CN101071662A - 铜包铝线、铜包铝管生产工艺及其设备 - Google Patents

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杨喜山
宋佃圣
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Abstract

本发明涉及一种铜包铝线、铜包铝管生产工艺及其设备。是生产铜包铝线和铜包铝管首选的生产工艺与设备。本发明针对现有技术存在的问题，提供一种铜包铝线、铜包铝管生产工艺及其设备，制造工艺简单合理、节省铜材，减少工序明显缩短生产成品的时间，确保铜包铝线的铜层均匀性好，两者较好地达到冶金结合，质量稳定，生产效率高，明显降低生产成本的铜包铝线(管)的生产工艺。既利于减少拉拔次数快速达到冶金结合又利于产品质量的稳定性同时也解决了以往在达到冶金结合之前拉伸质量难于控制的问题，简化工艺提高生产效率，无需去边毛刺节省铜材，特别是加工大线径时，其更明显提高材料利用率，明显降低制造成本，同时适用范围宽除了加工大小不同的线径外还可加工铜包铝管等诸多优点和积极效果，并得到试验所证明。

Description

铜包铝线、铜包铝管生产工艺及其设备
技术领域
本发明涉及一种复合材料生产技术，特别是一种铜包铝线、铜包铝管生产工艺及其设备。是生产铜包铝线和铜包铝管首选的生产工艺与设备。
背景技术
众所周知，铜包铝线和铜包铝管是铜铝复合材料，是上述产品具备铝的质量轻，同时又具备铜的导电性，防腐性能好的优点，广泛应用在射频电缆，电磁线，编铝屏蔽线，电源线等产品上。降低成本，节约资源。铜包铝管即可用于射频电缆的悬线，又可用于空调等产品做冷凝管用，铜包铝产品是新型的替代铜、铝的最佳，最有发展前途的产品。由于世界铜资源的匮乏，世界经济发展需求量越来越大，目前铜价飞速上涨，寻找最佳的铜铝复合材料替代纯铜是当前燃眉之急，也是形势上的需求。然而目前生产铜包铝线是传统的力变形技术。轧压法生产铜包铝线用两侧的铜带同时包夹住铝芯线通过轧机在氩气保护环境轧压而成，在压力之下，两者之间实现治金结合，再经铣削机将对接处的铜边铣掉即成毛坯铜包铝线，还得另经拉伸机进行多次拉拔和热处理工序之后才成为铜包铝线成品，所述的方法尽管能生产铜包铝坯线，但是仍存在着只适于生产小线径的坯线，若生产大线径的坯线明显暴露出铜材料用率低、外层铜带均匀性不理想的缺点；又如包覆焊接将一纯铜带通过逐级变成圆管状把铝芯杆包于其内，在惰性气体保护下进行自动焊接，再经精整和缠绕完成铜包铝坯线生产，随后再经多次拉拔和热处理工序成为铜包铝线成品。该方法生产的铜包铝线虽然具有铜层均匀性好，节省铜材，生产速度较快的优点。但是也存在着诸如焊接后需经过多次拉伸才能达到治金结合不仅费工耗时加大生产成本。而且因其拉伸模压次数多表面易损伤等不如人意之缺陷。特别是其总变形量达到87％以上才能达到以治金结合的要求，因此达到冶金结合之前的拉伸质量很难控制，给拉伸工艺增加了难度。如不能尽快解决将会影响铜包铝线的质量稳定性，这已引起业内相关人士的严重关注，并投入科技人员和财力，但是目前尚未见到成功解决的相关报导。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提供一种铜包铝线、铜包铝管生产工艺及其设备，制造工艺简单合理、节省铜材，减少工序明显缩短生产成品的时间，确保铜包铝线的铜层均匀性好，两者较好地达到冶金结合，质量稳定，生产效率高，明显降低生产成本的铜包铝线(管)的生产工艺。
本发明的另一个目的是提供一种与之相匹的生产铜包铝线(管)的设备。
本发明的生产工艺包括如下工艺步骤：
a、依设计线径确定坯料尺寸；
b、铜带和铝材在进入包覆焊接机构前分别进行表面清理；
c、包覆焊接：将铜带及放在其上面的铝芯材的端头从送料口送进包覆机构内经包覆成型后由自动焊管机进行焊接；
d、经中频加热装置进行加热以线径大小确定加热温度；
e、经d工序后在规定的时间内由拉伸机进行一次拉拔达到设计线径。
所述的d工序中的加热温度为600-680℃。
