Сварка при производстве электромонтажных работ

Газовая сварка

Общие сведения. Газовая сварка позволяет гибко регулировать процесс расплавления металла, так как имеется возможность удалять и снова подносить к месту сварки пламя горелки или сосредоточивать его на необходимом участке. Например, при затвердевании металла в форме после сварки бы­вает очень важно еще некоторое время нагревать только литнико­вую трубку с тем, чтобы процесс затвердевания металла заканчи­вался в литниковой прибыли. Это гарантирует от появления пара­зитных раковин.

Вместе с тем газовая сварка обладает и недостатками, в ряде случаев сдерживающими ее применение на электромонтажных работах. Это — трудности с получением или доставкой в некото­рых местах сжатых газов, относительная громоздкость оборудова­ния и необходимость принятия строгих мер безопасности и специ­ального обучения электромонтажников правилам обращения со сжатыми газами. Кроме того, необходимо иметь специальное хозяй­ство по наполнению малолитражных баллонов из баллонов, нор­мальной емкости, следить за периодической государственной про­веркой баллонов.

Для соединения и оконцевания кабелей и проводов с алюми­ниевыми жилами могут применяться пропан-бутано-кислород - ная [19], ацетилено-кислородная и керосино-кислородная сварка.

Из этих способов в настоящее время наибольшее распростра­нение получила пропано-кислородная сварка. Это объясняется большей простотой технологии этого способа сварки по сравнению с ацетилено-кислородной, относительной легкостью наполнения малолитражных пропановых баллонов из баллонов большой ем­кости непосредственно в монтажных организациях, а также до известной степени и тем, что к моменту начала внедрения пропано­кислородной сварки снабжение пропаном было уже организовано для работ по пайке и различных операций по разогреву (разогрев кабельной массы, дополнительный подогрев медных шин при сварке, отопление палаток при монтаже кабельных муфт в зимнее время и др.) и монтажники освоились с использованием этого газа. Кроме того, стоимость пропана намного меньше стоимости ацети­лена.

Пропано-воздушную сварку, в которой для Прения исполь­зуется кислород воздуха, нецелесообразно применять для соедине­ния кабелей и проводов. Попытки применять этот вид сварки для указанной цели авторы считают ошибочными: малая теплотворная способность пламени вынуждает затягивать процесс, что приводит к порче изоляции, даже несмотря на использование охладителей. Кроме того, для осуществления подсоса воздуха к горелке (инжек­тирования) необходимо давление пропан-бутана 0,35 МПа (3,5 кгс/см2), что может быть обеспечено только в летнее время при

температуре воздуха не

Таблица 5-15 МЄНЄЄ 18—20 С - ПРИ

* лее низких температурах

необходимо применять спе­циальные испарители про­пан-бутана, что весьма усложняет процесс сварки.

Другое дело при про- пано-кислородной сварке. Здесь, наоборот, происхо­дит инжектирование про- пан-бутана кислородом, подаваемым из баллона, имеющим более высокое давление, чем у про пан­бутана. В связи с этим сварка обеспечивается при температурах до минус 25° С при давлении про - пан-бутана всего 0,1— 0,3 МПа (1—3 кгс/см2).

Керосино-кислородная сварка доступнее ацетилено-кислород - ной и пропано-кислородной, так как полностью отсутствуют за­труднения с получением горючего — керосина, имеющегося прак­тически в любом пункте.

Пропано-кислородная сварка. Пропано-кислородная сварка применяется для соединения и оконцевания кабелей и проводов сечением 16—1500 мм2.[20] Она выполняется с помощью обычных аце - тилено-кислородных горелок типа ГС-3, приспособленных для ра­боты с пропан-бута новыми смесями и снабженных двухрожковыми наконечниками с сетчатыми мундштуками типа НЗП или мунд­штуками, дающими кольцевое пламя.

Выбор горелок и наконечников в зависимости от сечения соеди­няемых жил производится по табл. 5-15.

При сварке кабелей сечением 16—240 мм2 используются мало­литражные баллоны с кислородом и пропан-бутаном, переносимые

в специальном контейнере с рукояткой. Обычно контейнер имеет два двухлитровых кислородных баллона и один пятилитровый баллон с пропан-бутаном. Наполнение газами малолитражных баллонов из баллонов нормальной емкости производится на базах монтажных организаций с помощью специальных станций напол­нения и компрессорных установок.

Для сварки же жил сечением 300—1500 мм2 расход газов на­столько значителен, что приходится применять баллоны емкостью 40—50 л.

