Основные требования к электрическому соединению: обеспечить надежный и долговечный контакт в электрической цепи с сопротивлением, не превышающим сопротивление эквивалентного участка целого проводника, а для соединений, работающих в условиях, не исключающих случайное растяжение, обеспечить также механическую прочность не менее прочности проводника. Неразборные соединения выполняются пайкой, сваркой, опрессовкой; разборные (без учета разъемных) — стягиванием ори помощи болтов, винтовых зажимов, штыревых выводов.

Наибольшие трудности при соединениях вызывают алюминиевые жилы, на поверхности которых всегда имеется плохо проводящая, твердая и тугоплавкая оксидная пленка. После зачистки поверхности алюминия она мгновенно образуется вновь. При пайке эта пленка препятствует сцеплению с припоем, при сварке образует в расплаве нежелательные включения. Температура ее плавления около 2000° С, то есть в три раза больше, чем алюминия. При креплении в винтовых зажимах алюминий проявляет другой свой недостаток — низкий предел текучести, в результате чего алюминий «вытекает» из-под зажима, ослабляя контакт.

Места соединений и ответвлений проводов надежно изолируют, они, как правило, не должны при эксплуатации подвергаться растяжению и должны быть доступны для осмотра и ремонта. Как уже говорилось, соединяемые участки и ответвления проводов размещают в соответствующих коробках с закрывающейся крышкой. В соединительных а ответвительных коробках проводники могут стягиваться винтовым соединением, для чего в основании коробок запрессовываются либо гайки, либо винты.

Соединения контактными зажимами. Такие зажимы в силу простоты и удобства широко применяются для присоединения проводов к розеткам, выключателям, к токонесущим элементам электроприборов, для соединения и ответвления проводов в электропроводке. Контактные зажимы разделяются на винтовые и без винтовые (пружинные). Основные виды контактных соединений приведены на рис. 14, а, б, в, г, д. Винтовые зажимы для одной проволочных алюминиевых и многопроволочных медных жил снабжаются фасонной шайбой или шайбой-звездочкой, препятствующей выдавливанию жилы из-под крепления, а алюминиевые жилы — и разрезной пружинной шайбой, обеспечивающей постоянное давление на жилу. Стальные детали, а также детали для соединения с алюминиевыми проводами должны иметь антикоррозийное гальваническое покрытие. С конца провода, подготавливаемого для изгибания в кольцо, срезают изоляцию на длине, равной трем диаметрам винта плюс 2 — 3 мм. Чтобы отдельные проволочки многопроволочной жилы по расходились, их свивают в плотный жгутик. Жилы зачищают мелкой наждачной бумагой, смазанной вазелином. Подготовленный конец жилы круглогубцами (или пассатижами на круглой оправке) изгибают в кольцо с диаметром отверстии, соответствующим винту. Изгиб кольца на винтовом зажиме должен быть направлен по часовой стрелке. Зажимной винт или гайку затягивают до полного сжатия пружинной шайбы и дожимают еще примерно на половину оборота.

Рис. 14. Основные типы контактные соединений: а — соединение однопроволочной жилы со штыревым выводом (1 — гайка; 2 — пружинная шайба; 3 — шайба-звездочка; 4 — стальная шайба; 5 — штыревой вывод); б — соединение однопроволочной жилы с плоским выводом (1 — шайба-звездочка; 2 — винт; 3 — пружинная шайбе; 4 — плоский вывод); в — контактный зажим для присоединения алюминиевых жил (1 — винт; 2 — пружинная шайба; 3 — шайба или основание контактного зажима; 4 — провод; S — скоба, ограничивающая растекание алюминиевой жилы); f — соединение жилы с гнездовым выводом; д — безвинтовой контактный пружинящий зажим

Таблица 4

Основные виды соединений проводов под пайку

Большинство унифицированных установочных изделий рассчитано на винтовое соединение втычного типа, при котором прямой конец жилы вводится в зажим без формирования кольца. В светильниках с люминесцентными лампами соединения проводов с патронами ламп и стартеров выполнены в виде безвинтовых зажимов — пружинящих пластин из высококачественной бронзы. Попытка вытянуть провод из такого зажима может привести к поломке зажима. Для освобождения провода вставляют в зажим тонкую отвертку пли стальную спицу, которая отожмет пружину и освободит провод.

В резьбовых патронах для ламп накаливания патронах для люминесцентных ламп и стартеров, проходных и встроенных малогабаритных выключателях контактные зажимы рассчитаны m присоединение только медных проводов.

Соединение проводов пайкой. Подобное соединение обеспечивает долговечный контакт с отличной проводимостью. Кроме проводов, майка применяется для соединений выводов электроэлементов в электробытовых приборах и особенно широко — в радиоэлектронной аппаратуре. Для соединений, подвергающихся механическим воздействиям или нагреву, пайка не применяется.

Рис. 15. Соединение многопроволочных жил

Для пайки и лужения жил обычно применяют оловянно-свннцовый припой ПОС-30 или ПОС-40. Цифры соответствуют содержанию олова в процентах (по массе). Температура плавления этих припоев 255° С и 234° С соответственно. В качестве флюса для пайки и лужения медных жил. применяют канифоль, которую удобно использовать в виде 20%-ного спиртового раствора (по объему). Флюс наносится на жилы кисточкой.

Перед пайкой жилы зачищают мелкой наждачной бумагой до блеска, залуживают и закрепляют между собой. Основные виды соединений проводов под пайку показаны в таблице 4 и на рис. 15.

