4- 1. Термитно-муфельная сварка

Общие сведения. Материалы и оснастка для сварки.

Основным преимуществом термитно-муфельной сварки, как уже отмечалось, является весьма высокая мобиль­ность — независимость от наличия сжатых газов, а также простота,

к)

U Рис. 5-1. Виды соединений и оконцеваний кабелей и изо­лированных проводов с алюминиевыми жилами, выпол­няемых термитной сваркой: а — соединение встык жил кабелей на напряжение до 10 кВ; б — соединение встык жил кабелей на напряжение 20 и 35 кВ; в, г — соединение и ответвление многопроволочных проводов сваркой по тор­цам; д, е — соединение и ответвление однопроволочных проводов сечением 2,5—10 мм2; ж — оконцевание кабелей наконечниками типа ЛАШт; з — оконцевание жил стерж­невым наконечником типа ЛАС; и, к — оконцевание про­вода штифтовыми наконечниками 1 — сварные соединения; 2 — наконечник ЛАШт; 3 — наконеч­ник ЛАС; 4 — штифтовой наконечник ШП; 5 — штифтовой на> конечник из твердого алюминиевого сплава

малая масса и компактность принадлежностей. Это позволяет одинаково успешно применять термитную сварку для соединения и оконцевания кабелей и проводов как в процессе монтажа, так и при срочных аварийно-восстановительных работах.

Возможно выполнение соединений жил встык, сварка их по торцам и оконцевание (рис. 5-1); при этом охватывается весь диа­пазон сечений жил — 2,5—800 мм2. Разработана сварка и на боль­шие сечения (1000 и 1500 мм2). Однако ее использование при этих сечениях признано нецелесообразным из-за большой массы и стои­мости термитных патронов. Кроме случаев, указанных на рис. 5-1, термитная сварка начинает применяться и для соединения и окон­цевания кабелей на напряжение 110 кВ при сечениях жил 400 мм2. Области применения сварки были приведены в табл. 4-1.

Расплавление концов соединяемых жил для их сварки дости­гается с помощью специальных устройств, получивших название термитных патронов.

На рис. 5-2 показан термитный патрон марки ПА для сварки жил встык. Он состоит из цилиндрического термитного, муфеля, стальной формочки (кокиля) и двух алюминиевых колпачков или втулок.

Рис. 5-2. Термитный патрон марки ПА-150 для сварки алюминиевых жил проводов и кабелей сечением 150 мм2 1 муфель; 2 — кокиль; 3 <=• алюминиевый колпачок

Муфели спрессовываются из смеси, содержащей 25% пиротех­нического магния и 75% железной окалины (закись-окись железа). В качестве связующего веще­ства используется нитролак марки НЦ-551 (ГОСТ 2699—

69), который берется в ко­личестве около 14% от массы сухой смеси.

Прессование производи­тся в цилиндрических прессформах при удельном давлении около 35 МПа (350 кгс/см2). При правильно выбранных геометрических размерах и массе муфеля плотность его в сыром со­стоянии (немедленно после прессования) должна соста­влять 1,9—2,1 г/см3. При меньшей плотности муфель получается непрочным и мо­жет развалиться, при боль­шей (перепрессовка) термитная масса получается настолько плотной, что возникают трудности с воспламенением патронов при сварке. После изготовления муфели сушатся воздухом до полного удаления растворителя лака.

Назначение кокилей — формирование сварного соединения (металл при затвердевании принимает цилиндрическую форму кокиля) и устранение непосредственного контакта алюминиевых жил с термитной массой муфелей. Кокили изготовляются из ли­стовой стали путем сворачивания в трубу прямоугольных загото­вок таким образом, чтобы между продольными кромками оста­вался зазор 1—1,5 мм. Этот зазор необходим для предотвращения сваривания кромок кокиля. Явление сваривания кромок весьма нежелательно, так как приводит к необходимости прикладывать большие усилия при удалении кокиля после сварки (срубать зуби­лом), что совершенно недопустимо, так как может привести к на­рушению целости изоляции кабеля.

Для облегчения операции удаления кокилей на нижней их стороне при толщине стенок более 1 мм имеется продольный надруб по всей длине.-

Назначение алюминиевых колпачков — защита от подплавле - ния боковой поверхности алюминиевых жил кабелей и проводов, которое может произойти при непосредственном касании ими сте­нок разогревающегося до высокой температуры кокиля. Колпачки расплавляются до начала плавления концов жил. Таким образом, сами жилы плавятся в слое жидкого алюминия (ванне), образован­ного в результате плавления колпачков. Кроме того, колпачки играют роль бандажей, закрепляющих концы проволочек много­проволочных жил, что облегчает введение жил в кокиль. Колпачки имеют небольшие отверстия на донышках для контроля за глуби­ной насадки колпачка на жилу (торец жилы при насадке дол­жен входить в колпачок до его донышка).