所述的e工序之后还可增加一道退火工序。
用于本发明工艺方法的铜包铝线包覆焊接设备，是由坯料表面清理机、包覆焊接机构、拉伸机组成，其所述的包覆焊接机构是置于惰性气体环境中的自动焊管机和由数对其型腔逐级减小的多级垂直成型滚轮和由数对其型腔逐级减小的多数水平成型滚轮构成的包覆机构，还包括置于自动焊管机之后的在线加热装置。
所述的加热装置是中频加热器。
本发明与现有技术相比，由于采用了在焊接后进行在线加热工序。既利于减少拉拔次数快速达到冶金结合又利于产品质量的稳定性同时也解决了以往在达到冶金结合之前拉伸质量难于控制的问题，简化工艺提高生产效率，无需去边毛刺节省铜材，特别是加工大线径时，其更明显提高材料利用率，明显降低制造成本，同时适用范围宽除了加工大小不同的线径外还可加工铜包铝管等诸多优点和积极效果，并得到试验所证明。另外工艺合理，连续性好，缩短生产成品的时间。
附图说明
附图是本发明方法生产设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明的实施例结合附图加以描述。图所示的是生产铜包铝线(管)的设备的主视结构示意图。其中1为铝坯芯的表面清理机，2为铜带的表面清理机，3为包覆焊接机构，并置于惰性气体保护环境中，4为在线中频加热装置，5为收线机及其拉伸机。所述的包覆焊接机构3是由数对其型腔逐级减小的多级垂直成型滚轮和由数对其型腔逐级减小的多级水平成型滚轮组成，焊机是自动焊管氩弧焊机。
用上述设备制备铜包铝线(管)的工艺如下：
a.根据设计的线径，确定铝芯线(管)、铜带的尺寸；
b.前处理工序：铜带和铝坯芯在进入包覆焊接机构前分别通过铜带表面清理机和铝坯芯表面清理机1清理；
c.包覆焊接工序：将铜带及放在其上面的铝芯材的端头，从送料口送进置于惰性气体保护环境下的包覆机构3内通过数对多数垂直和水平成型轮的整型使铜带形成圆管状包覆在铝芯线(管)上，最终收拢结合缝隙朝上自动焊管机工作沿缝隙将铜管焊接，因在氩气保护下进行氩弧焊接故铜无氧化层。
d.接着依据复合线径的大小确定在线中频加热装置4的加热湿度在600-680度经收线机5收线。
e.在d工序后5到10分钟用拉伸机进行拉拔使其快速达到冶金结合和设计线径即为成品。
如生产铜包铝管复合线其工艺同上，拉拔到符合要求之后，进行退火工序以达到软状态供货。
通过本发明方法生产的铜包铝线(管)产品经检验表面质量好无磨伤，铜层均匀性好，由于在热状态下拉拔完全快速达到冶金结合，达到优质水平。质量稳定其电气性能良好。

Claims (6)

1、铜包铝线(管)的生产工艺，其特征是包括如下工艺步骤：
a、依设计线径确定坯料尺寸；
b、前处理工序：铜带和铝芯材在进入包覆焊接机构之前分别进行表面清理；
c、包覆焊接：将铜带及放在其上面的铝芯材的端头从送料口送进包覆机构内经逐级包覆成型后由自动焊管机进行焊接；
d、经在线中频加热装置进行加热，以线经大小确定加热温度；
e、收线后在规定时间内即由拉伸机进一次拉拔达到设计线径为成品。
2、根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于所述的d工序中的加热温度为600-680℃。
3、根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于所述的e工序之后可增加一道退火工序。
4、根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于所述的e工序的规定时间为5-10分钟。
5、用于权利要求1所述工艺的设备，其包括坯料表面清理机、包覆焊接机构、拉伸机，其特征在于所述的包覆焊接机构是置于惰性气体环境中的自动焊管机和由数对其型腔逐级减小的多级垂直成型滚轮与数对其型腔逐级减小的多级水平成型滚轮构成的包覆机构；还包括置于自动焊管机之后的在线加热装置。
6、根据权利要求5所述的设备，特征在于所述的加热装置是中频加热器。
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