Проверка самого усилия обжима осуществляется с помощью специального блока контроля (АСО 07). Более детальное исследование обжатого соединения можно проводить, анализируя поперечный срез выборочных образцов кабелей с помощью микрографического анализа (типа MicroGraph System, ElektrolyteStaining Unit, SawInspect System 6).

В современных многофункциональных автоматизированных станках контроль качества жгутов проводится непосредственно при изготовлении, и такие параметры, как высота обжима и усилие на разрыв, контролируется непосредственно перед запуском каждой партии. При обжиме наконечников контролируется обжимное усилие, что позволяет получать до 100% качественных изделий на выходе из автоматической линии.

В условиях жестокой конкуренции на рынке сложно рассчитывать на хорошие перспективы без усовершенствования производственных процессов, без внедрения в них достижений научно-технического прогресса (НТП). В сфере жгутового производства к результатам НТП можно отнести следующие перспективные разработки:

Рис. 16. Промышленный робот-манипулятор


Рис. 17. Очки дополненной реальности

• Интерактивный стол для раскладки жгутов, обеспечивающий безошибочную сборку жгутов.
• Промышленный робот-манипулятор (рис. 16), функция которого сводятся к ряду типовых действий в пространстве: взять–положить, поднять–опустить, повернуть, перенести и т.д. На базе таких роботов можно осуществлять транспортирование проводов и кабелей к месту сборки и их ориентирование, а встроенные визуальные сенсорные устройства, расширяя возможности манипулятора, позволяют проводить 100%-й контроль и сортировать изделия по внешнему виду и размерам, а также выбирать нужную деталь. Применение промышленных роботов позволяет увеличить производительность за счет исключения влияния «человеческого фактора» при выполнении сборочной операции.
• Очки дополненной реальности (рис. 17), с помощью которых в наблюдаемую реальность с помощью компьютерных средств в режиме реального времени вносятся цифровые сведения, дополняя знания об окружающем пространстве или предметах. Использование данной технологии открывает большие возможности для специалистов на производстве. Например, рабочий, использующий такие очки, может оперативно получать информацию, находясь непосредственно перед оборудованием и не занимая при этом свои руки.

Использование новых технологий на производстве позволяет совершенствовать организацию производства, повышает эффективность работы сотрудников и конкурентоспособность компании на рынке.

САПР существенно снижают время разработки конструкторской и технологической документации, позволяют макетировать положения жгута в изделии в 3D-формате, оперативно выполнять изменения конструкции изделия и отслеживать весь жизненный цикл продукта, начиная от первого эскиза жгута и заканчивая стендом выходного контроля.

Универсальные машины серий MultiStrip, EcoStrip, PowerStrip и MegaStrip совмещают в себе функции мерной резки и зачистки проводов и позволяют обрабатывать провода различных сечений, обеспечивая при этом обработку внутренних жил многожильного кабеля.

Преимущества интерактивной панели перед обычным рабочим столом очевидны: она позволяет визуализировать не только процесс сборки и распайки, но и всю дополнительную информацию по каждому сборочному этапу.

Жгут представляет собой совокупность разделанных проводов и кабелей, скрепленных между собой каким-либо способом и при необходимости оснащенных элементами электрического монтажа (наконечниками, соединителями и др.).

По своему назначению жгуты подразделяются на внутриблочные и междублочные.

Внутриблочные жгуты применяются для электрического соединения отдельных узлов, блоков и электрических деталей внутри прибора, а междублочные жгуты - для электрического соедине­ния различной радиоаппаратуры и приборов в единую систему. В зависимости от расположения узлов в корпусе жгуты могут быть плоскими или объемными.

Для защиты от воздействия окружающей среды, механических повреждений или с целью экранирования жгуты обматываются снаружи киперной, капроновой, лавсановой или поливинилхло-ридной лентой, покрываются лаком или заключаются в экрани­рующую оплетку.

1) различную расцветку изоляции проводов;

2) окраску или нумерацию поливинилхлоридных трубок, применяемых для закрепления концов изоляции (трубки нумеруют на автомате, в специальных штампах или надписывают от руки маркировочными чернилами);

3) пластмассовые бирки с условным обозначением места под­соединения, надетые на провода.

Жгуты, в которых нельзя произвести замену вышедших из строя проводов, обеспечиваются запасными проводами. Количество их берется из расчета 8... 10 % общего количества в жгуте, но не мень­ше двух проводов. Длина и сечение запасных проводов должны быть равны наибольшим длине и сечению проводов, имеющихся в жгуте. Длина выводов жгута должна быть достаточной для присоединения к узлам и элементам схемы прибора без натяжения; кроме того, должен иметься запас в 10... 12 мм для повторной зачистки и присоединения каждого конца провода.

Типовой технологический процесс изготовления жгута включает в себя следующие операции:

резку проводов и изоляционных трубок;

укладку проводов на шаблоне и вязку их в жгут;

заделку концов проводов жгута с одновременной их маркировкой;

контроль жгута (прозвонку);

защиту жгута изоляционной лентой;

выходной контроль (визуальный осмотр на соответствие эталону и прозвонку).

Длина заготовляемых проводов должна соответствовать разме­рам, указанным в технологической карте или таблице заготовок проводов. Резка проводов и экранирующих оплеток производятся на автоматах, а также с помощью монтажных или гильотинных ножниц и кусачек.

Заготовку проводов одинаковой длины и вязку их в жгут целе­сообразнее производить без ответвлений на специальном приспо­соблении (рис. 1.25), которое состоит из двух стоек, укрепленных на доске (расстояние между стойками зависит от длины заготов­ляемых проводов).