Патроны марки ПА для круглых многопроволочных жил одно­жильных кабелей сечением 300—800 мм2 снабжаются вместо кол­пачков цилиндрическими алюминиевыми втулками, имеющими продольный разрез. Необходимость разреза вызвана тем обстоя­тельством, что у кабелей для электрифицированного транспорта могут быть контрольные жилы, что несколько увеличивает диа­метр их основной алюминиевой жилы. Зазор на втулках позво­ляет им несколько разжиматься, и таким образом обеспечивается возможность использования их для жил с несколько различными (на 0,2—0,4 мм) диаметрами.

Для сварки однопроволочных (сплошных) жил кабелей сектор­ного сечения применяются алюминиевые втулки с внутренним от­верстием, соответствующим форме сечения жилы. Эти втулки в ком­плект патронов марки ПА не входят и поставляются отдельно. Патроны собираются таким образом, чтобы отверстия в кокиле и муфеле располагались соосно. Это необходимо проверять перед сваркой. При этом следует учитывать, что отверстие в кокиле имеет диаметр, на 1—1,5 мм больший, чем у муфеля.

Для обеспечения необходимого качества сварки (расплавления концов жил) важным фактором является масса термитного муфеля, т. е. количество термитной смеси, от которого в конечном счете зависит выделение того или иного количества теплоты. Кроме того, как показали исследования, эффективность патрона зависит от соотношения его длины и наружного диаметра. Увеличение длины целесообразно, так как при этом увеличивается поверхность теп­лопередачи от кокиля к жилам и, следовательно, пропорционально увеличивается количество теплоты, идущей на нагревание жил. Между тем длина патронов ограничивается длинами участков жил, оголяемых от изоляции для соединения в кабельных муфтах. Длины этих участков по условиям последующего наложения изо­ляции строго определены соответствующей технической докумен­тацией на кабельные муфты и не могут быть увеличены по условиям стандартизации изоляционных материалов (бумажных рулонов).

Увеличение же диаметра муфеля сверх определенного значе­ния, при заданной его длине, с целью увеличения его массы дает малый эффект в отношении роста полезного (идущего на нагре-

вание жил) количества теплоты, так как при этом значительно увеличивается теплоизлучение в окружающее пространство. Для обеспечения возможности использования патронов на открытом Боздухе при отрицательных температурах (до минус 5—10° С), когда их к. п. д. уменьшается за счет быстрого охлаждения, масса муфелей должна быть больше значений, необходимых для сварки при нормальной температуре (плюс 15—20° С). Поэтому в патро­нах обычно предусматривается увеличение массы на 15—20% против так называемой критической массы. Критическая масса, определяемая экспериментально при раз­работках патронов, представляет собой 2

то минимальное количество термита, кото­рое необходимо для сварки (расплавле­ния концов жил, вводимых в формочку).

Незначительное уменьшение массы против, критического значения делает уже сварку ' невозможной.

Указанные условия учтены при опре­делении оптимальных размеров и массы Рнс 5.3 т ный пат.

выпускающихся в СССР термитных патро - рон марки ПАН

нов марки ПА (табл. 5-1), благодаря і _ муфель; 2 - кокиль

чему обеспечивается как получение высо­кого качества сварки, так и размещение патронов на жилах при за­данных длинах разделок жил в соединительных кабельных муфтах.

Для сварки проводов суммарным сечением 50—240 мм2 по тор­цам и для приварки кабельных наконечников типа ЛАШт приме­няются термитные патроны марок ПАТ и ПАН (рис. 5-3). Харак­терная особенность этих патронов состоит в том, что они не имеют бокового литникового отверстия. Роль литникового отверстия играет верхняя часть кокиля, надеваемого вертикально на торец пучка свариваемых жил или на гильзу кабельного наконечника ЛАШт с введенной в нее жилой. Патроны марок ПАН и ПАТ со­вершенно идентичны. Различие между ними состоит только в том, что патрон ПАТ снабжается одним алюминиевым колпачком, надеваемым на свариваемые провода, а патрон ПАН колпачков вообще не имеет. Размер и масса патронов ПАН и ПАТ приведены в табл. 5-2.

Разработаны, но пока не выпускаются в массовом порядке па­троны марки ПА ТО для сварки по горцам одно проволочных алю­миниевых проводов малого сечения. Они предназначены для со­единения и ответвления в разных комбинациях проводов сечением 2,5—10 мм2. Патроны при выпуске с завода упаковываются по не­скольку штук (чаще всего по три) в пакеты из пергаментной бу­маги и парафинируются. Пакеты укладываются в плотные дере­вянные ящики, обложенные изнутри битуминизированной бума­гой.

