Металлическая оболочка на сердечники кабелей накладывается методами прессования и сварки.
Прессование оболочки — это выдавливание металла в виде оболочки через кольцевой зазор на непрерывно движущийся сердечник кабеля. Прессованием обеспечивается получение пластичной оболочки с высокой герметичностью.
Для наложения оболочек из свинца и свинцовых сплавов в кабельной технике используется гидравлическое прессование периодического действия и механическое (червячное) прессование непрерывного действия.
Принцип действия гидравлического пресса поясняет схема, показанная на рис. 1. Расплавленный свинец или свинцовый сплав (далее — свинец) поступает из ванны в предварительно подогретый контейнер. В контейнере свинец охлаждается и кристаллизуется, а затем поршень с пресс-штемпелем под давлением продавливает свинец в кольцевой зазор между дорном и матрицей, образуя вокруг заготовки кабеля оболочку. Давление воды, приводящее в движение поршень с пресс-штемпелем, создается гидравлическими насосами и составляет до 40 МПа.
Рис. 1. Схема гидравлического пресса для наложения оболочек из свинца и свинцовых сплавов:
1 — расплавленный свинец; 2 — ванна с расплавом свинца; 3 — пресс-штемпель; 4 — контейнер; 5 — прессовая головка; 6 — свинцовая оболочка; 7 — матрица; 8 — дорн; 9 — дорнодержатель; 10 — заготовка кабеля
После выдавливания порции свинца из контейнера поршень и пресс-штемпель возвращаются в исходное положение, и в контейнер заливают новую порцию свинца, которая приваривается к части свинца, оставшейся в контейнере (пресс-остатку) и снова кристаллизуется. Затем процесс повторяется. В промежутке времени между движениями поршня и пресс-штемпеля заготовка кабеля остается в прессовой головке. Таким образом, прессование оболочки происходит циклично, однако опрессованная оболочка кабеля может иметь неограниченную длину.
Обычно гидравлические прессы для наложения оболочек из свинца и свинцовых сплавов вертикальные. Центральный узел таких прессов состоит из контейнера и прессовой головки. Контейнер представляет собой толстостенный полый цилиндр из легированной температуростойкой стали, который имеет каналы для нагрева и охлаждения с помощью воды, пара или масла.
Основным типом гидравлических прессов для наложения алюминиевых оболочек являются горизонтальные прессы с двумя рабочими цилиндрами (контейнерами), расположенными симметрично относительно его головки. Использование двух контейнеров позволяет снизить усилия прессования, так как необходимое давление прикладывается с двух сторон. При использовании двухконтейнерного прессования алюминиевая оболочка имеет два продольных шва.
Важное значение при прессовании алюминиевых оболочек имеет чистота применяемого алюминия. Так, при содержании в алюминии примесей в количестве, превышающем 0,04...0,05 %, усилия прессования, а следовательно, нагрузки на привод, тяжелый прессовый и технологический инструмент резко возрастают. Кроме того, разброс толщины выпрессованной в этом случае алюминиевой оболочки достаточно велик, что приводит к необходимости увеличения средней толщины оболочки в целях гарантирования ее минимальной толщины. Поэтому в ряде случаев незаменимым является процесс наложения металлической оболочки из ленты с последующей сваркой ее кромок. Такие сварные оболочки могут быть алюминиевыми, стальными или медными. При этом в основном используют два способа: дуговую сварку (в атмосфере аргона или смесей инертных газов) и высокочастотную сварку.
При аргонно-дуговой сварке нагрев и оплавление кромок ленты происходят за счет электрической дуги, образующейся между лентой и электродом. При сварке на воздухе из-за содержащихся в нем кислорода и азота в зоне сварного шва могут образовываться оксиды и нитриды, снижающие прочность шва. Именно для исключения этого явления сварку производят в атмосфере аргона либо других инертных газов (например, гелия или его смеси с аргоном).
При высокочастотной сварке оболочек из металлической ленты ток высокой частоты протекает по одной из кромок ленты до места ее соприкосновения с другой и далее по второй кромке, нагревая и оплавляя их. Затем оплавленные кромки сжимают валками и сваривают, причем сформованная из ленты заготовка имеет щель V-образной формы. Чем выше частота тока, тем меньше глубина его проникновения в кромки и объем нагреваемого металла. При сварке часть расплавленного металла выдавливается наружу и внутрь образующейся оболочки. Если грат с наружной поверхности оболочки может быть удален, то с внутренней поверхности оболочки удалить его невозможно, что исключает применение такого способа сварки для некоторых конструкций кабельных изделий.
Литература:
Основы кабельной техники/ под ред. И.Б. Пешкова. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 432 с.