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第2章 常用電工工具與基本操作技能

導(dǎo)讀

常用電工工具是指一般專業(yè)電工必須具備的工具,導(dǎo)線連接是電工操作的基本技能。本章主要介紹常用電工工具的用途、規(guī)格及使用注意事項,剝離絕緣層,導(dǎo)線連接,焊料和焊劑的選用,焊接技術(shù),導(dǎo)線封端與絕緣層的恢復(fù)等內(nèi)容。章后安排了1個技能訓(xùn)練項目供讀者訓(xùn)練選用。

理論知識點

(1)常用電工工具的用途和規(guī)格。

(2)焊料和焊劑的選用。

技能點

(1)剝離絕緣層。

(2)導(dǎo)線的連接方法。

(3)焊接技術(shù)。

(4)導(dǎo)線封端與絕緣層的恢復(fù)方法。

2.1 常用電工工具

電工工具質(zhì)量的好壞,使用方法是否得當(dāng),直接影響電氣工程的施工質(zhì)量及工作效率,直接影響施工人員的安全。因此,電氣操作人員必須掌握常用電工工具的結(jié)構(gòu)、性能和正確的使用方法。

2.1.1 鋼絲鉗

鋼絲鉗又稱鉗子,是最常用的電工工具之一。鋼絲鉗的用途是夾持或折斷金屬薄板以及切斷金屬絲(導(dǎo)線)。電工使用的鋼絲鉗帶絕緣手柄,一般鋼絲鉗的絕緣護(hù)套耐壓為500V,所以只能在低壓帶電設(shè)備上使用。

1.結(jié)構(gòu)與功能

鋼絲鉗由鉗頭和鉗柄兩部分組成,其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。鉗頭由鉗口、齒口、刀口和鍘口四部分組成。其中鉗口可用來絞繞電線的自纏連接或彎曲芯線、鉗夾線頭;齒口可代替扳手來擰小型螺母;刀口可用來剪切電線、掀拔鐵釘,也可用來剝離4mm及以下導(dǎo)線的絕緣層;鍘口可用來鍘切鋼絲等硬金屬絲。

1—鉗頭;2—鉗柄;3—鉗口;4—齒口;5—刀口;6—鍘口;7—絕緣套

圖2-1 鋼絲鉗

2.使用注意事項

使用鋼絲鉗時,要注意如下問題:

(1)切勿將絕緣手柄碰傷、損傷或燒傷,并注意防潮。

(2)鉗軸要經(jīng)常加油,防止生銹。

(3)帶電操作時,手與鋼絲鉗的金屬部分保持2cm以上的距離,以免發(fā)生觸電事故。

(4)根據(jù)不同用途,選用不同大小規(guī)格的鋼絲鉗,一般鋼絲鉗有150mm、175mm、200mm三種。

2.1.2 尖嘴鉗

尖嘴鉗的頭部尖細(xì)(見圖2-2),適用于狹小的工作空間或帶電操作低壓電氣設(shè)備。尖嘴鉗也可用來剪斷細(xì)小的金屬絲。它適用于電氣儀表制作或維修,使用靈活方便。電工維修人員在選用尖嘴鉗時,應(yīng)選用帶有絕緣耐酸手柄、耐壓為500V以上的產(chǎn)品。尖嘴鉗的規(guī)格有130mm,160mm,180mm,200mm四種。

圖2-2 尖嘴鉗

使用尖嘴鉗時要注意以下幾個問題。

(1)絕緣手柄損壞時,不可用來切斷帶電導(dǎo)線。

(2)為了使用安全,手離金屬部分的距離應(yīng)不小于2cm。

(3)鉗頭部分尖細(xì),又經(jīng)過熱處理,鉗夾物不可太大,用力切勿太猛,以防損壞鉗頭。

(4)尖嘴鉗使用后清潔干凈,鉗軸要經(jīng)常加油,以防生銹。

2.1.3 電工刀

電工刀(見圖2-3)適用于電工在裝配維修工作中割削導(dǎo)線絕緣外皮,以及割削木樁和割斷繩索等。電工刀有普通型和多用型兩種,按刀片尺寸的大小又可分為大號(112mm)和小號(88mm)。多用型電工刀除了有刀片外,還有可收式的鋸片、錐針和螺絲刀。使用電工刀要注意以下幾個問題。

圖2-3 電工刀

(1)使用電工刀時切勿用力過大,以免不慎劃傷手指和其他器具。

(2)使用電工刀時,刀口應(yīng)朝外操作。

(3)一般電工刀的手柄不絕緣,因此嚴(yán)禁用電工刀帶電操作。

2.1.4 螺絲刀

螺絲刀又稱“起子”、螺釘旋具等。其頭部形狀有一字形和十字形(見圖2-4)兩種。一字形螺絲刀用來緊固或拆卸帶一字槽的螺釘;十字形螺絲刀專供緊固或拆卸帶十字槽的螺釘。電工常用50mm和150mm兩種十字形螺絲刀。十字形螺絲刀有四種規(guī)格的螺釘直徑:Ⅰ號為2~2.5mm;Ⅱ號為3~5mm;Ⅲ號為6~8mm;Ⅳ號為10~12mm。

