روکش حرارتی چیست؟
وارنیش (varnish) در لغت به معنی پوشش دادن، برق انداختن و ظاهرسازی کردن است. در اصطلاح فنی، وارنیش پوششی است که برای عایق کاری سیم و کابل بدون پوشش استفاده میشود. وارنیش حرارتی یا هیت شیرینک در اصل یک لوله پلاستیکی است که برای پوشاندن سیم، کانکتور یا اتصالات الکتریکی با هدف فراهم کردن مقاومت در برابر پارگی سیم و حفاظت سیم افشان یا سیم خشک در برابر عوامل محیطی استفاده میشود. همچنین جهت تعمیر پوشش خراشیده سیم‌ها، عایق کاری محل اتصال دو رشته سیم و یا در جایی که سیم به کانکتور متصل شده است، مورد استفاده قرار میگیرد.
این پوشش حرارتی معمولا از جنس پُلی‌اُلِفین (Polyolefin) تولید میشود. پُلی اُلِفین یک نوع پلیمر است که در معرض حرارت در یک راستا منقبض میشود. به همین دلیل وارنیش حرارتی را به صورتی تولید می‌کنند که هنگام گرم شدن تنها به صورت شعاعی و نه در راستای طول جمع شود. میزان انقباض هیت شرینک لوله‌ای بین یک دوم تا یک ششم قطر آن است.
رنگ و اندازه متنوع وارنیش
انواع هیت شیرینک
بر اساس کاربری‌های مختلف، وارنیش را از مواد متفاوت و در ابعاد متنوع تولید می‌کنند.
نوع اول از جنس الاستومر است که از انعطاف پذیری بالایی برخوردار است و در دماهای پایین نیز قابل استفاده است. دمای کاری این جنس از وارنیش بین -70 تا 150 درجه سانتیگراد است. این ماده در برابر ساییدگی مقاومت خوبی دارد، همچنین در برابر بسیاری از مواد شیمیایی مانند گازوئیل و بنزین نیز مقاوم است. نسبت جمع شوندگی این نوع از وارنیش به طور معمول 2:1 است.
نوع دیگر از پوشش‌های حرارتی سیم از جنس اتیلن پروپیلن فلوئورینه (FEP) تولید میشود که یک جایگزین ارزان قیمت برای PTFE است. ویژگی بارز این متریال مقاومت بسیار زیاد در برابر گرما و سرمای شدید و پرتو فرابنفش است.
رایج ترین متریال برای تولید وارنیش یک نوع پلیمر به نام پلی‌الفین است. این جنس در دمای کاری بین -50 تا 135 درجه سلسیوس قابل استفاده است. انعطاف‌پذیری بالا و جمع‌شوندگی سریع باعث شده تا این ماده کاربرد وسیعی در صنایع نظامی، هوافضا و حمل و نقل ریلی داشته باشد. علاوه بر تمام این ویژگی ها، وارنیش پلی‌الفین در رنگهای مختلف و حتی شیشه‌ای قابل تولید است که امکان کدگذاری رنگی سیم ها را فراهم میکند. البته رنگهای دیگر این نوع متریال (به جز مشکی) در برابر پرتو فرابنفش مقاومت کمتری دارند، به همین علت در کاربردهای فضای باز توصیه میشود از وارنیش مشکی استفاده شود. دمای جمع شوندگی وارنیش لوله‌ای پُلی‌اُلِفین در دمای 143 درجه سانتیگراد است. هیت شرینک پلی‌الفین در این دما با ضریب 2:1 در راستای قطر خود منقبض میشود. البته این نسبت در وارنیش با خلوص بالا تا حدود 3:1 نیز افزایش می یابد.
در کنار تمامی موارد فوق وارنیش از جنس PVC، پلی وینیلیدین فلوراید (PVDF)، سیلیکون، PTFE و ویتون (Viton) نیز تولید می شود که در کاربردهای خاص و با هدف تامین ویژگی های متفاوت مورد استفاده قرار میگیرد.
علاوه بر کاربرد عایق سازی اتصالات، نوع خاصی از هیت شرینک وجود دارد که قابلیت برقراری اتصال و لحیم کاری سیم ها را نیز دارد. این نوع خاص با نام solder sleeve (وارنیش قلع دار) شناخته میشود. طراحی این نوع از هیت شیرینک خاص به این صورت است که در داخل لوله آن مقداری قلع به صورت لوله‌ای تعبیه شده است. در نتیجه، حرارتی که برای عایق کردن اتصال استفاده میشود همزمان باعث ذوب شدن قلع و ایجاد اتصال دو سیم خواهد بود. همچنین در دو سر این نوع وارنیش خاص، حلقه آب بند حرارتی نیز قرار میگیرد که که امکان اتصال ضد آب را فراهم میکند. به همین علت با نام وارنیش ضدآب نیز قابل تهیه است.
