Technologie de sertissage de fils avec manchons Automatique traduire

Le sertissage de fils avec manchons est une méthode permettant de créer une connexion électrique en comprimant mécaniquement un tube métallique spécial (manchon) autour des conducteurs. Cette technologie garantit une connexion très solide et une bonne conductivité électrique, et est largement utilisée dans les installations électriques.

Le principe de fonctionnement du sertissage

Le sertissage repose sur la déformation du manchon métallique et du conducteur sous haute pression. Lors de la compression, les couches d’oxyde à la surface des métaux sont détruites, ce qui garantit une connexion étanche aux gaz et une conductivité élevée.

Des études montrent que la résistance mécanique de la connexion atteint son maximum lorsque la section totale du métal est réduite d’environ 10 %. Une compression trop forte déforme et détruit les fils, et une compression insuffisante peut provoquer la rupture du fil.

Il est intéressant de noter que la conductivité électrique maximale est atteinte à une compression d’environ 30 %, mais à cette pression, la résistance mécanique des matériaux est considérablement réduite. Par conséquent, le sertissage optimal est un compromis entre les exigences électriques et les caractéristiques mécaniques.

Pour la plupart des types de connecteurs, le taux de compression optimal se situe entre 10 et 20 % de la section d’origine. Cela assure un équilibre entre la résistance de la connexion et sa conductivité électrique.

Types de manchons de sertissage

Le choix du type de manchon approprié est une étape cruciale du sertissage. Le matériau du manchon doit être adapté à celui des conducteurs à connecter, sous peine de risque de corrosion électrochimique.

manchons en cuivre

Les manchons en cuivre (GM) sont exclusivement destinés au raccordement de fils de cuivre. Ils sont fabriqués en cuivre affiné de grade M1 (selon la norme DIN) ou en cuivre électrique de grade M2 ​​(selon la norme GOST).

Ces cartouches ne possèdent pas de revêtement protecteur ; il est donc recommandé de les utiliser dans des conditions non agressives. Si cette règle n’est pas respectée, la cartouche s’oxyde rapidement et perd ses propriétés.

Manchons en cuivre étamé

Les manchons en cuivre étamé (GML) sont conçus pour connecter les fils de cuivre utilisés dans des environnements très humides ou agressifs. Ils sont recouverts d’une composition spéciale étain-bismuth qui protège le cuivre de la corrosion.

De tels manchons ne sont absolument pas adaptés au sertissage de fils en aluminium en raison du risque de formation de paires électrochimiques, entraînant une corrosion accrue.

manchons en aluminium

Les manchons en aluminium (GA) sont fabriqués en aluminium électrique de qualité AD1M et sont exclusivement destinés au raccordement de fils en aluminium. Leur utilisation requiert une attention particulière : lubrification et nettoyage réguliers des surfaces de contact.

Les cosses tubulaires sont utilisées pour terminer les noyaux en aluminium d’une section de 16 à 240 mm² de fils avec une tension jusqu’à 2 kV et les câbles avec une tension jusqu’à 35 kV, et les cosses à anneau (pistons) sont utilisées pour les noyaux d’une section de 2,5 mm² de fils avec une tension jusqu’à 2 kV et les câbles avec une tension jusqu’à 1 kV.

Manches combinées

Les manchons combinés (aluminium-cuivre) (GAM) sont spécialement conçus pour connecter des conducteurs de nature différente (cuivre et aluminium). Leur conception est unique : une moitié est en aluminium et l’autre en cuivre.

Les deux pièces sont reliées par soudage par friction, ce qui élimine tout contact direct entre les métaux et prévient la corrosion électrochimique. Un limiteur spécial est situé aux points de connexion, empêchant tout contact entre fils dissemblables.

Manches isolées

Les manchons isolés pour le sertissage des fils sont fournis avec une isolation protectrice intégrée aux points de contact. La couche isolante est généralement constituée de matériaux polymères haute résistance. Ces manchons simplifient considérablement l’installation, car il n’est pas nécessaire d’isoler le point de connexion après le sertissage.

Outils de sertissage

La qualité du sertissage dépend directement du choix de l’outil. Le marché actuel propose une large gamme d’appareils à cet effet, se différenciant par leur principe de fonctionnement et leurs caractéristiques techniques.

Pince à sertir mécanique

Les outils de sertissage mécaniques tels que les pinces à sertir et les pinces à sertir se caractérisent par une conception simple et fiable. Ils ne nécessitent pas d’entretien particulier et sont relativement peu coûteux.