圖2-4 螺絲刀

使用螺絲刀要注意如下幾個問題。

(1)電工不得使用金屬桿直通柄頂?shù)男撸駝t容易造成觸電事故。

(2)為了避免旋具的金屬桿觸及皮膚或鄰近帶電體,應(yīng)在金屬桿上套絕緣管。

(3)旋具頭部厚度應(yīng)與螺釘尾部槽形相配合,斜度不宜太大,頭部不應(yīng)該有倒角,否則容易打滑。

(4)旋具在使用時應(yīng)該使頭部頂牢螺釘槽口,防止打滑而損壞槽口。同時注意,不用小旋具去擰旋大螺釘。否則,一是不容易旋緊,二是螺釘尾槽容易擰豁,三是旋具頭部易受損。反之,如果用大旋具擰旋小螺釘,也容易造成因力矩過大而導(dǎo)致小螺釘滑絲現(xiàn)象。

2.1.5 剝線鉗

剝線鉗用來剝削截面積6mm2以下塑料或橡膠絕緣導(dǎo)線的絕緣層,由鉗口和手柄兩部分組成,其外形如圖2-5所示。剝線鉗分有0.5~3mm的多種直徑切口,用于不同規(guī)格線芯的剝削。使用時切口大小必須與導(dǎo)線芯線直徑相匹配,過大難以剝離絕緣層,過小會切斷芯線。

圖2-5 剝線鉗

2.1.6 低壓驗電器

低壓驗電器又稱試電筆,是檢驗導(dǎo)線、電器和電氣設(shè)備是否帶電的一種常用工具,檢測范圍為60~500V,有鋼筆式、旋具式和組合式多種。

低壓驗電器由工作觸頭、降壓電阻、氖泡、彈簧等部件組成,如圖2-6所示。

1—筆尖;2—電阻;3—氖管;4—彈簧;5—筆尾金屬

圖2-6 低壓驗電器

使用低壓驗電器時要注意下列幾個問題。

(1)使用驗電器時,首先要檢查它有無安全電阻在里面,再直觀檢查驗電器是否損壞。檢查合格后才可使用。

(2)在使用驗電器正式測量電氣設(shè)備是否帶電之前,先要在電源的部位檢查一下氖泡是否能正常發(fā)光。如果正常發(fā)光,則可開始使用。

(3)大多數(shù)驗電器前面的金屬探頭都制成一物兩用的小螺絲刀。特別要注意在把驗電器當(dāng)做螺絲刀使用時,用力要輕,扭矩不可過大,以防損壞。

(4)驗電器在使用完畢后,要保持清潔,放置于干燥、防潮、防摔碰之處。

2.1.7 沖擊鉆

沖擊鉆是一種旋轉(zhuǎn)帶沖擊的電鉆,一般為可調(diào)式。當(dāng)調(diào)節(jié)在旋轉(zhuǎn)無沖擊即“鉆”的位置時,裝上普通麻花鉆頭能在金屬上鉆孔。當(dāng)調(diào)節(jié)在旋轉(zhuǎn)帶沖擊即“錘”的位置時,裝上鑲有硬質(zhì)合金的鉆頭,能沖打混凝土和磚墻等建筑構(gòu)件上的木榫孔和導(dǎo)線穿墻孔。通常可沖打直徑為6~16mm的圓孔。沖擊鉆的外形如圖2-7所示。

1—錘、鉆調(diào)節(jié)開關(guān);2—電源開關(guān)

圖2-7 沖擊鉆

沖擊鉆使用時應(yīng)注意下列幾個問題。

(1)長期擱置不用的沖擊鉆,使用前必須用500V兆歐表測定相對絕緣電阻,其值應(yīng)不小于0.5M?。

(2)使用金屬外殼沖擊鉆時,必須戴絕緣手套,穿絕緣鞋或站在絕緣板上,以確保操作人員的人身安全。

(3)在鉆孔時遇到堅實物不能加過大壓力,以防鉆頭退火或沖擊鉆因過載而損壞。沖擊鉆因故突然堵轉(zhuǎn)時,應(yīng)立即切斷電源。

(4)在鉆孔時應(yīng)經(jīng)常把鉆頭從鉆孔中拔出以便排除鉆屑。

2.2 導(dǎo)線的連接、焊接及絕緣的恢復(fù)

敷設(shè)線路時,常常需要在分接支路的接合處或?qū)Ь€不夠長度的地方連接導(dǎo)線,這個連接處通常稱為接頭。導(dǎo)線的連接方法很多,有絞接、焊接、壓接和螺栓連接等,各種連接方法適用于不同導(dǎo)線及不同的工作地點。導(dǎo)線連接無論采用哪種方法,都不外乎下列四個步驟:剝離絕緣層;導(dǎo)線線芯連接;接頭焊接或壓接;恢復(fù)絕緣。

2.2.1 剝離線頭絕緣層

在連接前,必須先剖削導(dǎo)線絕緣層,要求剖削后的芯線長度必須適合連接需要,不應(yīng)過長或過短,且不應(yīng)損傷芯線。

1.塑料硬線絕緣層的剖削

塑料硬線絕緣層的剖削有如下兩種方法。

(1)用鋼絲鉗剖削塑料硬線絕緣層。線芯截面積4mm2及以下的塑料硬線,一般可用鋼絲鉗剖削,方法如下:按連接所需長度,用鉗頭刀口輕切絕緣層,用左手捏緊導(dǎo)線,右手適當(dāng)用力捏住鋼絲鉗頭部,然后兩手反向同時用力即可使端部絕緣層脫離芯線。在操作中注意,不能用力過大,切痕不可過深,以免傷及線芯,如圖2-8所示。