طرز استفاده از وارنیش برای پوشش دادن محل اتصال دو سیم
در اتصال دوسیم و عایق سازی این اتصال با پوشاننده حرارتی ابتدا لازم است تا قطر سیمهای مورد نظر خود را بدانید. برای این منظور میتوانید از گیج اندازه گیری قطر سیم و یا کولیس استفاده کنید. دانستن قطر سیم به این منظور اهمیت دارد که بتوانیم اندازه مناسب وارنیش را انتخاب کنیم تا پس از برقراری اتصال پوشش دور آن در محل خود فیکس باشد و در راستای سیم حرکت نکند.
اندازه گیری قطر سیم
مرحله بعدی انتخاب وارنیش با قطر مناسب است. برای مشاهده اندازه وارنیش به نوشته های حک شده روی بسته بندی یا لوله آن توجه کنید. در انتخاب هیت شیرینک باید به این نکته توجه کنید که اندازه ای مناسب است که پس از جمع شدن کوچک تر از قطر سیم باشد تا بتواند کاملا روی سیم ثابت بماند. بر اساس نکاتی که در این مقاله گفته شد نسبت جمع شوندگی وارنیش 2:1 است. یعنی به طور مثال اگر قطر یک وارنیش 10 میلیمتر باشد پس از قرار گرفتن در معرض حرارت تا 5 میلیمتر جمع خواهد شد. در نتیجه برای پوشش یک کابل یا سیم 5/5 – 6 میلیمتر مناسب است. در صورتی که تمایل ندارید که محل اتصال مشخص باشد می وانید وارنیش رنگی متناسب با رنگ سیم استفاده نمایید.
انتخاب قطر مناسب پوشش حرارتی سیم
پس از انتخاب سایز مناسب هیت شرینک، طول محل اتصال را اندازه گیری کنید. این طول به اضافه 1-1.5 سانتیمتر برابر است با طول وارنیش مورد نیاز شما. ساخت وارنیش حرارتی طوری انجام میگیرد که جمع شدگی آن تنها در راستای قطر باشد با این وجود ممکن است که حدود 5 تا 7 % در راستای طول نیز منقبض شود. پوشش حرارتی را به اندازه متناسب با استفاده از قیچی یا کف چین ببرید و پیش از اتصال سیم ها به یکدیگر، یکی از سیم ها را داخل وارنیش بیاندازید.
برش طول مناسب هیت شیرینک
اگر قصد دارید که رشته های سیم را به یکدیگر لحیم کنید بهتر است که وارنیش را قبل از لحیم کاری از محل اتصال فاصله دهید و پس از لحیم کاری نیز مدت زمانی صبر کنید تا دمای محل اتصال پایین بیاید؛ تا وارنیش در اثر حرارت در محل نزدیک به اتصال جمع نشود. ارتباط سیم ها را به طور دلخواه برقرار نمایید و سپس هیت شیرینک را در راستای سیم حرکت دهید تا کاملا محل اتصال را بپوشاند.
پوشش محل اتصال دو سیم
در این مرحله لازم است تا با استفاده از منبع گرما حرارت مورد نیاز برای جمع شدن وارنیش را تامین کنید. به این منظور معمولا از سشوار صنعتی، هات ایر، فندک و یا حتی هویه استفاده می شود. اگر منبع حرارت مورد نظرتان فندک است که وارنیش را در معرض شعله مستقیم قرار می دهد باید بسیار دقت کنید زیرا که ممکن است وارنیش را کاملا بسوزاند و خاصیت ارتجاعی و پوشانندگی آن را از بین ببرد. همچنین اگر از هویه برای فیکس کردن وارنیش استفاده میکنید توجه کنید که ممکن است اتصال زیر وارنیش نیز تحت تاثیر قرار بگیرد. حرارت مناسب برای انقباض هیت شرینک اغلب روی آن درج می شود تا کاربران بتوانند در دمای مناسب از آن استفاده نمایند. برای نتیجه مطلوب منبع حرارت را در فاصله 5 الی 7 سانتیمتری محل مورد نظر بگیرید. همزمان سیم را در دست خود بچرخانید تا توزیع حرارت و جمع شدن وارنیش به صورت یکنواخت اتفاق بیفتد و حباب هوا داخل آن نماند.
حرارت دادن وارنیش
پس از نصب وارنیش مدت زمانی حدود 3 تا 4 دقیقه سیم را تحت خمش یا پیچش قرار ندهید تا در جای خود ثابت شود. پس از گذشت این زمان و سرد شدن محل اتصال، میتوانید سیم را در موقعیت دلخواه خود زاویه دهید و خم کنید.
کاربردهای دیگر پوشش جمع شونده حرارتی
این نوع از پوشش علاوه بر محیط های صنعتی، در کابردهای روزمره و خانگی نیز مورد استفاده است. مثال هایی از این مصارف را در تصاویر می بینید.