Вид соединения выбирается в зависимости от материала жилы, ее сечения и др. При пайке алюминиевых жил рациональна скрутка желобком, в котором под слоем расплавленного припоя легче защищать жилы от оксидной пленки. Бандажная скрутка удобна для жил больших сечений, которые свить между собой трудно. В последнем случае удобно применить и совмещение бандажной скрутки с формированием желобка. Для бандажа берется медная проволока диаметром 0,6 — 1,5 мм, но не больше диаметра паяемых жил. Бандажная проволока зал уживается, как и каждая подготовленная для пайки жила, в отдельности.

На пайку одной скрутки припоя потребуется больше, чем способно донести жало паяльника. Поэтому кончик палочки припоя подносят непосредственно к жалу паяльника, прогревающего скрутку, чтобы припой, расплавляясь, затекал в скрутку. Количества припоя будет достаточно, если он обволакивает скрутку так, что витки бандажа или скрутки просматриваются из-под слоя припоя.

После пайки остатки канифоли удаляют ватным тампоном, смоченным в ацетоне.

Оксидную пленку, препятствующую пайке алюминиевых жил, необходимо разрушать в процессе пайки. Предварительное залуживание облегчает пайку алюминиевых жил. Его проводят расплавленным припоем под слоем швейного масла или расплавленной канифоли с добавлением в расплав стальных опилок. Опилки под нажимом жала паяльника, «натирающего» жилу, разрушают пленку, обеспечивая хорошее залуживание. Предварительная зачистка алюминиевой жилы наждачной бумагой, обильно смазанной вазелином, также упрощает залуживание: вазелин, оставаясь на жиле, изолирует зачищенные места от кислорода воздуха. Пайку залуженной жилы ведут аналогично пайке медных проводов.

Соединение проводов сваркой. Наиболее простой способ сварки алюминиевых жил сечением до 10 мм2 и медных — до 4 мм2 — контактный разогрев их концов угольным электродом до образования расплавленного шарика. Нагрев происходит в точке соприкосновения электрода и жилы. Концы свариваемых жил и электрод подключают к вторичной обмотке трансформатора мощностью не менее 0,5 кВА и выходным напряжением 6 — 10 В. Для сварки можно применить лабораторный девятиамперный автотрансформатор (ЛАТР), сняв с нею регулирующий напряжение ползунок и намотав поверх сетевой обмотки вторичную обмотку, которую нужно изолировать от сетевой несколькими слоями бумаги от крафт-пакетов и поверх нее несколькими слоями лако-ткани или изоляционной ленты с хлопчатобумажной основой.

Трансформатор несложно намотать и самостоятельно. Для него потребуется Ш-образное трансформаторное железо с сечением магнитопровода S не менее 25 см2. Число витков обмоток первичной W1 и вторичной W2 определяется:

W1=40U1/S;

Например, для напряжения сети U1=220 В и сечения магнитопровода S = 30 см2 первичная обмотка должна иметь 293 витка, а для выходного напряжения в 10 В вторичная обмотка — 13 витков. Первичная обмотка наматывается проводом диаметром 0,8 — 1 мм, вторичная может быть намотана в несколько проводов параллельно, например в три провода диаметром по 3 мм. Главное, чтобы общее сечение проводов вторичной обмотки было не меньше 15 — 20 мм2.

Для электрода годится угольная щетка от коллекторного электродвигателя или графитовый вкладыш от троллейбусной штанги. На рабочей плоскости электрода вырезается ножом небольшая лунка, в которую засыпается флюс и где формируется на свариваемых жилах расплавленный шарик. Вариант конструкции зажимов для электрода и свариваемых жил показан ва рис. 16. Можно работать и раздельными зажимами, не связанными в одну конструкцию. Однако при этом потребуется помощник для выключения трансформатора.

С проводов, подлежащих сварке, осторожно срезают изоляцию на длине 40 — 50 мм, зачищают провода наждачной бумагой до блеска и скручивают под сварку (рис. 17). Для защиты расплава о г кислорода воздуха электромонтажники применяют флюс «ВАМИ», состоящий из хлористого калия, хлористого натрия и криолита, взятых в соотношении 5:3:2 (по массе). Можно обойтись и обычной бурой (тетраборатом натрия), продающейся в аптеках.

Перед сваркой в лунку угольного электрода насыпают флюс и опускают скрутку проводов, прижимая их к электроду. Включают трансформатор. Под слоем расплавившегося флюса концы жил оплавляются и сливаются в шарик. Помните, что отводить жилы от электрода можно только после остывания (затвердевания) спая. За процессом сварки наблюдают через очки для газосварщика или синий светофильтр, закрепленный на очковой оправе. Чтобы уменьшить потери напряжения, трансформатор размещают поближе к месту сварки. Сетевой выключатель выводят отдельным шнуром и держат в левой руке. Для этой цели подходит проходной выключатель, устанавливаемый в торшерах или настольных лампах в разрезе шнура. После сварки соединение очищают от флюса стальной щеткой, покрывают лаком и изолируют.

Рис. 16. Зажим для сварки жил проводов: 1 — угольный электрод; 2 — шина для подключения к сварочному трансформатору; 3 — изоляционная пластина; 4 — шарнирное соединение

Рис. 17. Скрутка жил под сварку: в — алюминиевые жилы; б, в — алюминиевая и медная жилы; г — сварное соединение

Хотя сварка проходит без брызг и капель расплавленного металла, для перестраховки ее следует выполнять в перчатках (лучше — кожаных) и в защитных очках-светофильтрах. На пол необходимо положить лист асбеста, оргалита или фанеры.

Полезно предварительно освоить технологию процесса на отрезках ненужных проводов, причем угольный электрод предварительно нужно обжечь (лучше всего на открытом воздухе).