圖2-8 用鋼絲鉗勒去導(dǎo)線絕緣層

(2)用電工刀剖削塑料硬線絕緣層。按連接所需長度,用電工刀刀口對導(dǎo)線成45°角切入塑料絕緣層,使刀口剛好削透絕緣層而不傷及線芯,然后壓下刀口,夾角改為約15°后把刀身向線端推削,把余下的絕緣層從端頭處與芯線剝開,接著將余下的絕緣層扳翻至刀口根部后,再用電工刀切齊。

2.塑料軟線絕緣層的剖削

塑料軟線絕緣層剖削除用剝線鉗外,仍可用鋼絲鉗直接剖削截面為4mm2及以下的導(dǎo)線。方法與用鋼絲鉗剖削塑料硬線絕緣層時相同。塑料軟線不能用電工刀剖削,因其太軟,線芯又由多股銅絲組成,用電工刀極易傷及線芯。軟線絕緣層剖削后,要求不存在斷股(一根細(xì)芯線稱為一股)和長股(即部分細(xì)芯線較其余細(xì)芯線長,出現(xiàn)端頭長短不齊)現(xiàn)象。否則應(yīng)切斷后重新剖削。

3.塑料護(hù)套線絕緣層的剖削

塑料護(hù)套線只可端頭連接,不允許進(jìn)行中間連接。其絕緣層分為外層的公共護(hù)套層和內(nèi)部芯線的絕緣層。公共護(hù)套層通常都采用電工刀進(jìn)行剖削。常用方法有兩種:一種方法是用刀口從導(dǎo)線端頭兩芯線夾縫中切入,切至連接所需長度后,在切口根部割斷護(hù)套層。另一種方法是按線頭所需長度,將刀尖對準(zhǔn)兩芯線凹縫劃破絕緣層,將護(hù)套層向后扳翻,然后用電工刀齊根切去。

芯線絕緣層的剖削與塑料絕緣硬線端頭絕緣層剖削方法完全相同,但切口相距護(hù)套層長度應(yīng)根據(jù)實際情況確定,一般應(yīng)在10mm以上。

4.花線絕緣層的剖削

花線的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,多股銅質(zhì)細(xì)芯線先由棉紗包扎層裹捆,接著是橡膠絕緣層,外面還套有棉織管(即保護(hù)層)。剖削時先用電工刀在線頭所需長度處切割一圈拉去,然后在距離棉織管10mm左右處用鋼絲鉗按照剖削塑料軟線的方法將內(nèi)層的橡膠層勒去,將緊貼于線芯處棉紗層散開,用電工刀割去。

5.橡套軟電纜絕緣層的剖削

用電工刀從端頭任意兩芯線縫隙中割破部分護(hù)套層。然后把割破已分成兩片的護(hù)套層連同芯線(分成兩組)一起進(jìn)行反向分拉來撕破護(hù)套層,直到所需長度。再將護(hù)套層向后扳翻,在根部分別切斷。

橡套軟電纜一般作為田間或工地施工現(xiàn)場臨時電源饋線,使用機(jī)會較多,因而受外界拉力較大,所以護(hù)套層內(nèi)除有芯線外,尚有2~5根加強(qiáng)麻線。這些麻線不應(yīng)在護(hù)套層切口根部剪去,應(yīng)扣結(jié)加固,余端也應(yīng)固定在插頭或電具內(nèi)的防拉板中。芯線絕緣層可按塑料絕緣軟線的方法進(jìn)行剖削。

6.鉛包線護(hù)套層和絕緣層的剖削

鉛包線絕緣層分為外部鉛包層和內(nèi)部芯線絕緣層。剖削時先用電工刀在鉛包層上切下一個刀痕,再用雙手來回扳動切口處,將其折斷,將鉛包層拉出來。內(nèi)部芯線絕緣層的剖削與塑料硬線絕緣層的剖削方法相同。操作過程如圖2-9所示。

圖2-9 鉛包線絕緣層的剖削

2.2.2 導(dǎo)線的連接

1.對導(dǎo)線連接的基本要求

對導(dǎo)線連接的基本要求如下。

(1)接觸緊密,接頭電阻小且穩(wěn)定性好。與同長度、同截面積導(dǎo)線的電阻比應(yīng)不大于1。

(2)接頭的機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)不小于導(dǎo)線機(jī)械強(qiáng)度的80%。

(3)耐腐蝕。對于鋁與鋁連接,如采用熔焊法,主要防止殘余熔劑或熔渣的化學(xué)腐蝕。對于鋁與銅連接,主要防止電化腐蝕。在接頭前后,要采取措施,避免這類腐蝕的存在。否則,在長期運行中,接頭有發(fā)生故障的可能。

(4)接頭的絕緣層強(qiáng)度應(yīng)與導(dǎo)線的絕緣強(qiáng)度一樣。

2.銅芯線的連接

銅芯線的連接有以下幾種。

(1)單股銅芯線的直接連接。先按芯線直徑約40倍長剝?nèi)ゾ€端絕緣層,并勒直芯線再按以下步驟進(jìn)行。

[1] 把兩根線頭在離芯線根部的1/3處呈X狀交叉,如圖2-10(a)所示。

[2] 把兩線頭呈麻花狀互相緊絞兩圈,如圖2-10(b)所示。

[3] 先把一根線頭扳起與另一根處于下邊的線頭保持垂直,如圖2-10(c)所示。

[4] 把扳起的線頭按順時針方向在另一根線頭上緊纏6~8圈,圈間不應(yīng)有縫隙,且應(yīng)垂直排繞。纏畢切去芯線余端,并鉗平切口,不準(zhǔn)留有切口毛刺,如圖2-10(d)所示。另一端頭的加工方法,按上述步驟[3]~[4]操作。