Принадлежности для сварки кабелей сечением до 240 мм2 уком­плектованы в набор типа НСПК-1, в который кроме горелок и шлангов входят большие и малые охладители, аналогичные тем, которые применяются при термитной сварке. Выпускаются также наборы принадлежностей НСПК-2 для соединения кабелей и про­водов сечением 300—1500 мм2 и для оконцевания жил этих же сече­ний. В каждый набор входят соответствующие горелки со шлан­гами и охладителями. Формы для сварки поставляются отдельно от наборов НСПК-1 и НСПК-2. Они снабжены клиновыми замками, позволяющими быстро устанавливать их и разбирать после сварки.

Намечается выпуск унифицированного набора принадлежно­стей для пропано-кислородной сварки типа НСПУ, который пред­назначен для соединения и оконцевания жил сечением 16—1500 мм? и заменит наборы НСПК-1 и НСПК-2. В наборе НСПУ предусмо­трены две двухрожковые горелки, изготовленные на базе стандарт­ных горелок Г-2 и Г-3, имеющие мундштуки с кольцевыми соплами.

В качестве присадочного материала при пропано-кислородной сварке применяется проволока марок СвА5 или СвАК5. При от­сутствии такой проволоки могут быть использованы проволоки из жил кабелей соответствующего диаметра или прутки квадрат­ного сечения, нарезанные из электротехнических шин. Длина прутков 0,5 м при сварке жил сечением до 150 мм2, 0,7 м — для жил 185—500 мм2 и 1,0 м — для жил 655—1500 мм2. Прутки под­готовляются и покрываются флюсом, как об этом сказано на стр. 95 и в табл. 3-6.

Непосредственно перед использованием сварочных горелок проверяют наличие инжекции пропана (подсоса его струей кисло­рода). Для этого отсоединяют пропановый шланг от горелки, уста­навливают по манометру редуктора рабочее давление кислорода в соответствии с табл. 5-16 и прикладывают палец к штуцеру для пропана на горелке. Ощущение притяжения пальца к штуцеру указывает на наличие инжекции. При отсутствии инжекции зажи­гать горелку запрещается. В этом случае следует проверить пра­вильность сборки горелки и прочистить отверстие инжектора. Кроме того, следует проверить на плотность все соединения газо­вой системы. Для этого при закрытых вентилях на горелке необ­ходимо установить давление пропана 0,2 МПа (2 кгс/см2) и кисло­рода 0,6 МПа (6 кгс/см2) при сварке жил сечением до 240 мм2 и I МПа (10 кгс/см2) при сварке жил больших сечений и покрыть

соединения мыльной водой при помощи волосяной кисточки. От­сутствие воздушных пузырьков будет указывать на плотность со­единений.

Таблица 5-1$

Операции по подготовке к соединению и оконцеванию жил ни­чем не отличаются от описанных выше для других способов сварки.

Некоторые справочные

данные даются втабл. 5-16 и 5-17.

Для соединения кабе­лей сечением 16—240 мм52 применяются двухрожко­вые сварочные горелки (см. табл. 5-15).

На оголенные от изо­ляции участки жил 1 уста­навливают сварочные фор­мы 3 и закрепляют их с помощью клиновых зам­ков 4 (рис. 5-46, а, б). Внутреннюю поверхность форм заблаговременно по­крывают мелом, разведен­ным водой, и просуши­вают. На концы жил до установки форм наносят тонкий слой флюса АФ-4а или ВАМИ. Флюсом покрывают также присадочные прутки. Свариваемые жилы закрепляют в охладителях, после чего пламенем го­релки 5 разогревают форму в средней части (рис. 5-46, в). При этом пламя несколько перемещают в стороны, вниз и вверх, чтобы не

подплавить форм. Примерно через 20—30 с после нагрева формьі до красного цвета в нее сплавляют присадочный пруток 6до запол­нения литникового отверстия 2 и перемешивают плавку проволоч­ной мешалкой. После этого пламя отводят, и начинается процесо затвердевания алюминия. При значительной осадке металла в форму сплавляют еще некоторое количество присадки. Сварку удобно начинать с жил кабеля, расположенных снизу.

В случае соединения однопроволочных жил сек­торного сечения концы их предварительно скругляют путем обжатия гидропрес­сом, снабженным специ­альными матрицами и пред­назначенным для оконце­вания жил путем опрессов­ки наконечников. Такие скругленные жилы при введении в формочку должны быть уплотнены асбестовым шнуром.

Процесс удаления лит­никовой прибыли и обра­ботки соединения после сварки ничем не отличает­ся от описанного для свар­ки с помощью термитных патронов.

Аналогично выпол­няется сварка кабелей сечением 300—1500 мм2.

В кабелях марок АсВВ и АВЭВ сечением 1000 и 1500 мм2 следует уплот­нять зазоры между секто­рами (прядями) жилы, для чего между ними прокладывают асбе­стовый шнур непосредственно у выхода жил из формы.