Bien que les outils mécaniques soient moins productifs par rapport aux autres types, pour les petits volumes de travail et le sertissage de pointes de petite section (de 1,5 à 10 mm²), une presse mécanique compacte est très pratique et efficace.

Le principe du pressage en coin (pressage) est le plus souvent utilisé dans les pinces à sertir mécaniques. Cette méthode est considérée comme une alternative fiable à la soudure, notamment pour l’installation de câbles monoconducteurs étirés.

Presses hydrauliques

L’outil hydraulique multiplie la force des mains grâce à un système hydraulique. Ces appareils sont capables de générer une force de pression de 5 à 100 tonnes, permettant de travailler avec des câbles de très grande section.

Les presses hydrauliques sont le plus souvent utilisées pour le sertissage hexagonal, la technique la plus répandue pour l’installation de manchons et d’embouts de câbles. Le profil hexagonal des matrices assure un sertissage uniforme de la tige de l’embout sur tout le périmètre, une surface de contact maximale et une étanchéité optimale.

Outils électrohydrauliques

L’outil électrohydraulique est équipé d’un moteur avec carte de commande électronique et de batteries. Ces dispositifs simplifient et accélèrent considérablement le sertissage.

Les principaux avantages des presses électrohydrauliques sont leur compacité et leur légèreté par rapport aux modèles hydrauliques conventionnels. Ceci est particulièrement important pour les gros volumes de travail ou pour une installation dans des endroits difficiles d’accès.

Sertissage utilisant une énergie explosive

Le sertissage par énergie explosive est une méthode spécialisée utilisée principalement dans la construction de lignes de transport d’électricité. Cette technologie est utilisée pour le sertissage des pinces de connexion, de boucle, de tension, de dérivation et de réparation lors de la connexion de fils acier-aluminium de grande section (AC 240 - AC 500).

Cette méthode utilise des colliers de serrage standard (par exemple, des colliers de serrage de type HAC ou des colliers de serrage de type SAC), prétraités mécaniquement. La charge explosive est placée sur le corps du collier et une couche protectrice de film polyéthylène ou de caoutchouc protège la surface du connecteur.

La qualité du sertissage des pinces à l’aide de l’énergie explosive dépasse les résultats obtenus à l’aide d’équipements de pressage traditionnels.

Technologie de réalisation des tests de pression

Un sertissage correct est une séquence d’actions spécifiques, chacune étant essentielle pour obtenir une connexion fiable.

Préparation des fils

La première étape consiste à préparer les fils. Il est nécessaire de retirer l’isolant de l’extrémité du fil sur une longueur correspondant à la taille du manchon. Ensuite, les extrémités des fils sont soigneusement nettoyées jusqu’à obtenir un brillant métallique afin d’éliminer la pellicule d’oxyde susceptible de dégrader le contact électrique.

Le nettoyage peut être effectué à l’aide de brosses à ruban, de papier de verre ou d’outils spéciaux. Après le nettoyage, les fils sont essuyés avec un chiffon imbibé d’essence pour éliminer les saletés et les taches de graisse restantes.

Avant le sertissage, il est recommandé d’enduire les extrémités dénudées des fils avec de la pâte quartz-vaseline pour éviter l’oxydation et améliorer le contact.

Sélection d’une manche

Le choix d’un manchon adapté dépend du matériau des conducteurs à connecter, de leur section et des conditions d’utilisation. Il est essentiel que le manchon soit fabriqué dans le même matériau que les conducteurs à connecter, ou soit composé de deux matériaux différents pour connecter des métaux différents.

La taille du manchon doit correspondre exactement à la section des fils à connecter. Un manchon trop grand risque d’endommager la connexion ; un manchon trop petit risque d’endommager les fils lors du sertissage.

Avant utilisation, il est nécessaire de vérifier la présence et la qualité de la graisse d’usine dans les manchons et les pointes. En l’absence ou en cas de détérioration de la graisse d’usine, les manchons sont nettoyés à l’aide d’une brosse métallique et lubrifiés avec une couche de vaseline de zinc ou une autre pâte appropriée.

Le processus de sertissage

Après avoir préparé les fils et sélectionné le manchon, les extrémités dénudées des fils sont insérées dans le manchon aussi étroitement que possible afin de ne laisser aucun espace vide. Lors du raccordement de plusieurs conducteurs de même section, les espaces vides peuvent être comblés par des morceaux supplémentaires du même fil.

Pour connecter deux fils avec un manchon, il est nécessaire que les âmes se touchent au milieu du manchon. Pour terminer un fil avec une pointe, l’âme est insérée jusqu’en butée.