Для воспламенения муфелей и порошкообразных термитных смесей необходима температура не менее 1000° С, которая создается

Термитные патроны марки ПА для сварки алюминиевых жил встык (ТУ 84-547-74) Таблица 5-І Марка патрона Сечение свари­ваемых жил, мм2 Муфель Кокиль. Колпачок Наруж­ ный диаметр, мм Внутрен­ ний диаметр, мм Диаметр отвер­стия для присадки, мм Длина, мм Масса, г Внутрен­ ний диаметр, мм Толщина стенок, мм Длина, мм Наруж­ ный диаметр, мм Внутрен­ ний диаметр, мм Длина, мм ПА-16 16 25 8,8 6 20 19 7,8 0,5 28 7,4 5,3 10 ПА-25 25 25 1,0 7 25 - 23 9,4 0,8 33 9,0 6,9 12 ПА-35 35 30 13,0 8 25 26 11,5 0,8 34 11,0 7,9 12 ПА-50 50 35 15,0 10 28 42 13,0 1,0 38 12,8 9,5 15 ПА-70 70 35 16,8 12 34 50 14,8 1,0 41 14,5 11,3 16 ПА-95 95 45 20,0 14 40 97 17,9 1,0 46 17,5 13,3 18 ПА-120 120 45 21,4 15 44 102 19,5 1,0 50 19,2 14,8 20 ПА-150 150 55 23,8 16 44 154 21,3 1,25 50 21,0 16,3 20 ПА-185 185 55 26,0 18 46 172 23,4 1,25 58 22,9 18,3 24 ПА-240 240 60 28,3 18 52 235 25,5 1,4 60 25,0 20,8 25 : ПА-300 300 4 65 30,3 18 66 340 27,3 1.5 75 26,9 22,9 30 ПА-400 400 75 34,2 20 70 480 30,8 1,5 80 30,4 26,4 30 ПА-500 500 80 39,0 22 70 560 34,9 2,0 90 34,5 29,5 30 ПА-625 625 80 42,2 24 90 680 38,0 2,0 95 37,7 32,7 35 ПА-800 800 85 46,5 26 100 820 42,4 2,0 115 42,0 37,0 42 00 00

Типоразмер патронов	Типоразмер кабельного наконечника	Сумм ар - иое се­чен Не свари­ваемых проводов, мм2	Муфель	Кокиль	Втулка
Наруж­ ный диаметр, мм	Внутрен­ ний диаметр, мм	Длина, мм	Мас­са, г	Внутрен­ ний диаметр, мм	Дли­ на, мм	Толщина стенок, мм	Наруж­ ный диаметр, мм	Внутрен­ ний диаметр, мм	Дли­ на, мм
ПАН-70 ПАТ-70	ЛАШт 50-70	70	45	20,5	30	73	18.5	32	1.2	18	12	16
ПАН95-120 ПАТ95-120	ЛАШт 95-120	120	55	24,4	37	135	22,4	40	1.2	22	15	18
ПАН-150 ПАТ-150	&	150	55	27	42	150	24,4	45	1,5	24	17	20
ПАН-185 ПАТ-185	ЛАШт 150-185	185	60	29	45	190	26.4	48	1.5	26	19	24
ПАН-240 ПАТ-240	ЛАШт-240	240	60	33	51	198	30.4	54	1.5	30	22	25

Таблица 5-2

Термитные патроны марок ПАН и ПАТ (ТУ 84-442-74)

при помощи так называемых термитных спичек, представляющих собой деревянные палочки с нанесенным на них специальным, из­мельченным в пудру термитным составом. Поверх термитного со­става, на концах спичек, имеются воспламенительные головки, аналогичные головкам обычных спичек. Такие спички способны гореть на ветру и даже в воде. Спички укладываются по 25 шт. в картонные коробки с перекладкой пергаментной бумагой для предотвращения самовоспламенения от трения. Коробки со спич­ками упаковываются в парафинированную бумагу и герметизи­руются путем заливки расплавленным парафином. Спички по­ставляются в железных коробках, уложенных в деревянные ящики. Термитные спички зажигаются путем трения о коробок, так же как и обычные спички.

Термитные патроны невзрывоопасны, они практически не­чувствительны к удару и трению и не воспламеняются с помощью обычных средств, например спичек, паяльных ламп, газовоздуш­ных горелок и других источников теплоты, развивающих темпера­туру до 1000° С. Однако термитные патроны опасны тем, что, на­ходясь в очаге пожара, где температура может оказаться доста­точной для воспламенения термита, могут способствовать распро­странению пожара и затруднить его ликвидацию (в частности, потому, что тушить горящий термит водой нельзя вследствие воз­можного взрыва из-за мгновенного испарения воды). Термитные спички в отличие от патронов чувствительны к трению и резким ударам и легко воспламенимы.

