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行业动态

铜铝过渡设备线夹作用及工艺

所谓的铜铝过渡设备线夹就是指:用于母线引下线与电气设备(如变压器、断路器、互感器、隔离开关、穿墙套管等)的出线端子连接。

铜铝过渡设备线夹的工艺包括了四种:爆炸焊线夹、闪光焊线夹、摩擦焊线夹和钎焊线夹。

铜铝过渡设备线夹的作用:铜铝连接会产生电化学反应,增大接触电阻,烧毁接头,用铜铝过渡设备线夹可避免此问题。
     铜铝过渡设备线夹的工艺:目前,市场上的铜铝过渡设备线夹按其生产工艺可分为四种:爆炸焊线夹、闪光焊线夹、摩擦焊线夹和钎焊线夹。前三种都是用生产好的铜铝复合板冲压而成,只有钎焊线夹是先进行冲压成型而后再进行铜铝焊接复合。
  1、爆炸焊线夹:爆炸焊是很早就出现的铜铝复合方法,经过多年的实践,目前工艺已经很成熟,这种方法生产的铜铝复合板具有很高的结合强度,所以爆炸焊的线夹具有很好的力学性能,在折弯、钻孔、冲孔等深加工时很少出现问题,而且导电和耐热等方面性能也都很好。但是,爆炸焊的工艺在生产复合板的时候并不是工业化的连续生产,而是只能单块板生产,而且还受着地理、天气、爆炸后探伤补伤等诸多方面的影响,所以生产效率很低,交货周期很长,生产成本也很高,随之而来的,用这种材料生产设备线夹时效率也就很低,成本非常之高。
        2
、闪光焊线夹:在人们需要降低设备线夹的成本时,用闪光焊生产铜铝复合过渡板的工艺出现了。这种工艺是将铜板和铝板的各一端经过高温熔化后对接使之结合在一起。这种工艺的成本较爆炸焊的成本降低了很多,但是,生产效率也不高,而且这种工艺生产的复合板中间结合处较脆,必须经过热处理,即使是这样,受力后也极易断裂,而且中间结合处的导电性能极差。
  3、摩擦焊线夹:为了弥补闪光焊工艺的不足,又出现了摩擦焊的工艺。简单来说,这种工艺是将铜棒和铝棒经过高速反向旋转对接结合到一起,然后冲压成板,最后进行冲压成型。这种工艺成本与闪光焊差不多,性能要优于闪光焊产品,但不适合生产较厚的产品,基本上都用在6.0mm厚度以下产品的生产加工。
  4、钎焊线夹:钎焊线夹的工艺是先用铝板冲压成型,然后再用钎料将铜片焊在其上。这种工艺的成本较前面三种再一次下降了,但是这种工艺有一些很严重的缺陷,1不耐高温,当温度达到170度左右的时候就会出现铜片脱落现象,直到现在,在实际应用中铜片脱落的现象也经常发生;2铜铝结合率不高,批量生产时复合率只能达到80%左右,3由于结合层处存在钎料,导致其导电性能下降;4结合强度不高,产品在深加工时容易出现剥离现象。
  铜铝过渡设备线夹的作用及铜铝过渡设备线夹的工艺?铜铝过渡设备线夹的焊接方法:
  1、铜铝过渡设备线夹的闪光焊接:闪光焊接是铜板材和铝板材瞬间在强电流作用下迅速熔化,随后在机械顶、锻压力作用下融合在一起的生产工艺,此方法产品成品率高,性能较稳定,已纳入国家标准。批量生产前需进行弯曲试验,将铝板夹在台钳内,焊缝离钳口头812mm,用活动扳手钳住上部铜扳弯曲180。,铜铝无分离为合格。
  2铝过渡设备线夹的摩擦焊:摩擦焊是铜棒和铝棒高速旋转使铜和铝的焊接面在高温下熔化,经保压顶锻使铝和铜结合在一起的一种制造工艺,此方法广泛用于240mm2以下导线的设备夹制造。产品强度较高,运行安全可靠,弯曲试验同闪光焊相同。
  3、铜铝过渡设备线夹的钎焊:钎焊是将一片薄铜片与全铝设备线夹经药物升温粘连、机械力压接后将铜片焊在铝板上的一种加工方式。该方式工艺简单,质量可靠,以铝材料为主,用铜量不多,受其他条件影响时产品不会出现断裂,是最保险的铜铝设备夹,在铜材资源紧缺的情况下,是替代磨擦焊和闪光焊的理想选择。
  铜铝过渡设备线夹的铜铝过渡形式:
  1、一种为铝板与铜板对焊。由于铜铝过渡板对焊处工艺较复杂,焊缝易出现断裂,而且用铜量多,产品成本高。
  2、另一种为铝板表面钎焊12mm铜片,设备线夹采用在铝板表面钎焊12mm铜片进行铜铝过渡,线夹绝大部分是铝材,既可保证电气性能,且用铜量极少,产品成本低,而且端子板与线夹为一整体,机械强度可保证。但应注意的是,接线板打孔时应从铜面打孔。
  3、两种形式设备线夹在功能上基本无差别。
  铜铝过渡设备线夹的断裂原因:
  1、材料的焊接性能及焊接工艺原因:铜铝(特别是铝)的焊接性能较差,即使是同种材料的焊接一般都要采取相应的辅助方法才能获得较好的强度,如铜焊需要焊粉,铝焊需要采用隔离焊(如气体保护),而铜铝设备线夹的过渡连接处是两种不同金属的焊接其生产工艺若采用闪光焊或摩擦焊,其焊接的强度在理想情况下只能达到两种母材中强度最低的铝的强度。由于并不能使两种母材的接口在焊接时完全而充分地形成熔池,加之铝的熔点远低于铜,因此,其晶相组织达不到相互完全地熔解,其微观结构不均匀,因而其接口的强度实际往往要大打折扣,在剪切或弯曲时即会出现断裂。
  2、焊接的环境条件因素:闪光焊、摩擦焊等工艺的产品在制造时对工艺的参数要求极为严格,产品质量存在潜在的不稳定因素,铜铝焊接界面的质量容易受高温、震动疲劳、腐蚀等环境因素的影响,而使机械强度降低。如烟雾、酸性气体侵蚀及恶劣气候均会造成产品表面老化,氧化程度不一致,从而造成断裂。
  3、受力条件因素:线夹在安装和工作时既要承受导线压力也要承受剪力,闪光焊或摩擦焊接的接口其连接面积小,,其接口界面电阻较大、温升大,加之铜铝的热膨胀系数不同,客观上会恶化接口的受力条件。此外工作力矩作用于接口容易造成应力集中,从而造成线夹的疲劳断裂。
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、长期疲劳(电流过载)运行:由于铝和铜的膨胀系数不一样,且产品长期过载高温发热,导致产品断裂。
  怎么避免铜铝过渡设备线夹的断裂?
  1、采用钎焊技术增加铜铝接触面,从原来的200mm2增加到3000mm2,减少了因接触面过少引起的线夹发热故障隐患。
  2、线夹整体采用全铝工艺,彻底解决了铜铝过渡部分断裂问题。
  3、线夹出厂时有0度、30度、90度,三种弯度可供选择,避免了因现场握弯引起的故障隐患。
 


点击次数:  更新时间:2017-07-27 08:32:46  【打印此页】  【关闭