Сварку выполняют двухрожковыми горелками (см. табл. 5-15). Пламя обоих рожков первоначально направляют на боковые стенки формы, а затем горелку поворачивают так, чтобы пламя одного из рожков было направлено в литниковое отверстие для непосред­ственного действия на жилы с целью их расплавления. В этот же период в форму сплавляют присадочный пруток. После за­полнения формы металлом горелку возвращают в первоначаль­ное положение и плавку перемешивают проволочной ме­шалкой.

Оконцевание проводов и кабелей сечением до 240 мм2 произ­водится наконечниками типов JIA, ЛАШ и ЛАШт, а сечением 300— 1500 мм2 — наконечниками типа JIAC. Применяется также способ оконцевания жил сечением свыше 300 мм2 путем непосредственной приварки к ним пластин из сплава марки АД31Т1.

Приварка наконечников типов ЛА, ЛАШ и ЛАШт к кабелям се­чением до 240 мм2 производится при вертикальном положении жил горелками с однопламенными мундштуками (см. табл. 5-15), так как в данном случае необходимо сосредоточенное пламя. На верх­нюю часть гильзы наконечника надевают угольную формочку или кольцо из стальной полоски толщиной 1,0 мм. Торец жилы про­вода покрывают флюсом. Первоначально расплавляют конец провода, затем кромки гильзы наконечника. В последней фазе сварки вводят присадку из прутка до заполнения формочки. В слу­чае появления усадочной раковины в виде небольшого провала металла, добавляют присадочный алюминий из прутка, расплав­ляя вместе с ним верхнюю часть наплавленного металла, как бы «заглаживая» его пламенем горелки до образования сферического наплыва.

Наконечники типа ЛАШт можно приваривать и двухрожковой горелкой, используемой для соединения встык жил сечением 16— 240 мм2 (табл. 5-15). Для этого на гильзу наконечника насажи­вают цилиндрическую разъемную форму, изготовляемую из стали толщиной 2 мм для жил сечением до 70 мм2 и 4 мм для жил больших сечений. Длина формы должна соответствовать длине гильзы на­конечника. Форма закрепляется клиновыми замками, аналогич­ными замкам форм, предназначенных для соединения жил (рис. 5-46). Верхнюю часть формы нагревают снаружи двухрож­ковой горелкой и после расплавления концов жилы и гильзы на­конечника вводят присадку из прутка. После затвердевания ме­талла форму разбирают и место сварки заглаживают напильником.

Приварку наконечников типа ЛАС производят в тех же формах, что и сварку жил встык. При этом в форму 2 с одной стороны вводят оконцовываемую жилу кабеля 1 или провода, а с другой — нако­нечник 3, как показано на рис. 5-47, а. Сварку выполняют, как соединение двух жил встык.

Оконцевание жил путем непосредственной приварки к ним пла­стин из сплава АД31Т1 тоже выполняется, как сварка встык. В специальную форму 4 (рис. 5-47, б) вводят с одной стороны жилу кабеля /, а с другой — привариваемую пластину 5. Стык их дол­жен находиться против литникового отверстия формы. Ввиду того что в данном случае получается высокая и узкая сварочная ванна, наблюдается большая усадка при затвердевании алюминия. В связи с этим следует по мере затвердевания металла несколько раз добавлять присадку, разогревая при этом верхнюю часть фор­мы, а также тщательно перемешивать плавку.

Следует отметить, что вследствие большого расхода газов при оконцевании жил больших сечений, а также неудобств, связанных

с применением пропано-кислородной сварки как пламенного про­цесса в условиях стесненного пространства (внутри шкафов и кар­касов, оборудования, под потолком и т. п.), использование ее оправдано только при затруднениях с применением электро - или термитной сварки.

Кроме того, применение пропано-кислородной сварки вообще запрещено в колодцах, тоннелях, подвалах и тому подобных соо­ружениях.

Ацетилено-кислородная сварка. Ацетилено-кислородное пламя значительно более концентрировано и температура его выше по сравнению с пламенем замени­телей ацетилена — пропан-бутана, керосина, бензина. Поэтому ацетилено-кис­лородная сварка более технологична для соединения и оконцевания кабелей и проводов, чем другие способы газовой сварки. Особенно это относится к оконце - ванию жил, когда пламя необходимо сосредоточить на торце жилы и приваривае­мого наконечника.

Этот вид сварки был распространен в электромонтажной практике до внедре­ния пропано-кислородной сварки и электросварки способом контактного разо­грева и в настоящее время используется редко. Однако авторы сочли полезным привести некоторые данные и по ацетилен о-кислородной сварке, учитывая ука­занные выше ее преимущества, а также и то, что в ряде мест могут оказаться усло­вия, когда ее применение будет целесообразно (наличие ацетилена и ацетилено­сварочного оборудования, невозможность использования других способов сварки).

При ацетилено-кислородной сварке используется обычное оборудование: баллоны с кислородом и ацетиленом, редукторы для понижения давления и го­релки ГОЗ или «Москва», а также охладители, аналогичные применяемым при термитной сварке.