Le manchon est ensuite serti à l’aide d’une pince à sertir ou d’un autre outil spécialisé. Le sertissage doit être effectué en au moins deux ou trois points, la pince étant tournée de 90 degrés à chaque sertissage pour assurer une déformation uniforme.

L’épaisseur résiduelle du manchon au point de pressage doit être conforme aux valeurs standard. Si la profondeur de pressage est insuffisante, il convient de répéter le pressage, après avoir vérifié le bon choix de la matrice et du poinçon.

Isolation des connexions

Une fois le sertissage réussi, le point de connexion doit être isolé. Différents matériaux peuvent être utilisés : gaines thermorétractables (thermorétractables), ruban isolant ou capuchons isolants spéciaux.

Le thermorétractable est considéré comme la méthode d’isolation la plus fiable, offrant un haut degré de protection des connexions. Lors de l’utilisation de ruban isolant, celui-ci est enroulé en trois couches avec un chevauchement de 50 %, et il est recommandé de recouvrir chaque couche d’un vernis résistant à l’humidité.

De petits morceaux de ruban isolant, également recouverts d’un vernis résistant à l’humidité, peuvent être placés dans les dépressions pour une protection supplémentaire.

Méthodes de sertissage

Il existe plusieurs méthodes de sertissage, chacune ayant ses propres caractéristiques et domaines d’application.

Sertissage par méthode de pressage local

Lors d’une pression locale avec les dents du poinçon, une pression importante est créée en un ou plusieurs endroits, créant un contact électrique ponctuel. Cette méthode est largement utilisée avec des pinces à sertir mécaniques.

L’avantage de cette méthode réside dans sa simplicité d’exécution et la possibilité de travailler avec un outil compact. Cependant, le contact n’est pas assuré sur toute la surface de la connexion, ce qui peut réduire sa fiabilité sous de fortes charges.

Sertissage par sertissage continu

Lors du sertissage continu, la pression est répartie uniformément sur toute la surface de contact. Cette méthode, plus fréquemment utilisée avec les outils hydrauliques, permet une répartition plus uniforme de la charge.

Cette méthode assure une grande stabilité du contact électrique et une résistance mécanique de la connexion. Elle est particulièrement efficace pour travailler avec des fils de forte section et sous des conditions de charge variables.

Sertissage avec sertissage combiné

La compression combinée combine les avantages des deux méthodes précédentes. Elle crée d’abord une compression continue sur toute la surface de contact, puis des zones de haute pression supplémentaires aux points d’enfoncement des dents du poinçon.

Il en résulte une combinaison optimale de conductivité électrique et de résistance mécanique de la connexion. Cette méthode est particulièrement recommandée pour les connexions critiques dans les circuits électriques à forte charge.

Avantages et inconvénients du sertissage

La technologie de sertissage des fils avec des manchons présente un certain nombre d’avantages importants, mais se caractérise également par certaines limitations qui doivent être prises en compte lors du choix d’une méthode de connexion.

Avantages du sertissage

Le principal avantage du sertissage réside dans la grande résistance mécanique et la fiabilité du contact créé. Une connexion correctement réalisée est capable de supporter des charges mécaniques importantes sans perte de conductivité électrique.

La connexion pressée résiste aux vibrations, aux chocs et aux variations de température, ce qui la rend idéale pour les environnements à charges variables. Ceci est particulièrement important lors de l’installation de lignes électriques et de circuits d’alimentation pour équipements puissants.

La fiabilité électrique constitue un autre avantage important. Des manchons correctement pressés assurent une connexion électrique stable avec une résistance de transition minimale. Cela réduit la production de chaleur au point de contact et augmente l’efficacité globale du système électrique.

Un autre avantage réside dans la possibilité de connecter des conducteurs composés de différents métaux (aluminium et cuivre) à l’aide de manchons combinés spéciaux. C’est un atout majeur, car la connexion directe de ces métaux provoque une corrosion électrochimique active.

Il est également important que le sertissage soit entièrement conforme aux exigences des documents réglementaires (PUE) et soit reconnu comme l’une des méthodes les plus fiables de connexion des fils.

Inconvénients du sertissage

Le principal inconvénient du sertissage est l’impossibilité de séparer la connexion créée. En cas d’erreur lors de l’installation, la seule solution est de couper le manchon et de refaire la connexion. Il est donc nécessaire de prévoir une réserve de fil suffisante lors de l’installation.