Учитывая указанные особенности термитных патронов и спичек, их относят к пожароопасным материалам, что обусловливает спе­циальные требования к их хранению и транспортировке. Эти требо­вания изложены в инструкциях предприятий — поставщиков па­тронов.

Для создания удобств при использовании термитной сварки на электромонтажных работах Госпожнадзором СССР разрешено хранение небольших количеств термитных патронов и спичек на общих складах электроматериалов, не предназначенных для хра­нения пожароопасной продукции, и в кладовых монтажных уча­стков и прорабских пунктов. В этих случаях общая масса термит­ных патронов не должна превышать 50 кг, а число термитных спи­чек — 500 шт. Термитные патроны необходимо хранить в запирае­мых шкафах или ящиках не более чем по 25 кг в каждом. Термит­ные спички следует хранить в отдельных от термитных патронов запираемых металлических шкафах или ящиках, выложенных изнутри асбестом. Шкафы или ящики с термитными патронами или спичками должны располагаться не ближе 5 м от отопительных приборов (печей) и 1 м от сгораемых конструкций и материалов.

При сварке алюминиевых кабелей и проводов термитными па­тронами в кокили вводится присадочный металл путем сплавления алюминиевых прутков или насеченной на отрезки длиной 3—5 мм проволоки (так называемая сечка).

Для приготовления присадочных прутков используется спе­циальная алюминиевая проволока марок СвА5 или СвАК5, пред­назначенная для автоматической или полуавтоматической сварки алюминия. Проволока СвАКб содержит небольшое количество кремния для улучшения литейных качеств металла. При отсут­ствии такой проволоки можно применять проволоки, составляю­щие многопроволочные жилы проводов и кабелей.

Присадочные прутки изготовляются из проволоки диаметром 2 мм путем свивания нескольких проволок. Опыт показал, что та­кие составные прутки быстрее плавятся при опускании их в литни­ковое отверстие раскаленного термитного патрона, чем монолит­ные прутки такого же сечения, что весьма важно для быстрого заполнения металлом сварочной ванны и литника. Ниже приво­дится необходимое число проволок для изготовления присадочных прутков в зависимости от сечения свариваемых алюминиевых жил:

Сечение свариваемых

жил, мм2 ..................................... до.. 50 70—240 300—400 500—800

Число проволок диамет­ром 2 мм в присадочном

прутке, пгг.............................. 1 2 3 5

Присадочную проволоку рекомендуется заблаговременно до сварки подготовлять по технологии, указанной в табл. 3-6. До­пускается очищать проволоку от окиси путем промывки бензином, ацетоном или другим растворителем жиров с последующей чист­кой щеткой из кардоленты или наждачной бумагой.

Термитная сварка выполняется в специальных приспособле­ниях. Их назначение — жестко закреплять и взаимно центровать жилы на период сварки, а также защищать изоляцию жил от недопустимого перегрева. Жилы необходимо закреплять вследстт вие того, что алюминий при нагревании свыше 500° С значительно снижает свою прочность: предел прочности алюминиевой жилы кабеля при растяжении при этой температуре составляет всего 5,5 МПа (0,55 кгс/мм2) при прочности до нагревания 100 МПа (10 кгс/мм2). Поэтому незакрепленные жилы могут деформиро-. ваться и даже обломаться.

На рис. 5-4 показан набор принадлежностей типа HTG-2M для сварки жил сечением 16—240 мм2, разработанный ЛенПЭО ВНИИПЭМ. В набор входят две пары охладителей: малые и боль­шие. Первые имеют массу 0,7 кг и применяются для сварки жил сечением 16—70 мм2, а вторые массой 1,75 кг — для жил сече­нием 95—240 мм2. Охладители напоминают своим видом клещи, половинки которых соединены шарнирно и стягиваются винтами для плотного закрепления на жилах кабелей и проводов. Для облегчения они изготовляются из алюминия. Два охладителя I (рис. 5-5) закрепляются на стальной соединительной планке 3 с помощью специальных винтов. Расстояние между охладителями может изменяться в зависимости от сечения свариваемых жил.

Планка с охладителями при сварке кабелей в траншеях или ка­налах устанавливается на складном штативе 5, имеющем выдвиж­ную стойку 6, и прикрепляется к стойке винтом с маховичком 4. Этим же винтом укрепляется стальной экран 7, служащий для за­щиты жил кабеля, соседних со свариваемой, от теплового воздей­ствия и искр при сварке.