圖2-10 單股銅芯線的直接連接

(2)單股銅芯線與多股銅芯線的分支連接。先按單股銅芯線直徑約20倍的長度剝除多股線連接處的中間絕緣層,并按多股線的單股芯線直徑的100倍左右剝?nèi)喂删€的線端絕緣層,并勒直芯線。再按以下步驟進(jìn)行。

[1] 在離多股線的左端絕緣層切口3~5mm處的芯線上,用一字旋具把多股芯線分成較均勻的組(如7股線的芯線以3,4分),如圖2-11(a)所示。

[2] 把單股銅芯線插入多股銅芯線的兩組芯線中間,但單股銅芯線不可插到底,應(yīng)使絕緣層切口離多股銅芯線約3mm左右。同時,應(yīng)盡可能使單股銅芯線向多股銅芯線的左端靠近,以使距多股線絕緣層的切口不大于5mm。接著用鋼絲鉗把多股線的插縫鉗平、鉗緊,如圖2-11(b)所示。

[3] 把單股銅芯線按順時針方向緊纏在多股銅芯線上,務(wù)必要使每圈直徑垂直于多股銅芯線軸心,并應(yīng)使各圈緊挨密排,繞足10圈,然后切斷余端,鉗平切口毛刺,如圖2-11(c)所示。

圖2-11 單股銅芯線與多股銅芯線的分支連接

(3)多股銅芯線的直接連接,按以下步驟進(jìn)行:

[1] 先將剖去絕緣層的芯線頭拉直,接著把芯線頭全長的1/3根部進(jìn)一步絞緊,然后把余下的2/3根部的芯線頭,按如圖2-12(a)所示方法,分散成傘骨狀,并將每股芯線拉直。

[2] 把兩導(dǎo)線的傘骨狀線頭隔股對叉,然后捏平兩端每股芯線,如圖2-12(b)、(c)所示。

[3] 先把一端的7股芯線按2、2、3股分成三組,接著把第一組股芯線扳起,垂直于芯線,如圖2-12(d)所示。然后按順時針方向緊貼并纏兩圈,再扳成與芯線平行的直角,如圖2-12(e)所示。

圖2-12 7股銅芯導(dǎo)線的直接連接

[4] 按照上一步驟相同的方法繼續(xù)緊纏第二、三組芯線,但在后一組芯線扳起時,應(yīng)把扳起的芯線緊貼前一組芯線已彎成直角的根部,如圖2-12(f)、(g)所示。第三組芯線應(yīng)緊纏三圈,如圖2-12(h)所示。每組多余的芯線端應(yīng)剪去,并鉗平切口毛刺。導(dǎo)線的另一端連接方法相同。

(4)多股銅芯線的分支連接。先將干線在連接處按支線的單股銅芯線直徑約60倍長剝?nèi)ソ^緣層。支線線頭絕緣層的剝離長度約為干線單股銅芯線直徑的80 倍左右,再按以下步驟進(jìn)行:

[1] 把支線線頭離絕緣層切口根約1/10的一段芯線進(jìn)一步絞緊,并把余下的約9/10 芯線頭松散,并逐根勒直后分成較均勻且排成并列的兩組(如7股線按3,4分),如圖2-13(a)所示。

[2] 在干線芯線中間略偏一端部位,用一字旋具插入芯線股間,將芯線分成較均勻的兩組。接著把支路略多的一組芯線頭插入干線芯線的縫隙中,并插足。同時移動位置,使干線芯線約以2/5和3/5分留兩端,即2/5一段供支線3股芯線纏繞,3/5一段供4股芯線纏繞,如圖2-13(b)所示。

[3] 先鉗緊干線芯線插口處,接著把支線3股芯線在干線芯線上按順時針方向垂直地緊緊排纏至三圈,剪去多余的線頭,鉗平端頭,修去毛刺,如圖2-13(c)所示。

[4] 按步驟[3]方法纏繞另4股支線芯線頭,但要纏足四圈,芯線端口也應(yīng)不留毛刺,如圖2-13(d)所示。

圖2-13 多股銅芯線的分支連接

3.導(dǎo)線與針孔接線柱的連接

接線柱又稱接線樁或接線端子,是各種電氣裝置或設(shè)備的導(dǎo)線連接點。導(dǎo)線與接線柱的連接是保證裝置或設(shè)備安全運行的關(guān)鍵工序,必須接得正規(guī)可靠。

(1)導(dǎo)線與針孔式接線柱的連接方法如下:

[1] 單股芯線端頭應(yīng)折成雙根并列狀后,再以水平狀插入承接孔,并能使并列面承受壓緊螺釘?shù)捻攭骸P揪€端頭所需長度應(yīng)是兩倍孔深,如圖2-14(a)所示。

