CN102266999A - 铁路信号类电缆的制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种铁路信号类电缆的制造工艺，所述电缆包括缆芯、缆芯包带层、包覆于此缆芯包带层的铝护套层和外护套层，所述铝护套层材质为电工纯铝带，所述铝护套层由焊枪焊接，此焊枪的气体通道通有作为焊接保护气体的由氦气和氩气组成的混合后气体；所述铝护套层厚度与氦气和氩气混合比例关系如下：当铝护套层厚度范围为1.0～1.2mm，1.3～1.5mm，1.6～2.0mm，其氦气/氩气的混合比例分别为1：5.0～1：3.5，1：3.5～1：2.0，1：2.5～1：1.7。本发明制造工艺焊缝的电缆、其焊接质量好、焊缝的致密性高、焊件变形小、铝护套表面受焊接弧光热影响的区域小且焊接速度快。

Description

铁路信号类电缆的制造工艺

技术领域

本发明涉及铁路信号类电缆领域，具体涉及一种铁路信号类电缆的制造工艺。

背景技术

为提高电缆抗外界电场干扰的屏蔽能力，在大多数通信电缆、铁路信号类电缆的护层结构中，设置了铝护套结构层，其主要功能是对电缆缆芯起电场屏蔽作用，用来提高电缆抗外界电场干扰的能力，从而提高电缆的传输稳定性。（铝护套型铁路信号类电缆的典型结构详见附图1）。

在电缆的实际生产过程中，常见的生产工艺是采用氩弧焊技术：即电缆铝护套的原材料电工纯铝带，经精切、成型、焊接、拉拔校圆等连续加工过程后，形成封闭的圆型铝护套（见附图1）包覆在电缆缆芯外层，通过设备的牵引机构，实现牵引焊接的连续作业，制成沿整个缆芯外表的密封铝护套。。

电缆铝护套的主要技术质量要求：

气密性：即铝护套密封不漏气，主要是考核电缆铝护套的完整性，评价电缆的防潮性能。其试验方法是在电缆铝护套内充入0.4 MPa的干燥空气或氮气。气压稳定6小时后压力不低于0.2MPa。

铝护套机械强度的评价指标为其扩口性能和弯曲性能，扩口性能是按规定的试验方法，将电缆的铝护套（即从电缆铝护套上截取的铝管）外径扩口至扩口前的1.3倍时，无目力所见的裂纹或缺陷。弯曲性能是按规定的试验方法，将电缆反复弯曲后，电缆铝护套不开裂。

因此，在电缆铝护套的连续焊接作业时，保护气体的选用及流量大小、焊接电流的大小等均会影响到铝护套的气密性及焊缝处的机械强度，从而影响到铝护套的焊接质量。因此铝护套焊接时保护气体的选用对焊接质量至关重要。

发明内容

本发明目的是提供一种铁路信号类电缆的制造工艺，此制造工艺焊缝的电缆、其焊接质量好、焊缝的致密性高、焊件变形小、铝护套表面受焊接弧光热影响的区域小且焊接速度快。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种铁路信号类电缆的制造工艺，所述电缆包括缆芯、缆芯包带层、包覆于此缆芯包带层的铝护套层和外护套层，所述铝护套层材质为电工纯铝带，所述铝护套层由焊枪焊接，此焊枪的气体通道通有作为焊接保护气体的由氦气和氩气组成的混合后气体；所述铝护套层厚度与氦气和氩气混合比例关系如下：

铝护套层厚度范围               氦气/氩气的混合比例

1.0～1.2 mm                      1：5.0～1：3.5

1.3～1.5 mm                      1：3.5～1：2.0

1.6～2.0 mm                      1：2.5～1：1.7

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1. 上述方案中，混合后气体流量是：2～5 L/min。

2. 上述方案中，所述氦气的化学成分纯度为：He≥99.9％；所述氩气的化学成分纯度为：Ar≥99.9％。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

1、本发明铁路信号类电缆的制造工艺，电弧燃烧稳定、电弧热量集中，焊缝成形好、焊缝的致密性提高，质量稳定。

2、本发明铁路信号类电缆的制造工艺，连续焊接时，铝护套表面受焊接弧光热影响的区域小，焊件变形小，抗裂能力强，焊缝质量好，焊缝强度高。解决较厚电缆铝护套的焊接强度问题。

