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銅鋁復合母線的生產工藝
銅鋁復合母線是一種銅鋁二元金屬復合材料,用作輸變電設備電力傳輸導體,其表面是銅,內芯是鋁。它綜合利用了銅耐腐蝕、電工特性以及鋁的低密度、易加工優(yōu)點,整體提高了性價比和施工便利性。國外,20 世紀80 年代開發(fā)了銅鋁復合母線。我國從20 世紀90 年代開始研究銅鋁雙金屬復合加工工藝,特別是2003年中國銅價大幅上漲后,銅鋁復合母線工藝和技術的研究受到重視。目前鋁復合母線的生產工藝方法:
1、靜液擠壓法
歐洲在20 世紀80 年代開始采用靜液擠壓法生產銅鋁復合母線,通過凸模加壓給液壓介質。將壓力傳給預制好的鋼包鋁坯料,并通過凸模成型,由于坯料受力均勻整體變形可控截面形狀可實現(xiàn)多樣化。
采用靜液擠壓法生產銅鋁復合母線,生產線設備投資很大,且生產不連續(xù),效率較低,價格昂貴,無法大規(guī)模推廣。
2、 軋制壓接工藝
軋制壓接工藝采用鋁板和銅帶復合軋制實現(xiàn)銅鋁結合,以結構有銅-鋁-銅、銅-鋁等。
采用該方法制作的銅鋁復合板有著較為廣泛的應用,如散熱片等。但由于四周鋁芯裸露,使其在輸變電設備中的應用受到很大限制。
3、爆炸焊接工藝
爆炸焊接工藝利用爆炸產生的沖擊力使銅鋁兩種金屬迅速滲透而實現(xiàn)焊接結合。該種工藝形成的銅鋁材料之間形成了良好的結合。但由于工藝特點限制,銅層難以做薄,無法對鋁材進行四周包覆,使其也無法在輸變電設備上大規(guī)模應用。
4、包覆焊接工藝
包覆焊接工藝采用包覆焊接裝置,首先將銅帶逐步形成圓管狀,包覆在清洗過的鋁芯線周圍,然后采用氬弧焊將銅管的縱縫焊接起來形成線坯,最后通過拉拔和熱處理獲得所需的線纜直徑和性能。包覆焊接工藝是生產銅包鋁線材的成熟工藝。
5、固液成型-熱復合平立連軋工藝
固液成型熱復合連軋工藝中,將熔融的鋁液通過類似于半連鑄的設備澆注到預制好的異型銅管內,制作坯料,然后通過五平四立連軋機組軋制到成品規(guī)格,再根據客戶要求進行退火處理獲得不同硬度要求的銅鋁復合母線。
目前銅鋁復合母線具有多種成型方法與工藝技術,但都仍有改進和提升的空間,目前我國純銅母線年消耗銅材在140 萬t 以上,研究銅鋁復合母線技術,每年可以節(jié)銅108萬t左右,對于國家資源合理開發(fā)利用具有重要意義。