[2] 芯線端頭必須插到孔的底部。凡有兩個壓緊螺釘?shù)模瑧?yīng)先擰緊近孔口的一個,再擰緊近孔底的一個,如圖2-14(b)所示。

圖2-14 導(dǎo)線與針孔式接線柱的連接

(2)線頭與螺釘平壓式接線柱的連接。在螺釘平壓式接線柱上接線時,如果是較小截面單股芯線,則必須把線頭彎成羊眼圈,如圖2-15所示,羊眼圈彎曲的方向應(yīng)與螺釘擰緊的方向一致。多股芯線與螺釘平壓式接線柱連接時,壓接圈的彎法如圖2-16所示。較大截面單股芯線與螺釘平壓式接線柱連接時,線頭須裝上接線耳,由接線耳與接線柱連接。

圖2-15 單股芯線羊眼圈彎法

4.鋁芯線的連接

鋁芯線的連接有以下幾種。

(1)小規(guī)格鋁芯線的連接方法。

[1] 截面積在4mm2以下的鋁芯線,允許直接與接線柱連接,但連接前必須經(jīng)過清除氧化鋁薄膜的技術(shù)處理。方法是,在芯線端頭上涂抹一層中性凡士林,然后用細(xì)鋼絲刷或銅絲刷擦芯線表面,再用清潔的棉紗或破布抹去含有氧化鋁膜屑的凡士林,但不要徹底擦干凈表面的所有凡士林。

圖2-16 多股芯線壓接圈彎法

[2] 各種形狀接點的彎制和連接方法,均與小規(guī)格銅質(zhì)導(dǎo)線的各種連接方法相同,均可參照應(yīng)用。

[3] 鋁芯線質(zhì)地很軟,壓緊螺釘雖應(yīng)緊壓住線頭,不能松動,但也應(yīng)避免一味擰緊螺釘而把鋁芯線壓扁或壓斷。

(2)銅芯線與鋁芯線的連接。由于銅與鋁在一起時,日久鋁會產(chǎn)生電化腐蝕,因此,對于較大負(fù)荷的銅芯線與鋁芯線連接應(yīng)采用銅鋁過渡連接管。使用時,連接管的銅端插入銅導(dǎo)線,連接管的鋁端插入鋁導(dǎo)線,利用局部壓接法壓接。

2.2.3 導(dǎo)線的焊接

這里講的焊接指的是錫焊。

錫焊是利用受熱熔化的焊錫對銅、銅合金、鋼、鍍鋅薄鋼板等材料進(jìn)行焊接的一種方法。錫焊接頭具有良好的導(dǎo)電性、一定的機(jī)械強(qiáng)度以及對焊錫加熱熔化后,可方便地拆卸等優(yōu)點,所以在生產(chǎn)上應(yīng)用較廣。

1.電烙鐵的分類

電烙鐵是用來熔化焊錫、熔接元件的一種工具,根據(jù)烙鐵芯與烙鐵頭位置的不同可分為內(nèi)熱式和外熱式兩種。

(1)外熱式電烙鐵

外熱式電烙鐵如圖2-17所示,它由烙鐵頭、烙鐵頭固定螺釘、外殼、木柄、后蓋、插頭、接縫和烙鐵芯組成。因烙鐵頭放在烙鐵芯內(nèi)故稱之為外熱式。烙鐵頭由紫銅做成,具有較好的傳熱性能。烙鐵頭的體積、形狀、長短與工作所需的溫度和工作環(huán)境等有關(guān)。常用的烙鐵頭有方形、圓錐形、橢圓形等。

4—烙鐵頭;2—烙鐵頭固定螺釘;3—外殼;4—木柄;5—后蓋;6—插頭;7—接縫;8—烙鐵芯

圖2-17 電烙鐵的外形

烙鐵頭的溫度可以通過烙鐵頭固定螺釘來調(diào)節(jié)。外熱式電烙鐵的規(guī)格有多種,常用的有25W、45W、75W、100W等,但其熱利用率相對內(nèi)熱式要低得多,如40W的外熱式只相當(dāng)于20W的內(nèi)熱式。

(2)內(nèi)熱式電烙鐵

內(nèi)熱式電烙鐵由手柄、連接桿、彈簧夾、烙鐵頭、烙鐵芯等組成。烙鐵芯被烙鐵頭包起來故稱為內(nèi)熱式。烙鐵頭的溫度也可以通過移動銅頭與烙鐵芯的相對位置來調(diào)節(jié)。內(nèi)熱式電烙鐵發(fā)熱快、熱效率高、體積小、重量輕,故目前用得較多。

內(nèi)熱式或外熱式電烙鐵內(nèi)部接線端子如圖2-18所示。

圖2-18 電烙鐵內(nèi)部接線圖

(3)吸焊電烙鐵

吸焊電烙鐵用于對焊點進(jìn)行拆焊。主要由含電熱絲的外壁、彈簧及柱狀內(nèi)芯組成。使用時,擠壓內(nèi)芯使彈簧變形,待焊點熔化后,按下卡內(nèi)芯的按鈕,彈簧迅速恢復(fù)形變,彈起內(nèi)芯,在吸錫口形成強(qiáng)勁氣流,將熔化的焊料吸走,以便拆卸元件。

(4)氣焊烙鐵

這種烙鐵采用液化氣、甲烷等氣體燃燒來加熱,適合在供電不方便的地方使用。

2.烙鐵的選用和使用

焊接時,為了不產(chǎn)生虛焊、不傷及電路板和元器件,必須根據(jù)焊件的大小、位置、質(zhì)地選擇不同形狀、不同功率的電烙鐵,掌握不同電烙鐵的握法。下面先介紹電烙鐵的選用。