Une autre limitation réside dans la nécessité d’utiliser un outil spécial pour un sertissage de haute qualité. Tenter de sertir avec des outils non prévus à cet effet (par exemple, une pince) peut entraîner une connexion de mauvaise qualité et une situation d’urgence.

De plus, certaines compétences et connaissances techniques sont requises pour réaliser un sertissage correct. Les installateurs inexpérimentés peuvent commettre des erreurs réduisant la fiabilité de la connexion, même avec l’outil approprié.

Domaines d’application

Le sertissage des fils avec manchons est utilisé dans de nombreux domaines où il est nécessaire de créer une connexion électrique fiable.

Dans le câblage domestique, le sertissage est largement utilisé lors de la connexion de fils dans des boîtes de jonction, en particulier si un courant important circule à travers la connexion, comme pour une plaque de cuisson ou un bloc de prises.

En électrotechnique industrielle, le sertissage est une méthode standard de connexion des câbles d’alimentation. La fiabilité et la durabilité de ces connexions sont essentielles au fonctionnement continu des équipements de production.

Le secteur de l’énergie utilise activement le sertissage au niveau industriel. Toutes les connexions de jeux de barres (boucles) sur les lignes électriques haute tension et les équipements de sous-stations sont réalisées par sertissage. Des presses spéciales sont utilisées à cet effet, car le sertissage manuel est impossible pour les fils de grande section (par exemple, 180 mm²).

Le sertissage est également largement utilisé pour l’installation de réseaux électriques externes, notamment dans les coffrets de distribution installés à l’extérieur. L’utilisation de différents types de cosses est déconseillée en raison du risque de condensation et de corrosion.

De plus, la méthode de sertissage est utilisée pour l’installation de boîtiers de distribution dans des endroits inaccessibles aux inspections et contrôles périodiques. L’inséparabilité et la fiabilité des connexions serties garantissent leur fonctionnement à long terme sans maintenance.

Normes et exigences réglementaires

Le sertissage des fils avec des manchons est réglementé par divers documents normatifs qui établissent des exigences relatives aux matériaux, à la conception des manchons, à la technologie de sertissage et au contrôle qualité des connexions.

Les règles d’installation électrique (EIR) reconnaissent le sertissage comme l’une des méthodes acceptables de connexion des fils, avec la soudure, le soudage et le serrage.

GOST 23469.0-81 «Manchons de câbles. Spécifications générales» établit les exigences pour les manchons de câbles des versions climatiques U, T, UHL (HL), destinés à la connexion et à la dérivation par soudure ou sertissage de fils et de câbles pour une tension jusqu’à 10 kV avec des noyaux en cuivre d’une section de 0,35 à 300 mm² et avec des noyaux en aluminium d’une section de 2,5 à 300 mm².

Selon les normes, les manchons sont divisés par conception en manchons fermés avec remplissage unilatéral et bilatéral, ainsi qu’en manchons ouverts pour connecter des fils et des câbles avec torsion préalable des noyaux.

Pour le sertissage des fils à l’aide d’une énergie explosive, des normes spéciales sont utilisées, par exemple VSN 34.71.1-83, qui déterminent la technologie de préparation et d’exécution des travaux.

Les codes et réglementations du bâtiment indiquent que pour la terminaison des fils et câbles en aluminium, des bornes tubulaires de certaines tailles doivent être utilisées en fonction de la section transversale des noyaux et de la tension nominale.

Erreurs courantes et comment les éviter

Lors du sertissage, des erreurs typiques sont souvent rencontrées qui peuvent réduire considérablement la qualité et la fiabilité de la connexion.

L’une des erreurs les plus courantes est le mauvais choix du manchon. Utiliser un manchon fabriqué dans un métal différent de celui des conducteurs connectés entraîne une corrosion électrochimique. Par exemple, il est impossible de sertir une âme en cuivre avec un manchon en aluminium et inversement, car les deux métaux commenceraient à se corroder en raison de la formation d’une paire galvanique.

Une autre erreur courante est de ne pas dénuder suffisamment les fils avant le sertissage. La pellicule d’oxyde à la surface du métal empêche la formation d’un contact électrique de qualité. Il est donc nécessaire de dénuder soigneusement les fils pour leur donner un aspect métallique brillant.

Un mauvais choix d’outils est souvent la cause d’un sertissage de mauvaise qualité. L’utilisation de pinces ou d’outils non prévus à cet effet peut entraîner un sertissage irrégulier du manchon et une situation d’urgence.

Une autre erreur est d’appliquer une force insuffisante ou excessive lors du sertissage. Si la force est insuffisante, la connexion est mécaniquement instable ; si elle est excessive, les conducteurs peuvent être endommagés et la conductivité électrique peut diminuer.