С внешних сторон у стоек имеются пазы. Сначала провод обма­тывается вокруг стоек, при этом количество витков провода дол­жно составлять половину количества проводов в жгуте. Затем вит­ки провода, располагающиеся между стойками, связывают в жгут ниткой или шпагатом. После обвязки витки провода разрезают в местах, расположенных напротив пазов в стойках.

При ручном способе заготовки проводов для жгутов длина их определяется с помощью образцов или линейки. В серийном про­изводстве применяются специальные автоматы для мерной резки проводов на заданную длину.

Укладка проводов производится на шаблоне в определенном по­рядке (по схеме, нанесенной на поверхности шаблона), после чего их связывают ниткой или шпагатом в жгут. Разметка шаблона для

укладки проводов жгута производится по монтажной схеме, маке­ту узла или прибора, в который будет установлен жгут, и монтаж­ной таблице соединений. На размеченном шаблоне провода снача­ла раскладывают, а затем вяжут в жгут (рис. 1.26). В зависимости от конструкции прибора жгуты бывают плоскими или объемными.

При раскладке концы проводов обрезают по поперечным меткам, маркируют и закрепляют. Укладку проводов на шаблоне начинают с запасных и длинных рабочих проводов и заканчивают самыми короткими проводами.

Экранированные провода, входя­щие в жгут, обматывают киперной лентой и размещают внутри жгута либо в изоляционной трубке.

Вязка жгута должна осуществляться в одном направлении хлопчатобумажной ниткой № 00 или льняной № 9,5/5. Для ручной вязки применяется приспособление, показанное на рис. 1.27, а. В корпус 4 приспособления вставлена катушка 3 с нитками. Крышки 5 и 2 служат для центрирования катушки. В верхней крышке 5 имеется ушко для придания нитке определенного направления, а в нижней крышке крепится крючок 1.

Для облегчения сматывания нитки с катушки в корпусе вы­полнены прорезь и вывод для наружного конца намотанной ка­тушки. Сначала в корпус приспособления вставляется намотан­ная катушка, верхний конец которой заводится в прорезь кор­пуса. Далее крышка закрывается и конец нитки продевается через ушко.

Вязка жгута производится в соответствии со схемой образова­ния петель. На вязку одного узла требуется 0,5... 1 с. Для выполне­ния операции необходимо взять нитку (см. рис. 1.27, б), зацепить крючком петлю, протянуть ее под жгутом и продеть через две петли приспособление, затянув нитку. В момент затяжки узла нит­ку, проходящую по корпусу, необходимо прижать пальцем к его поверхности. Приспособление способствует улучшению качества вязки жгутов и снижению трудоемкости их вязки в 15...20 раз. Рекомендуемые способы вязки показаны на рис. 1.28.

Шаг вязки петель устанавливается конструктором в зависимости от диаметра жгута.

После вязки проводов в жгут производится заделка их концов. Сначала все концы проводов мар­кируют согласно монтажной схе­ме, а затем контролируют правиль­ность раскладки проводов прозвонкой. В случае применения для выполнения жгутов электрифициро­ванных шаблонов прозвонку мож­но не производить.

Контроль сложных жгутов осу­ществляется на специальных полуавтоматических стендах по за­данной программе. Жгут на панели стенда закрепляют вручную, а правильность раскладки проводов и сопротивление их изоляции контролируют автоматически.

Сначала проводится контроль на соответствие электрическим схемам соединений, т. е. проверка правильности раскладки про­водов. С этой целью необходимое напряжение последовательно по­дают на один из концов проверяемого провода. При правильной раскладке проводов напряжение должно фиксироваться во всех проводах жгута, электрически связанных с проверяемым прово­дом. Далее необходимо убедиться в отсутствии напряжения в про­водах жгута, которые электрически не связаны с проверяемым проводом. Вся информация о контроле выдается автоматически в виде кодированных отверстий на перфоленте или в виде записи на ленте с цифровыми и буквенными обозначениями.

При контроле сопротивления изоляции проводов автоматически осуществляют последовательную подачу постоянного напряжения к электрически изолированным друг от друга проводам (цепям), фиксируя при этом сопротивление изоляции.

В случае необходимости производится защита жгута изоляци­онными лентами или экранирующей оплеткой. Готовые жгуты ук­ладывают согласно монтажной схеме и чертежу прибора. Одновре­менно с укладкой концы проводов жгута разводят к соответству­ющим местам схемы прибора и припаивают. При этом необходи­мо следить, чтобы отдельные провода не заслоняли собой марки­ровочные надписи и надписи значений номиналов на деталях.

Внимание! При укладке жгутов в прибор необходимо соблю­дать осторожность во избежание поломки и обрыва токопроводящих жил проводов и выводов навесных радиодеталей, а также замыкания оголенных токопроводящих мест.

Внутри прибора жгут крепится к шасси или стенкам металлическими скобами (рис. 1.29), под которые предварительно следует подложить изоляционные материалы из поливинилхлорида, лакоткани или прессшпана. Края прокладок должны выступать из-под скобы не менее чем на 5 мм. Скобы выполняются двухсторон­ними (крепятся двумя винтами) и односторонними (крепятся од­ним винтом). Конструкция крепежных скоб, особенно односто­ронних, должна быть достаточно жесткой, чтобы исключить их разгибание или деформацию при креплении к шасси вместе со жгутом.

Для обеспечения перехода неэкранированных (а при необхо­димости и экранированных) жгутов из одного блока прибора в другой через стенку шасси или экрана в этом месте предусматри­вается установка изоляционных втулок.

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.