3、本发明铁路信号类电缆的制造工艺，焊接熔池小、温度高、被焊接金属熔化速度快，焊接速度快，生产效率高。

4、本发明铁路信号类电缆的制造工艺，在电缆铝护套焊接区，形成良好的良好的保护气罩和快速冷却。

5、本发明铁路信号类电缆的制造工艺，消除氦气保护下焊弧集中的高温区，通过铝护套的热传导，烫伤铝护套内缆芯。

6、本发明铁路信号类电缆的制造工艺，焊接时保护用气的成本大幅降低。

附图说明

附图1为铁路信号类电缆结构示意图；

附图2为本发明铁路信号类电缆制造示意图。

以上附图中：1、缆芯；2、缆芯包带层；3、铝护套层；4、外护套层；5、焊枪；6、气体通道；7、内衬层；8、钢带装铠层；9、导线；10、焊接点；11、钨极焊针。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：一种铁路信号类电缆的制造工艺，电缆铝护套层的焊接采用非熔化极氩弧焊焊接技术，其工作原理及特点是：电弧在非熔化极即钨极焊针11和工件之间（电缆铝护套）燃烧，在焊接电弧周围流过一种不和金属起化学反应的惰性气体（通常用氩气），形成一个保护气罩，使钨极焊针11端头，电弧和熔池及处于高温的电缆铝护套不与空气接触，能防止电缆铝护套的氧化和吸收有害气体，从而形成致密的焊接缝。

所述电缆包括缆芯1、缆芯包带层2、包覆于此缆芯包带层2的铝护套层3和外护套层4，所述铝护套层3材质为电工纯铝带，所述铝护套层3由焊枪5焊接，此焊枪5的气体通道6通有作为焊接保护气体的由氦气（He）和氩气Ar组成的混合后气体；所述铝护套层3厚度与氦气He和氩气Ar混合比例关系如下：

铝护套层厚度范围               氦气/氩气的混合比例

1.0～1.2 mm                      1：5.0～1：3.5

1.3～1.5 mm                      1：3.5～1：2.0

1.6～2.0 mm                      1：2.5～1：1.7

上述混合后气体流量是：2～5 L/min （20℃ 0.35MPa）。

上述氦气（He）的化学成分纯度为：氦气（He）≥99.9％；所述氩气（Ar）的化学成分纯度为：氩气（Ar）≥99.9％。

上述缆芯内包括若干导线9；铝护套层3依次外覆有内衬层7、钢带装铠层8。

在电缆的铝护套层的连续焊接过程中，保护气体作用是在焊接电弧和焊接点10周围形成气体保护层，将钨极焊针11、电弧、熔池与空气隔开，防止空气造成被焊接金属的氧化，并保证电弧稳定燃烧。

现有的焊氩弧焊采用的保护气体惰性气体氩气，氩气（Ar）是一种化学性质非常不活泼的气体，即使在高温下也不和金属发生化学反应，从而没有金属氧化烧损及由此带来的一系列问题；氩气也不溶于液态的金属，因而不会引起气孔。在高温下没有分子分解或原子吸热的现象。氩气的比热容和热传导能力小，即本身吸收量小，向外传热也少，电弧中的热量不易散失，使焊接电弧燃烧稳定，热量集中，有利于焊接的进行。电弧电压和能量密度较低，电弧燃烧稳定，飞溅极小，较适合焊接薄板金属、热导率低的金属。采用氩气作为保护气体的缺点是电离势较高，当电弧空间充满氩气时，电弧的引燃较为困难，焊缝强度差，在焊接厚度1.0mm以上的铝护套时，铝护套性能很难满足产品对铝护套的技术质量要求。

惰性气体氦气（He）的热导率比氩气（ Ar）高，所以对于给定的电弧长度和焊接电流，氦气保护的电弧电压比氩气要高得多。氦气保护容易引弧，且电弧稳定而柔和；因此，氦气保护时的电弧温度和能量密度高，焊接效率较高，适用于较厚铝护套的焊接（1.0mm以上的铝护套），但由于氦弧在具有温度高，发热大且集中的优点的同时，对焊接中心点的铝护套热输入过大，容易造成铝护套内缆芯的烫伤，使电缆绝缘下降损伤电缆，还有采用氦气保护时不易形成良好的保护气罩，保护效果较差；氦气保护的成本较高，是氩气的10倍左右。

本发明根据铁路信号类电缆的结构特点及对电缆铝护套技术质量要求，在电缆铝护套制造过程中的连续焊接作业时，采用按照特定比例的氩气与氦气的混合气体，从而扬长避短，克服各自缺点并兼得了两者的优点。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种铁路信号类电缆的制造工艺，所述电缆包括缆芯（1）、缆芯包带层（2）、包覆于此缆芯包带层（2）的铝护套层（3）和外护套层（4），所述铝护套层（3）材质为电工纯铝带，其特征在于：所述铝护套层（3）由焊枪（5）焊接，此焊枪（5）的气体通道（6）通有作为焊接保护气体的由氦气（He）和氩气（Ar）组成的混合后气体；所述铝护套层（3）厚度与氦气（He）和氩气（Ar）混合比例关系如下：

铝护套层厚度范围               氦气/氩气的混合比例

1.0～1.2 mm                      1：5.0~1：3.5

1.3～1.5 mm                      1：3.5~1：2.0

1.6～2.0 mm                      1：2.5~1：1.7。

2.根据权利要求1所述的制造工艺，其特征在于：所述混合后气体流量是：2～5 L/min。

3.根据权利要求1所述的制造工艺，其特征在于：所述氦气（He）的化学成分纯度为：氦气（He）≥99.9％；所述氩气（Ar）的化学成分纯度为：氩气（Ar）≥99.9％。

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