Создание монтажных соединений. Накрутка и обжимка (стр. 3 из 3)
Обжимкой называют способ постоянного соединения, которое осуществляется посредством сильной пластической деформации соединяемых поверхностей и разъединяется только с разрушением. Суть метода состоит в том, что провод 1 помещают в хвостовую часть соединительного элемента 2, имеющего форму втулки, и обжимают (рис. 9).
рис. 9. Соединение обжимкойБлагодаря высокому удельному давлению соединяемые металлы подвергаются значительной пластической деформации, и вследствие холодной текучести контактирующих поверхностей между соединенными материалами возникает интенсивный молекулярный контакт. После пластической деформации под действием остаточной упругой деформации соединяемые поверхности сжимаются с определенной силой. Такое соединение обладает высокой проводимостью, газостойкостью, теплостойкостью и вибростойкостью.
Выбирать материал, размеры проводов и элементов для соединения нужно так, чтобы после окончания операции обжатия сила натяжения провода была больше, чем релаксация элемента. Вследствие ослабления внутренней напряженности материалов это давление несколько уменьшается, но оставшегося усилия достаточно для поддержания надежного контакта с высокой проводимостью. Релаксация может быть механического или технического происхождения (вибрация, быстрое изменение температуры).
Механическое соединение считается годным тогда, когда его прочность на растяжение меньше, чем прочность на разрыв. Если изолированный провод порвется под влиянием нагрузки на растяжение, то этот разрыв трудно обнаружить под изоляционной оболочкой провода. Большое усилие обжатия более выгодно, так как при этом соединение имеет более низкое переходное сопротивление. Таким образом, переходное сопротивление и прочность на растяжение соединения зависят от величины деформации, а величина деформации — от размеров основных материалов, участвующих в соединении металлов.
Механическая прочность соединения характеризуется силой Fв, необходимой для вытягивания провода при разрушении соединения, которая зависит от силы сжатия F (рис. 10). Из рисунка видно, что с возрастанием силы сжатия, а также по мере снижения отношения h/D0 (где h — размер деформации; D0 — начальный диаметр элемента) сила вытягивания возрастает только до определенного значения. Если сила сжатия превышает оптимальное значение, то сила вытягивания уменьшается.
рис. 10. Рабочая диаграмма деформации
Большая сила сжатия может вызвать трещины, повреждения и явиться причиной сильного сокращения поперечного сечения. Малая сила сжатия приводит к соединению с зазорами в поперечном сечении, что неблагоприятно сказывается на их прочности и электропроводности. Таким образом, целесообразно выбирать силу сжатия, т. е. размеры деформации, между величинами Fmin и Fmax, т. е. h/D0 max и h/D0 min.
Относительная проводимость соединения Gотн может быть вычислена по проводимости соединения Gr и проводимости провода Gn :
. Эта величина имеет тенденцию к возрастанию с ростом силы сжатия. Если при обжатии провода заняли свое место внутри обжимающего элемента и их плотность достигла определенной степени (около Fnmax), то с дальнейшим увеличением силы давления (и деформации) относительная проводимость соединения уже не увеличивается. Максимум этой кривой обычно не совпадает с Fn опт.Обжимка давно применяется в сильноточной электротехнической аппаратуре для непаяного соединения кабельных наконечников, в электронике она начала применяться последние 10—15 лет. Площадь эффективной контактной поверхности должна составлять 200—400 % площади сечения соединяемых проводов. В качестве материалов втулок используется медь, бронза с гальваническим защитным покрытием. Обжимку выполняют с помощью пистолетов, имеющих производительность до 500 соединений в час, или полуавтоматов (до 2000 соединений в час) и работающих на сжатом воздухе. Прочность соединений определяется силой вытягивания, которая для провода диаметром 0,5 мм равна приблизительно 80 Н.
ЛИТЕРАТУРА
1. Достанко А.П., Пикуль М.И., Хмыль А.А. Технология производства. - Мн.: Вышэйшая школа, 2004.
2. Технология поверхностного монтажа: Учеб. пособие / Кундас С.П., Достанко А.П., Ануфриев Л.П. и др. – Мн.: «Армита - Маркетинг, Менеджмент», 2000.
3. Технология радиоэлектронных устройств и автоматизация производства: Учебник/ А.П. Достанко, В.Л.Ланин, А.А. Хмыль, Л.П. Ануфриев; Под общ. ред. А.П. Достанко. – Мн.: Выш. шк., 2002