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铜铝复合母线的生产工艺
铜铝复合母线是一种铜铝二元金属复合材料,用作输变电设备电力传输导体,其表面是铜,内芯是铝。它综合利用了铜耐腐蚀、电工特性以及铝的低密度、易加工优点,整体提高了性价比和施工便利性。国外,20 世纪80 年代开发了铜铝复合母线。我国从20 世纪90 年代开始研究铜铝双金属复合加工工艺,特别是2003年中国铜价大幅上涨后,铜铝复合母线工艺和技术的研究受到重视。目前铝复合母线的生产工艺方法:
1、静液挤压法
欧洲在20 世纪80 年代开始采用静液挤压法生产铜铝复合母线,通过凸模加压给液压介质。将压力传给预制好的钢包铝坯料,并通过凸模成型,由于坯料受力均匀整体变形可控截面形状可实现多样化。
采用静液挤压法生产铜铝复合母线,生产线设备投资很大,且生产不连续,效率较低,价格昂贵,无法大规模推广。
2、 轧制压接工艺
轧制压接工艺采用铝板和铜带复合轧制实现铜铝结合,以结构有铜-铝-铜、铜-铝等。
采用该方法制作的铜铝复合板有着较为广泛的应用,如散热片等。但由于四周铝芯裸露,使其在输变电设备中的应用受到很大限制。
3、爆炸焊接工艺
爆炸焊接工艺利用爆炸产生的冲击力使铜铝两种金属迅速渗透而实现焊接结合。该种工艺形成的铜铝材料之间形成了良好的结合。但由于工艺特点限制,铜层难以做薄,无法对铝材进行四周包覆,使其也无法在输变电设备上大规模应用。
4、包覆焊接工艺
包覆焊接工艺采用包覆焊接装置,首先将铜带逐步形成圆管状,包覆在清洗过的铝芯线周围,然后采用氩弧焊将铜管的纵缝焊接起来形成线坯,最后通过拉拔和热处理获得所需的线缆直径和性能。包覆焊接工艺是生产铜包铝线材的成熟工艺。
5、固液成型-热复合平立连轧工艺
固液成型热复合连轧工艺中,将熔融的铝液通过类似于半连铸的设备浇注到预制好的异型铜管内,制作坯料,然后通过五平四立连轧机组轧制到成品规格,再根据客户要求进行退火处理获得不同硬度要求的铜铝复合母线。
目前铜铝复合母线具有多种成型方法与工艺技术,但都仍有改进和提升的空间,目前我国纯铜母线年消耗铜材在140 万t 以上,研究铜铝复合母线技术,每年可以节铜108万t左右,对于国家资源合理开发利用具有重要意义。