Охладители имеют комплект сменных разрезных бронзовых или медных втулок 8 для жил всех сечений. В комплект входят

Рис. 5-4. Набор принадлежностей типа НТС-2М для термитной сварки кабелей и изолированных проводов сечением 16— 240 мм2

1 — чемодан; 2 — очки защитные; 3 — охладители большие; 4 — охладители малые; 5 — кисточка для нанесения флюса; 6 — смен­ные втулки; 7 — баночка для флюса; S — штатив и соединительная планка; 9 — баночка для разведения мела

втулки с круглыми внутренними отверстиями для многопроволоч­ных секторных и круглых жил и с отверстиями в виде секторов для сплошных жил секторного сечения. Втулки с круглыми отвер­стиями закрепляются в охладителях перед сваркой с помощью винтов 9. Втулки с секторными отверстиями не могут быть за­креплены таким же образом, так как секторные сечения сплошных кабельных жил располагаются в пространстве различно. Поэтому половинки этих втулок сначала устанавливаются на жилах и скрепляются между собой с помощью имеющихся на них штифтов, а затем уже на втулки накладываются охладители, закрепляемые на жилах проводов и кабелей с помощью зажимных устройств 2.

Кроме описанных приспособлений, в набор типа НТС-2М для термитной сварки входят также другие мелкие принадлежности: проволочные мешалки для перемешивания плавки, державка для термитной спички, щетка из кардоленты и др.

• Для сварки одножильных кабелей сечением 300—800 мм? ис­пользуется набор принадлежностей типа НТС-3. Охладители из этого набора показаны на рис. 5-6, а. Они изготовляются из алю­миния и снабжены сменными бронзовыми втулками 6, соответствую­щими сечениям свариваемых жил. Охладители 1 установлены на соединительной планке 5, закрепленной на штативе 4 с выдвижной стойкой 3. Затяжка поло­винок охладителей на жилах кабелей осущест­вляется винтами 2.

Рис. 5-5. Охладители для сварки жил сечени­ем 16—240 мм2, установленные на штативе

Для пайки контроль­ных медных жил, которы­ми снабжаются кабели марок АСБ-Ік и АСБ-2к, могут применяться тер­митные паяльники, подоб­ные изображенному на рис. 5-6, б. Паяльник со­стоит из цилиндрической обоймы 7 с рукояткой 8.

В обойме с помощью вин­та 11 закрепляется кол­пачок 9, изготовленный из теплостойкого материала (например, из угля, огне­упорного кирпича). В кол­пачок вставляется неболь­шой кусок термитной мас­сы 10 (половинка термит­ной шашки, применяемой для сварки стальных про­водов диаметром 3 мм, или осколок муфеля термит­ного патрона марки А для сварки алюминиевых жил).

После сгорания эта тер­митная масса (шлак) пред­ставляет собой раскален­ное тело, которым удобно в полевых условиях паять провода малого сечения.

Соединение кабелей на напряжение до 10 кВ сечением до 240 мм2.

Соединение жил силовых кабелей производится сваркой встык (см. рис. 5-1, а). Процесс сварки сводится к расплавлению и пере­мешиванию металла в формочке (кокиле) и является простейшей операцией, доступной малоквалифицированному персоналу. Осо­бое внимание должно уделяться тщательному выполнению подго­товительных работ, что является важным условием получения сварки хорошего качества.

Рассмотрим процесс термитно-муфельной сварки трехжиль - ного силового кабеля о секторными многопроволочными жилами и с бумажной пропитанной изоляцией (например, кабель марки АСБ).

До начала сварки подбираются термитные патроны, соответ­ствующие сечению соединяемых жил, подготовляются приспособ-

ления, присадочные прутки и флюс.

При сварке используются принадлежности комплек­та НТС-2М, описанные выше. Подготовка принадлежностей заключается в подборе и за­креплении в охладителях сменных бронзовых втулок и установке на штативе охладителей с соединитель­ной планкой. Охладители должны быть закреплены на-планке на таком расстоя­нии друг от друга, чтобы в пространстве между ними мог разместиться термитный патрон и обеспечивались за­зоры 5—8 мм между высту­пающими концами кокиля и охладителями, необходимые для установки асбестовых экранов. Надо следить за тем, чтобы сменные втулки плотно (без видимого про-

Рис. 5-6. Охладители из набора типа света) прилегали к стен - НТС-3 для термитной сварки алюминие - кам ГНЄЗД ОХЛЗДИТЄЛЄЙ И вых кабелей сечением 300—800 мм2 были притянуты к ним.

Неплотное прилегание зна­чительно снижает охлаждающий эффект. Втулки, длина кото­рых меньше ширины охладителей, устанавливаются таким образом, чтобы их торцы совпадали с плоскостями охладителей, обращенными к месту сварки. При этом с противоположных сторон образуются как бы выточки (углубления), в которые мо­гут заходить участки жил с изоляцией. На рис. 5-5 у правого ох­ладителя хорошо видно такое углубление.

