Джеймс Данбар, менеджер по маркетингу продукции – PCC, Phoenix Contact, США
Лужение концов проводов (погружение в припой) является обычной операцией на многих производственных предприятиях. Однако, если в дальнейшем провод будет подсоединятся к винтовой клеммной колодке, с луженными проводами могут возникнуть проблемы, вплоть до потери контакта. В чем же причины ослабления соединения луженых проводов в винтовой клеммной колодке?
Зачем лудить провода?
“Лужение” - это практика, при которой зачищенный провод покрывается тонким слоем соединения олова. Лужение производится для защиты металла от коррозии или для подготовки к пайке (лужёная поверхность лучше смачивается припоем). Для лужения, например, медных проводов, сначала их покрывают флюсом (например, канифолью или паяльной кислотой), а затем паяльником наносят припой, пока поверхности не станут характерного серебристого цвета.
Часто многожильные медные провода подключаются к печатным платам или другим устройствам с помощью винтовой клеммной колодки. И зачастую производители сталкиваются с проблемой ослабления провода при использовании клеммных колодок винтового типа.
Одной из причин лужения является предотвращение изнашивания жил проводов при подключении к месту соединения. Например, с многожильными проводами может быть утомительно работать, когда их приходится вставлять в ячейку клеммной колодки винтового типа. Случается что с первого раза не удается все жилы провода вставить в ячейку, что может в свою очередь привести к короткому замыканию. Если провод приходится часто устанавливать и вынимать, с ним работать становится еще сложнее. В данном случае лужение кажется хорошим решением. Но это только на первый взгляд. На самом деле отказ от лужения в пользу других способов подготовки оголенного провода могут сэкономить время и сэкономить нервы при повторной затяжке соединений.
Почему луженый провод ослабевает в винтовых клеммах?
Основная причина:
Корень проблемы в том, что когда провод лудится, олово проникает в небольшое пространство между медными жилами. Медный провод и припой сливается в единую массу.
После того, как провод вставлен в клеммную колодку, а ячейка зажимается на луженом проводе, масса из припоя / медных жил деформируется. Тонкие проволочки из которых состоят жилы отрываются друг от друга образуя пустоты (рис. 1). Хотя провод может быть надежно закреплен изначально, в процессе эксплуатации может произойти ослабление соединения
Эксплуатация и тепловое расширение
- В процессе работы провода нагреваются и остывают по мере изменения температуры окружающей среды и / или протекания тока по проводу. Тепловое расширение может стать причиной ослабления соединения. Повышение температура приводит к тому что и медная проволока и олово расширяются, занимая больший объем. Однако коэффициент расширения у этих материалов разный, и, следовательно, они расширяются в разной степени. В нашем случае олово расширяется сильнее чем медь (рис. 2).
- Когда металлы остывают, они сжимаются, занимаемый объем уменьшается. Расширение и сжатие могут привести к незначительному изменению формы луженой проволоки, и она больше не будет должным образом зажата между обоймой и прижимной пластиной (рис. 3).
Другие распространенные заблуждения
Лужение проводов повышает коррозионную стойкость.
Это так и есть, но когда луженый провод зажимается в клемме, олово распадается, так что соединение больше не может быть газонепроницаемым. Оголенные жилы проводов создают лучшее газонепроницаемое соединение и могут быть более эффективным способом уменьшения коррозии.
Нет разницы вставлять в колодку луженые или оголенные провода.
В некоторых случаях добавление лишнего материала, в данном случае припоя, не позволяет проводу правильно вставляться в ячейку. Добавление олова может сделать провод толще, чем рассчитана клеммная колодка. Это помешает правильному замыканию / зажиму клеммы на проводе.
Заключение
Выше мы объяснили как лужение проводов может стать причиной ослабления соединений в винтовых клеммных колодках. Хотя лужение несомненно имеет свои преимущества, лучше поискать альтернативы, которые могут избавить вас от головной боли из-за незакрепленных соединений. Например - использование наконечников и затягивание винтов с усилием соответствующим спецификации на продукт.