如果電烙鐵功率太小,則焊料熔化過程慢,焊劑不易揮發(fā),產(chǎn)生的焊點不光滑甚至出現(xiàn)虛焊點。直觀上人們看到的焊點會是饅頭狀,沾有很多的錫,但其焊接面比較小,焊件很容易被拔下來,這在工程上是不允許的。如果電烙鐵的功率過大,烙鐵頭溫度就會過高,這樣一方面會使得焊料在焊接面上流動太快而很難控制;另一方面會導(dǎo)致焊件過熱而損壞。

電烙鐵的選用可參考以下幾個原則:

(1)烙鐵頭頂端溫度要根據(jù)焊料的熔點,一般比焊料熔點高出30℃~80℃。

(2)烙鐵頭的形狀要與被焊接物件的要求和電路板裝配密度相適應(yīng)。通常,尖頭適合小功率焊件,橢圓形焊頭用于一般的焊接。

(3)按照焊件的不同來選擇烙鐵的功率,集成電路適合采用20W以下的內(nèi)熱式電烙鐵;焊接較粗電纜及同軸電纜時可選用50W以下內(nèi)熱或45W~75W的外熱式電烙鐵;至于焊接金屬底盤等較大元件,則應(yīng)考慮采用100W以上外熱式電烙鐵。

電烙鐵的握法通常有三種,即反握、正握和握筆法,如圖2-19所示。

下面介紹電烙鐵使用注意事項:

(1)使用前應(yīng)檢查電源電壓與電烙鐵上的額定電壓是否相符,一般為220V,檢查電源和接地線接頭是否接錯。

(2)新烙鐵應(yīng)在使用前用砂紙把烙鐵頭打磨干凈,然后在焊接時和松香一起在烙鐵頭上沾上一層錫(稱為搪錫)。

(3)使用時間較長或烙鐵頭出現(xiàn)凹坑等情況的電烙鐵,需要用銼刀挫成所需形狀,然后通電,使烙鐵頭的溫度剛能熔錫時,涂上一層松香,然后涂一層錫,如此進(jìn)行二三次,烙鐵就可以使用了。有些烙鐵買回來就已經(jīng)涂上了一層錫,那就不需要這個過程了,但一般這類烙鐵的涂層脫落后無法再繼續(xù)使用。

圖2-19 電烙鐵的正確握法

(4)在焊接過程中發(fā)現(xiàn)溫度略微過高或過低,可調(diào)節(jié)烙鐵頭的長度,外熱式須松開緊固螺絲,內(nèi)熱式可直接調(diào)節(jié)。

(5)在用電烙鐵焊接過程中,如較長時間不用,最好把電源拔掉。否則會使得烙鐵芯加速氧化而燒斷,同時烙鐵頭上的焊錫也因此會過度氧化而使烙鐵頭無法“吃錫”。

(6)更換烙鐵芯時,要注意電烙鐵內(nèi)部的三個接線柱,其中有一個是接地線的,該接線柱應(yīng)與地線相連。

(7)電烙鐵不能在易爆場所或腐蝕性氣體中使用。

(8)使用外熱式電烙鐵還要經(jīng)常將銅頭取下,清除氧化層,以免日久造成銅頭燒死。

(9)電烙鐵通電后不能敲擊,以免縮短使用壽命。

(10)電烙鐵使用完畢,應(yīng)撥下電源插頭,待冷卻后放置于干燥處。

3.焊料和焊劑的選用

(1)焊料

焊料一般用熔點較低的金屬或金屬合金制成。前一節(jié)講到的焊錫就是焊料的一種,現(xiàn)在這種焊料用得較多。使用焊料的主要目的是把被焊物連接起來,使電路構(gòu)成一個通路,所以對焊料有以下要求:

[1] 焊料的熔點要低于被焊接物。

[2] 易于與被焊接物連成一體,要具有一定的抗壓能力。

[3] 導(dǎo)電性能良好。

[4] 結(jié)晶速度要快。

焊料有多種型號,根據(jù)熔點的不同可分為硬焊料和軟焊料;根據(jù)組成成分不同可分為錫鉛焊料、銀焊料、銅焊料等。

常用的錫鉛焊料俗稱焊錫,主要由錫和鉛組成,還含有銻等成分。金屬的配比不同會使得組成焊料的性能有較大差異。表2-1是配比與熔點的關(guān)系。

表2-1 金屬配比和熔點對應(yīng)表

常用錫鉛焊料及其應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)系見表2-2。

表2-2 錫鉛焊料與用途

現(xiàn)在所用的焊錫內(nèi)部一般都已經(jīng)夾有固體焊劑松香,所以看到的焊錫都不是實心的。常見的焊錫的直徑有4mm、3mm、2.5mm和1.5mm等。