Внутренняя поверхность стальных кокилей термитных патронов должна быть тщательно обезжирена и покрыта тонким слоем мела, разведенного водой до консистенции густой сметаны. Это необхо­димо для устранения частичного приваривания (прикипання) алюминия к стенкам кокиля. Мел наносят с помощью волосяной кисточки, а обезжиривание производят тампоном из тряпки,

т

увлажненной каким-либо растворителем жиров (ацетон, бензин, спирт и др.). Мел рекомендуется наносить заблаговременно до сварки, в условиях мастерской. При срочных, работах кокиль может быть покрыт сухим способом — путем натирания его по­верхности кусочком мела. Хорошие результаты в устранении при­варивания алюминия к кокилям дает также их воронение — нагре­вание до темно-красного каления и охлаждение в масле.

Непосредственно перед сваркой приготовляют пасту из сухого порошкообразного флюса (см. табл. 3-7) и кисточкой наносят тон­ким слоем на алюминиевые присадочные прутки. Если прутки предварительно не были обезжирены и зачищены от окиси, то эти операции тоже должны быть выполнены на месте работ. Разделка кабелей для их соединения выполняется, как обычно, в соответ­ствии с действующими инструкциями по монтажу кабельных муфт. Изоляция с концов жил должна быть удалена на участках длиной

54 мм для жил сечением 16, 25, 35 и 50 мм2; 50 мм — 70 и 95 мм2;

55 мм — 120 и 150; мм2; 60 мм — 185 и 240 мм2.

Подготовка к сварке заключается в надевании на жилы и уп­лотнении термитного патрона, закреплении на оголенных от изоля­ции участках жил охладителей и установке асбестовых экранов. Концам секторных жил с помощью универсальных плоскогубцев придают круглую форму, с оголенных участков удаляют, проти­рая их тряпкой, обильно смоченной бензином, маслоканифолевый пропиточный состав и напильником снимают заусеницы, остав­шиеся после отрезки жил. После этого жилы зачищают от окиси щеточкой из кардоленты, на концы их наносят пасту из флюса и насаживают алюминиевые колпачки I, входящие в комплект термитных патронов (рис. 5-7, а).

Очень важно, чтобы колпачки на всю свою длину заходили на жилы, что контролируется через отверстия в донышках колпачков. При неполной посадке колпачков может произойти провал металла при расплавлении жил, что приводит при несвоевременном вве­дении присадочного алюминия к прогоранию кокилей и к браку.

Для установки термитного патрона 2 одну из жил слегка отгибают внутрь разделки, надевают на нее термитный патрон и сдвигают его по жиле на расстояние, равное длине кокиля 3. Затем отводят жилу в прежнее положение до совмещения с со­ответствующей жилой второго из соединяемых кабелей и пере­мещают патрон в обратном направлении (рис. 5-7, б) таким об­разом, чтобы вторая жила также вошла в кокиль. При этом концы жил с надетыми на них колпачками должны состыковаться над серединой литникового отверстия. Ответственной операцией яв­ляется уплотнение кокилей асбестовым шнуром в местах вхож­дения в них жил. Несколько витков асбестового шнура 4 наматы­вают на жилу и сдвигают отверткой 5 в зазор между стенкой кокиля и жилой (рис. 5-7, б). Набивка асбеста в этот зазор должна быть плотной и доходить до алюминиевого вкладыша. Кроме уп­лотнения кокилей для предотвращения вытекания алюминия,

подмотка асбестовым шнуром выполняет ц другую важную функ­цию — теплоизолирует жилы, устраняй подплавленйё их в ме­стах выхода из кокилей.

После уплотнения кокилей соединяемые жилы закрепляют в охладителях 6. Эту операцию удобно выполнять вдвоем. Один из работающих берет охладители, закрепленные на штативе 7, как показано на рис. 5-7, а, и заводит их на жилы таким образом, чтобы жилы попадали в отверстия сменных втулок. Второй ра­ботающий разводит ножки штатива и поднимает в случае необхо-

Рис. 5-7, Подготовка к термитной сварке трехжильного силового кабеля

димости стойку на нужную высоту. Затем губки охладителей смы­кают на оголенных от изоляции участках жил и плотно зажимают стяжными винтами 8 (рис. 5-7, д). Подготовительные работы за­вершаются установкой экранов из асбестового картона толщиной 3—4 мм между термитным патроном и охладителями и экрана, защищающего от искр жилы, не участвующие в сварке. Этот, последний, экран желательно выполнять из асбестовой ткани, на которую подшита подкладка из поливинилхлоридного пласти­ката, полиэтилена или лакоткани для устранения возможного загрязнения изоляции жил волокнами асбеста. С этой же целью на жилы на участке наложения экрана можно надевать на период сварки поливинилхлоридные, полиэтиленовые или резиновые трубки, разрезанные вдоль.