Сварка производится с предварительным сплавлением концов жил в монолит­ные стержни в вертикальном положении. Для этой цели применяются цилиндри­ческие разъемные формочки, закрепляемые на концах жил. Подготовка концов жил, установка формочек и охладителей производятся так же, как при электро­сварке контактным разогревом. Используются следующие наконечники ацетилено­кислородных горелок ГС-3 и «Москва»:

Сечение жил, мм2 . . . 16—25 35—50 70—95 120—150 185—240 Номер наконечников. . 1 1—2 2 3 3—4

Сварка производится с флюсом. До начала плавления жил следует прогреть боковую поверхность формочки в верхней и средней ее части, направляя пламя горелки поочередно на обе стороны формочки. Это необходимо для обеспечения качественной приварки проволок наружного повива. В случае применения сталь - ной формочки нельзя долго сосредоточивать пламя в одном месте во избежание переплавлення ее стенок. После разогрева формочки до вишнево-красного цвета пламя переносят внутрь и расплавляют конец жилы. Слияние отдельных капель металла, возникающих при плавлении концов проволок многопроволочной жилы, указывает на то, что проволоки сплавились между собой. Для облегчения слия­ния Капель металла в общую сварочную ванну плавку перемешивают проволочной мешалкой. Затем в формочку сплавляют присадочный пруток, покрытый флюсом,

до заполнения формочки. Пруток расплавляют погружением его в ванну, но не каплями, тан как это вызвало бы окисление металла. С этой же целью следует обращать внимание на тща­тельную регулировку пламени с тем, чтобы оно было без избытка кислорода.

Общая высота монолитного участка жилы должна быть такой же, как указано в табл. 5-12 для аналогичной операции, выполняемой элек­тросваркой способом контактного разогрева.

Для соединения встык сплавленным в мо­нолит концам жил придают горизонтальное положение. Подготовка к сварке заключается в укладке соединяемых жил в желобчатую стальную формочку, установке по обе стороны

от нее охладителей и нанесении флюса. Для

уплотнения в формочке и защиты проволок от переплавлення концы жил обматывают асбе­стовым шнуром (или лентой), который в пре­делах формочки должен перекрывать боковую поверхность проволок и несколько заходить на монолитную часть. Однопро­волочные (сплошные) жилы секторного сечения перед введением в формочку следует несколько сплющить по большой оси сектора ударами молотка и за­пилить на участке вхождения в формочку.

Монолитные концы жил доводят до расплавления пламенем горелки, которое

поочередно направляют на соединяемые жилы. При этом надо следить, чтобы

пламя не попадало на боковые поверхности проволок, что может привести к их переплавленню. После расплавления монолитных участков жил по всему сечению плавку перемешивают мешалкой и вводят присадку алюминия из прутка до заполнения формы. При опускании прутка в формочку им также следует переме­шивать плавку. После заполнения формы алюминием пламя на короткое время отводят, чтобы металл мог начать застывать. При образовании усадочной рако­вины ее следует немедленно заплавить алюминием из присадочного прутка.

Сплавление жил в монолитный стержень и сварку следует производить воз­можно быстрее — значительная затяжка в выполнении этих операций может вы­звать перегрев и порчу изоляции. Для ориентировки в табл. 5-18 указана нор­мальная продолжительность операций.

Ацетил єно-кислородной сваркой могут выполняться также соединение про­водов сваркой по торцам путем сплавления в общий монолитный стержень пучка сложенных вместе жил, введенных в общую цилиндрическую формочку, и окон­цевание наконечниками типов ЛА, ЛАШ и ЛАШт.

Керосино-кислородная сварка. Область применения керосино-кислородной сварки — соединение и оконцевание кабелей и проводов сечением 16—240 мм2. По технологии этот вид сварки ничем принципиально не отличается от пропано - кислородной сварки.

Сварка выполняется горелками типа ГКУ-55, в комплект которых входят как однопламенные, так и сетчатые (многопламенные) мундштуки. Вся остальная оснастка — охладители, сварочные формы — такая же, как при пропано-кисло­родной сварке.

Технологические данные по соединению кабелей и проводов с алюминиевыми жилами керосино-кислородной сваркой

Технологические данные по оконцеванию кабелей и проводов с алюминиевыми жилами с помощью керосино-кислородной сварки

При выполнении соединений жил применяются горелки с двухрожковыми наконечниками, снабженными сетчатыми мундштуками № 4 или 5. Приварка кабельных наконечников производится горелкой с однопламенными мундштуками. В табл. 5-19 и 5-20 приводятся данные по выбору мундштуков горелок в зависи­мости от сечения жил и значения давлений кислорода и керосина, которые сле­дует устанавливать при сварке, а также нормальная продолжительность про­цессов.