De nombreux installateurs négligent la règle du sertissage multipoint avec rotation de l’outil. Le sertissage doit être effectué en au moins deux ou trois points, et à chaque nouveau sertissage, la pince est tournée de 90 degrés pour assurer une déformation uniforme du manchon.

Pour éviter les erreurs, il est recommandé de suivre strictement la technologie de sertissage, d’utiliser uniquement des outils spécialisés, de sélectionner correctement les manchons en fonction du matériau et de la taille et de préparer soigneusement les fils avant la connexion.

Comparaison avec d’autres méthodes de connexion de fils

Outre le sertissage, il existe d’autres méthodes de connexion des fils, chacune ayant ses propres avantages et inconvénients.

Le soudage est comparable en fiabilité au sertissage et assure également une connexion permanente. Cependant, sa réalisation est beaucoup plus complexe et nécessite un équipement spécifique et des monteurs hautement qualifiés. De plus, le soudage nécessite un accès au réseau électrique, ce qui n’est pas toujours possible sur le terrain.

La soudure offre une résistance mécanique nettement inférieure à celle du sertissage et est principalement utilisée pour les lignes à faible courant. Dans les circuits électriques, en cas de surcharge ou de court-circuit, la soudure peut fondre, ce qui peut entraîner la destruction de la connexion. De plus, lors de l’organisation d’une telle connexion, il est nécessaire de prendre en compte les éventuelles charges mécaniques, conformément aux règles PUE.

Les borniers de type WAGO offrent une connexion amovible, pratique pour modifier le câblage électrique. Cependant, ils occupent beaucoup d’espace dans les coffrets de distribution et, avec le temps, la qualité du contact électrique peut se dégrader en raison de l’affaiblissement du mécanisme à ressort.

Les pinces isolantes de connexion (SIZ) assurent également une connexion permanente et sont performantes. Leur avantage réside dans leur facilité d’installation sans outils spéciaux. Cependant, les SIZ sont généralement plus onéreuses que les manchons et sont limitées par la section maximale des fils à connecter.

La torsion des fils, bien que la méthode de connexion la plus simple, est strictement interdite dans les câblages électriques. En effet, la torsion détériore rapidement le contact électrique par oxydation, ce qui entraîne une augmentation de la production de chaleur et un risque d’incendie.

Perspectives de développement de la technologie

La technologie de sertissage des fils est constamment améliorée ; de nouveaux matériaux, outils et méthodes apparaissent qui améliorent la qualité et la fiabilité des connexions.

L’un des axes de développement est la création de manchons aux propriétés anticorrosion améliorées, capables de fonctionner dans des conditions extrêmes : forte humidité, changements de température, exposition à des environnements agressifs.

Les outils de sertissage sont également en cours d’amélioration. Les presses électrohydrauliques modernes sont équipées de systèmes électroniques de contrôle de la force de sertissage, ce qui permet de sélectionner automatiquement les paramètres optimaux pour différents types de connexions et d’éliminer le facteur humain.

Des manchons combinés de conception améliorée font leur apparition, offrant une connexion plus fiable de métaux différents sans risque de corrosion électrochimique.

Des technologies de contrôle qualité du sertissage sont également en cours de développement. Des dispositifs portables de contrôle non destructif sont également développés, permettant d’évaluer la qualité de la connexion sans l’endommager, ce qui est particulièrement important lors de l’installation de circuits électriques critiques.

Une autre direction prometteuse est la création de systèmes de sertissage «intelligents» capables de sélectionner automatiquement les paramètres de sertissage optimaux en fonction du type de conducteurs connectés, des conditions de fonctionnement et des caractéristiques de connexion requises.

Le sertissage de fils avec manchons reste l’une des méthodes les plus fiables et les plus efficaces pour réaliser des connexions électriques. Un large éventail d’applications, du câblage domestique aux lignes électriques à haute tension, démontre la polyvalence et l’efficacité de cette technologie.

Les principaux avantages de la méthode – résistance mécanique élevée, contact électrique fiable et résistance aux influences externes – font du sertissage le choix privilégié pour créer des connexions critiques, en particulier dans les circuits de puissance avec des charges de courant élevées.

Malgré la nécessité d’outils spéciaux et de certaines compétences, la simplicité de la technologie et la disponibilité des matériaux assurent l’utilisation généralisée du sertissage aussi bien dans l’installation électrique professionnelle que lors de travaux électriques domestiques.