На рис. 5-8 показан трехжильный силовой кабель сечением 185 мм2, полностью подготовленный к термитной сварке.

Непосредственно перед сваркой рекомендуется положить под руками проволочную мешалку и вставить конец присадочного прутка в литниковое отверстие муфеля, так как потом в темных очках, в которых производится сварка, это будет трудно выпол­нить.

Конец присадочного прутка 4 перед введением его в литнико­вое отверстие складывают несколько раз и обжимают универсаль­ными плоскогубцами (рис. 5-9, а). Это необходимо для увеличе­ния количества присадочного металла, вводимого в начальный

Рис. 5-8. Трехжильный силовой кабель сечением 185 мм2 с бу­мажной изоляцией, подготовленный к термитной сварке 1,4-5- асбестовые экраны; 2 — термитный патрон; 3 — охлади­тель; 5 — поливинилхлоридные трубки

момент с целью быстрого создания жидкой ванны в кокиле, что ускоряет процесс расплавления жилы.

Муфель патрона 3 поджигают термитной спичкой 5, закреплен­ной в специальном держателе или удерживаемой плоскогубцами. Спичку немедленно после ее воспламенения подносят к торцу муфеля до соприкосновения с ним. По мере горения спички ее несколько перемещают вперед для сохранения контакта горячих частей термитного состава спички с муфелем. При этом спичкой как бы натирают муфель. Саму спичку зажигают трением ее го­ловки о коробок. После воспламенения муфеля начинают сплавлять в кокиль присадочный пруток, медленно подавая его вниз по мере плавления и поворачивая вокруг оси в ту и другую Сторону. При этом создается легкий контакт прутка с раскален^ ными стенками литникового отверстия, что способствует плавле­нию. Одновременно с началом образования жидкой ванны в лит: никовое отверстие вводится проволочная мешалка 6 (рис. 5-9, б), которой устанавливается момент полного расплавления концов

4 Р. Е. Евсеев, В, Р. Евсеев

97

жил, наступающий в зависимости от их сечения через 5—20 с после окончания горения муфеля. При этом мешалка должна доходить до дна кокиля, что легко чувствует работающий. Сплав­ление присадочного прутка производится до заполнения литни­ковой трубки жидким металлом, после чего мешалкой выполняют несколько круговых движений (рис. 5-8, е) для облегчения вы­хода газов и шлаков, что необходимо для устранения раковин в сварном соединении. При перемешивании металла не следует сильно нажимать мешалкой на края литникового отверстия, так

Рис. 5-9. Последовательные стадии выполнения термитной сварки алю­миниевых жил I в~ охладитель; 2 — асбестовый экран; 3 — термитный патрон (остальные пояснения даиы в тексте)

как это может привести к осыпанию кусочков шлака муфеля в сва­рочную ванну и загрязнить плавку.

Сразу же после застывания металла в литниковой трубке скалы­вают шлак муфеля (рис. 5-9, г), не дожидаясь полного его осты­вания. Скалывание производят с помощью небольшого зубила 7, которое располагают под возможно малым углом к оси жилы ка­беля, чтобы не изогнуть ее при ударе молотка. Вслед за этим сни­мают кокиль (рис. 5-9, д) отгибанием в стороны его краев отверт­кой 8, конец которой вставляют в зазор между кромками кокиля. Литниковую прибыль со сварного соединения удаляют при по­мощи режущих губок 9 (рис. 5-9, е), вставляемых в рычажные клещи типа ПК-1М, нормально предназначенные для закрепле­ния на жилах кабельных наконечников способом опрессовки. Для этой же цели могут быть использованы и различные другие

m приспособления. При отсутствии приспособлений литниковую прибыль отпиливают ножовкой.

Неровности у основания литниковой прибыли запиливают напильником, после чего соединение и прилегающие к нему участки Жил тщательно зачищают щеткой из кардоленты от шлаков и остат­ков флюса.

Сварку остальных жил трехжильного или четырехжильного кабеля выполняют подобным же образом. Когда все жилы кабеля соединены, места сварки протирают тряпкой, обильно смоченной бензином, и «прошпаривают» кабельной массой. Вслед за этим выполняют обычные операции по изолированию мест соединений и монтажу соединительной муфты.

Сварка одной жилы кабеля с подготовительными операциями и зачисткой места соединения продолжается около 12 мин. Из этого времени собственно сварка (от начала горения муфеля до затвердевания металла в формочке) занимает всего 0,8—2 мин для жил сечением соответственно 35 и 240 мм2. Табл. 5-3 дает пред­ставление о продолжительности отдельных фаз сварки кабелей разных сечений. В ней приводятся также значения максимальных температур, до которых при сварке нагреваются слои изоляции, примыкающие к жилам.