(2)助焊劑

[1] 助焊劑的作用。助焊劑與阻焊劑的作用剛好相反,是幫助被焊物和焊料之間焊接的。在焊接過程中,助焊劑一方面清除氧化物和雜質(zhì),另一方面在焊接結(jié)束后保護(hù)剛形成的溫度較高的焊點,使其不被氧化。此外,助焊劑還具有以下幾個作用:

a.幫助焊料流動,焊料和助焊劑是相溶的,這將會加快液態(tài)焊料的流動速度。

b. 能加快熱量從烙鐵頭向焊料和被焊物表面?zhèn)鬟f。

[2] 助焊劑的分類。助焊劑分為無機(jī)、有機(jī)和樹脂三大系列。常用的松香即屬于樹脂系列,表2-3列舉了常用焊劑及其性能。

表2-3 常用焊劑和性能

a.無機(jī)助焊劑。這一類助焊劑主要由氯化鋅、氯化銨等混合物組成,助焊效果較理想,但腐蝕性強(qiáng)。如對殘留物清洗不干凈,將會破壞印制電路板的絕緣性。俗稱焊油的多為這類焊劑。

b.有機(jī)焊劑。多為有機(jī)酸鹵化物的混合物,助焊性能也較好,但具有有機(jī)物的特性,遇熱分解、有腐蝕性。

c.樹脂焊劑。通常從樹木的分泌物中提取,屬于天然產(chǎn)物,不會有什么腐蝕性。松香是這類焊劑的代表。目前有一種常用的松香酒精焊劑是用松香溶解在無水酒精中形成的,松香占到23%~30%。具有無腐蝕、絕緣性能好、穩(wěn)定和耐濕等特點,且易于清洗,并能形成焊點保護(hù)膜。

[3] 助焊劑的選用:

a.如果電子元件的管腳以及電路板表面都比較干凈,可使用純松香焊劑,這樣的焊劑活性較弱。

b.如果電子元件的管腳以及焊接面上有銹漬等,可用無機(jī)焊劑。但要注意在焊接完畢后清除殘留物。

c.焊接金、銅、鉑等易焊金屬時,可使用松香焊劑。

d.焊接鉛、黃銅、鍍鎳等焊接性能差的金屬和合金時,可選用有機(jī)焊劑的中性焊劑或酸性焊劑,但要注意清除殘留物。

4.錫焊的方法

焊接前應(yīng)對母材焊接處進(jìn)行清潔處理,這是保證焊接質(zhì)量的重要條件。常用砂布、銼刀和刀片進(jìn)行這項工作,以清除焊接處的油漆或氧化層。清潔處理后的母材要及時涂上焊劑。常用焊接方法有。

(1)電烙鐵加焊。電烙鐵的操作使用很方便,適用于薄板和銅導(dǎo)線的焊接。焊接時要注意控制焊錫的熔化溫度。過高的溫度易使焊錫氧化而失去焊接能力,過低的溫度會造成虛焊,降低焊接質(zhì)量。

(2)沾焊。沾焊時用加熱設(shè)備(如電爐、煤爐等)將容器中的焊錫熔化。再將涂有焊劑的焊接頭浸入熔化的焊錫中實現(xiàn)焊接。這種焊接法生產(chǎn)率很高,焊接質(zhì)量也較好。

(3)噴燈加焊。噴燈是一種噴射火焰的加熱工具。加焊時先用噴燈將母材加熱并不時地涂焊劑,當(dāng)達(dá)到合適溫度時,將焊錫接觸母材,使之熔化并鋪滿焊接處。這種方法適合較大尺寸母材的焊接。

(4)多股導(dǎo)線的端頭處理方法

多股導(dǎo)線的內(nèi)部有多根細(xì)的芯線,芯線較容易被弄斷。焊接多股導(dǎo)線時,首先要用剝線鉗剝離導(dǎo)線的絕緣層,要正確選擇口徑合適的剝線鉗;接著需要把多股導(dǎo)線的線頭進(jìn)行捻頭處理,即按芯線原來的捻緊方向繼續(xù)捻緊,使其成為一股,然后再上錫。

(5)同軸電纜的端頭處理方法

同軸電纜具有4層結(jié)構(gòu),最外層是絕緣層;接著是金屬網(wǎng)層亦叫屏蔽層,由金屬線編織而成;第3層是絕緣體,具有一定的厚度,一般由塑料等有機(jī)物做成,用于隔離屏蔽層和最內(nèi)部的金屬導(dǎo)線。

對同軸電纜端頭的處理方法是,首先剝掉最外層的絕緣層,接著用鑷子把金屬編織線根部擴(kuò)成線孔,剝出一段內(nèi)部絕緣導(dǎo)線。把根部的編織線捻緊成一個引線狀,剪掉多余部分。然后切掉一部分內(nèi)絕緣體,露出導(dǎo)線,注意在切除過程中不要傷到導(dǎo)線。最后給導(dǎo)線和金屬編織網(wǎng)的引線上錫。

5.錫焊注意事項

在焊接時,要注意下面幾點。

(1)電烙鐵在使用中一般用松香作為焊劑,特別是電線焊接、電子元器件的焊接,一定要用松香焊劑,嚴(yán)禁用鹽酸等帶有腐蝕性焊錫膏焊接,以免腐蝕印制電路板或短路電氣線路。

(2)電烙鐵在焊接金屬鐵鋅等物質(zhì)時,可用焊錫膏焊接。

(3)如果在焊接中發(fā)現(xiàn)紫銅制的烙鐵頭氧化不易沾錫時,可將銅頭用銼刀銼去氧化層,在酒精內(nèi)浸泡后再用,切勿浸入酸內(nèi)浸泡以免腐蝕烙鐵頭。

(4)焊接電子元器件時,最好選用低溫焊絲,頭部涂上一層薄錫后再焊接。焊接場效應(yīng)晶體管時,應(yīng)將電烙鐵電源線插頭拔下,利用余熱去焊接,以免損壞晶體管。

2.2.4 導(dǎo)線的封端

安裝好的配線最終要與電氣設(shè)備相連,為了保證導(dǎo)線線頭與電氣設(shè)備接觸良好并具有較強(qiáng)的機(jī)械性能,對于多股鋁線和截面大于2.5mm2的多股銅線,都必須在導(dǎo)線終端焊接或壓接一個接線端子,再與設(shè)備相連。這種工藝過程稱為導(dǎo)線的封端。

1.銅導(dǎo)線的封端

銅導(dǎo)線的封端有兩種方法。

(1)錫焊法。錫焊前,先將導(dǎo)線表面和接線端子孔用砂布擦干凈,涂上一層無酸焊錫膏,將線芯搪上一層錫。然后把接線端子放在噴燈火焰上加熱,當(dāng)接線端子燒熱后,把焊錫熔化在端子孔內(nèi),并將搪好錫的線芯慢慢插入,待焊錫完全滲透到線芯縫隙中后,即可停止加熱。

(2)壓接法。將表面清潔且已加工好的線頭直接插入內(nèi)表面已清潔的接線端子線孔,用壓接鉗壓接。

2.鋁導(dǎo)線的封端

鋁導(dǎo)線一般用壓接法封端。壓接前,剝掉導(dǎo)線端部的絕緣層,其長度為接線端子孔的深度加上5mm,除掉導(dǎo)線表面和端子孔內(nèi)壁的氧化膜,涂上中性凡士林,再將線芯插入接線端子內(nèi),用壓接鉗進(jìn)行壓接。當(dāng)鋁導(dǎo)線出線端與設(shè)備銅端子連接時,由于存在電化腐蝕問題,因此應(yīng)采用預(yù)制好的銅鋁過渡接線端子,壓接方法同前所述。

2.2.5 導(dǎo)線絕緣層的恢復(fù)

絕緣導(dǎo)線的絕緣層,因連接需要被剝離后,或遭到意外損傷后,均需恢復(fù)絕緣層,而且經(jīng)恢復(fù)的絕緣性能不能低于原有的標(biāo)準(zhǔn)。在低壓電路中,常用的恢復(fù)材料有黃蠟布帶、聚氯乙烯塑料帶和黑膠布等多種。一般采用20mm的規(guī)格,其包纏方法如下。

(1)包纏時,先將絕緣帶從左側(cè)的完好絕緣層上開始包纏,應(yīng)包入絕緣層30~40mm左右,包纏絕緣帶時,要用力拉緊,帶與導(dǎo)線之間應(yīng)保持約45°傾斜,如圖2-20(a)所示。

(2)進(jìn)行每圈斜疊纏包,后一圈必須壓疊住前一圈的1/2帶寬,如圖2-20(b)所示。

(3)包至另一端也必須包入與始端同樣長度的絕緣帶,然后接上黑膠布,并應(yīng)使黑膠布包出絕緣帶層至少半根帶寬,即必須使黑膠布完全包沒絕緣帶,如圖2-20(c)所示。

(4)黑膠布也必須進(jìn)行1/2疊包,包到另一端也必須完全包沒絕緣帶,收尾后應(yīng)用雙手的拇指和食指緊捏黑膠布兩端口,進(jìn)行一正一反方向擰旋,利用黑膠布的黏性,將兩端口充分密封起來,盡可能不讓空氣流通。這是一道關(guān)鍵的操作步驟,決定著加工質(zhì)量的優(yōu)劣,如圖2-20(d)所示。

圖2-20 對接接點絕緣層的恢復(fù)

在實際應(yīng)用中,為了保證經(jīng)恢復(fù)的導(dǎo)線絕緣層的絕緣性能達(dá)到或超過原有標(biāo)準(zhǔn),一般均包兩層絕緣帶后再包一層黑膠布。

思考練習(xí)題

2.1 電工鋼絲鉗由哪幾部分組成?有什么用途?

2.2 低壓驗電器由哪幾部分組成?使用時應(yīng)注意什么問題?

2.3 使用沖擊鉆時,應(yīng)注意什么問題?

2.4 試敘述剝離線頭塑料軟線絕緣層的工藝過程。

2.5 試敘述多股銅芯線分支連接的工藝過程。

2.6 鋁線的連接應(yīng)注意什么問題?

2.7 如何恢復(fù)導(dǎo)線接頭的絕緣層?

2.8 導(dǎo)線焊接應(yīng)注意哪些問題?

2.9 試敘述銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線的封端工藝。

2.10 試敘述導(dǎo)線穿墻孔的沖打工藝。

技能訓(xùn)練2-1 導(dǎo)線連接與與焊接工藝

一、訓(xùn)練目的

1.掌握導(dǎo)線的連接方法;

2.訓(xùn)練焊接工藝;

3.訓(xùn)練常用電工工具的使用。

二、工具器材

螺絲刀、電工刀、剝線鉗、尖嘴鉗、電烙鐵等常用電工工具,松香、焊錫、單股銅線、多股銅線、電工膠布等。

三、訓(xùn)練步驟及內(nèi)容

1.進(jìn)行單股和多股銅線的線頭絕緣層的剝離訓(xùn)練;

2.進(jìn)行單股銅芯線的直接連接訓(xùn)練;

3.進(jìn)行單股銅芯線與多股銅芯線的分支連接訓(xùn)練;

4.進(jìn)行多股銅線的直接連接和分支連接訓(xùn)練;

5.進(jìn)行單股銅芯線的錫焊訓(xùn)練;

6.進(jìn)行多股銅芯線的錫焊訓(xùn)練;

7.進(jìn)行恢復(fù)絕緣層的訓(xùn)練。

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