Таблица 5-3 Продолжительность отдельных фаз термитной сварки и нагревание жил кабелей Расстоя­ние от Макси­ мальная Продолжительность отдельных фаз сварки от начала горения муфеля, мин Сече­ ние жил, мм2 Тип охладителей середины Сварного соедине­ния до кромки изоляции, мм темпе­ратура жил у кромки изоля­ции, °С горение муфеля до расплав­ления жил до затвер­девания металла до оконча­ния удале­ния муфеля до оконча­ния снятия охладителей 35 Малые 55 140 0,2 0,18 0,8 1,3 2,3 70 Малые 60 160 0,2 0,2 1,0 1,5 2,5 120 Большие 65 155 0,23 0,3 1,8 2,0 3,0 240 Большие 75 180—200 0,25 0,5 2,0 2,8 3,0 400 Охладители от набора НТС-3 85 130 0,35 0,6 2,2 2,8 3,3 800 То же 120 180—200 0,5 1.7 4,3 5,2 7,0

Примечание. Данные, приведенные в таблице, относятся к сварке с большими и малыми охладителями от комплекта принадлежностей типа НТС-2М и с охладителями от набора НТС-3.

Некоторые особенности представляет соединение секторных алюминиевых жил сплошного сечения. Дело в том, что при на­садке алюминиевых колпачков от термитных патронов на такие жилы получаются большие пустоты внутри колпачков. Это вызы­вает провалы металла в начальный период сварки, что может при­вести к появлению крупных раковин, нарушению правильной
формы соединения или к прогоранию кокилей (и связанному с этим вытеканию металла).

Рис. 5-10. Насадка алюминиевой втулки с секторным отверстием на сплошную секторную жилу кабеля: а — запиловка жил на участке В, равном длине алюминие­вой втулки; б — жила с насаженной втулкой 1 — алюминиевая сплошная жила секторного сечения; 2 — алюминиевая втулка с секторным отверстием; А — длина секторного сечения жилы; Б — длина секторного отверстия втулки; а — глубина запиловки жилы для насадки втулки

Сварка сплошных секторных жил рационализируется приме­нением вместо колпачков втулок с секторными внутренними отвер­стиями, Наружные размеры таких втулок в точности равны разме­рам алюминиевых колпачков, а размеры отверстий соответствуют размерам секторных жил. Исключение составляет длина сектор­ного отверстия, которая несколько меньше по конструктивным со­ображениям, чем у ЖИЛ. '

І' : 1 ' ■ ■

Это вызывает необходимость до насадки втулок запиливать концы жил на небольшую глубину (до 1,5 мм) на участках, равных длинам втулок (рис. 5-10). Такая операция не вызывает сужения сечения в месте будущего сварного соединения, так как конец жилы расплавляется вместе с втулкой с образованием монолитного соединения, имеющего сечение большее, чем сечение секторной жилы.

При сварке кабелей с пластмассовой (полиэтиленовой, поливи­нилхлоридной) изоляцией жил следует учитывать, что в этом слу­чае максимально допустимая для изоляции температура нагрева­ния ниже, чем для бумажной пропитанной. В частности, для поли­этиленовой изоляции кратковременно допустимая температура составляет 120—125° С. Специальными исследованиями установ­лено, что малые и большие охладители набора принадлежностей типа НТС-2М для термитной сварки обеспечивают необходимую защиту такой изоляций от недопустимого перегрева для жил сече­нием соответственно до 50 и 120 мм2.

При сварке жил сечением 70 мм2 в малых охладителях и сече­нием 150 мм2 — в больших удержать температуру в необходимых пределах удается наложением, на изоляцию слоя увлажненного водой асбеста длиной 80 мм и толщиной 10 мм. Для еще больших Рис. 5-11. Внешний вид соединения кабелей, выполненных термитной сваркой: а — соединение трехжильного кабеля с бумажной изоляцией на напряжение 10 кВ сечением 150 мм2; б, в — соединение однопроволочных (сплошных) жил кабелей на напряжение 1 кВ с пластмассовой изоляцией сечением 240 и 150 мм2; г — соединение кабеля марки АСБ-2к (кон­трольные жилы отогнуты) сечением 800 мм2

сечений жил (185 и 240 мм2), кроме наложения увлажненного ас­беста, требуется удалять с жил изоляцию при сварке на длине, большей на 20 мм, чем обычно, или пользоваться специальными охладителями увеличенных размеров.

На рис. 5-1.1 показан внешний вид соединений кабелей на напря­жение до 10 кВ. . ,. .. . . ■-