CN114514587A - 生产具有薄壁、径向封闭的外导体的同轴电缆的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于连续生产具有薄壁、径向封闭的有色金属外导体的同轴电缆(224)的方法包括将由有色金属制成的扁平条带供应到成形设备(212)，其中，条带的厚度对应于同轴电缆的壁厚。成形设备被配置为将所供应的扁平条带连续成形为对应于同轴电缆的外导体并围绕在外导体封闭之前供应的电缆芯的形式。在成形之后，扁平条带的两个相反边缘在接触区域中彼此平齐地贴靠，并且通过焊接设备(216)借助于激光器连续地彼此焊接，该激光器辐射波长小于600nm的光。激光器对焊接区域中直径小于同轴电缆的截面尺寸的20％的点进行加热。焊接的同轴电缆从焊接区域拔出，并且在引入平行波纹或螺旋波纹之后，被接收在接收装置(226)中。

Description

生产具有薄壁、径向封闭的外导体的同轴电缆的方法
技术领域
本发明涉及生产具有有色金属外导体的同轴电缆，特别是连续生产这种具有薄壁外导体的电缆。
背景技术
薄壁、径向封闭的中空型材(特别是具有圆形截面的薄壁、径向封闭的中空型材)可以用作RF电缆或同轴电缆的外导体。然后，将由电介质包覆的内导体布置在这种中空型材的中心中。电介质可以例如包括具有合适的相对介电常数的塑料材料，但是还可以使内导体与外导体基本上仅通过空气或另一种不导电气体成分分开。为此目的，可以借助于间隔布置的间隔件将内部电导体保持在中空型材的中间，或者可以使用主要包含空气或气体的大孔泡沫塑料。为了实现同轴电缆在不同方向上以最小的可能弯曲半径铺设所需的更好柔性并且同时获得尺寸稳定的外导体，同轴电缆的外导体设置有螺旋或平行波纹，如图4中以示例的方式所示。波纹成型过程要求形成外导体的中空型材具有尽可能均匀的壁厚，同时出于节省材料和成本的原因，希望壁厚尽可能薄。另外，希望以连续过程生产外导体，以便能够生产更长的内聚同轴电缆长度。
在用于生产同轴电缆的连续过程的情况下，由内导体和电介质组成的电缆芯被供应到管成型过程。在管成型过程期间，由有色金属(例如，铜)制成扁平条带形成为管，该管在纵向方向上开槽并且包覆电缆芯。形成为管的扁平条带被焊接而沿狭槽存在纵向接缝，并且然后被波纹成型。
焊接借助于电弧焊方法(比如钨极惰性气体保护焊(TIG))执行。然而，这意味着小于0.15mm的壁厚无法被可靠地焊接。使用已知的电弧焊方法焊接的管也表现出明显的焊道，该焊道突出到管内部并且对同轴电缆的电磁特性产生不利影响。此外，使用已知方法无法生产焊接直径小于
Figure BDA0003572765230000011
的管。因此，形成外导体的波纹成型管的尺寸具有下限，并且因此同轴电缆的最小直径也具有下限。这进而导致同轴电缆的最小弯曲半径更大。
由有色金属(例如，铜或铝)制成的中空型材特别适用于某些应用。特别地，铜管也可以用作同轴电缆或波导中的电屏蔽体或外导体。在同轴电缆中，尤其需要具有相对较小直径和较小壁厚的薄壁中空型材，以便保持材料的使用和低重量。特别地，不再可能在不考虑管件的直径的情况下借助于电弧焊可靠地生产小于0.15mm的壁厚以及所需的焊缝质量。因此，壁厚和直径小于上述那些壁厚和直径的由有色金属制成的中空型材必须通过实际管生产后的加工步骤达到各自期望的最终尺寸。因为在连续生产长同轴线的情况下，内导体和绝缘体必须在焊接之前就已经被引入由有色金属制成并且形成为开槽的中空型材的扁平条带中，所以在焊接之后无法再使用用于减小壁厚的拉拔工艺。因此，中空型材必须已经由具有期望壁厚的材料生产。
原则上，如果以在很大程度上是连续的生产过程(该生产过程必须尽可能很少被中断，以便获得尽可能长的部件)生产同轴导体，则这是有利的。如果合适的话，可以从长同轴导体切割所需长度的部件，只剩下少量的切割剩余物(如果有的话)。当然，一般来说，生产期间的任何过程步骤的节省都是有利的。
因此，本发明的目的是指定一种减少连续生产长同轴电缆所需的材料量并且可以减轻电缆的重量的方法和设备。
发明内容
此目的通过权利要求1中指定的方法和权利要求8中指定的设备来实现。在各自的从属权利要求中指定进一步的发展和实施例。
在根据本发明的用于连续生产薄壁同轴电缆(而且特别是那些具有小截面的薄壁同轴电缆)的方法中，首先供应由有色金属制成的扁平条带，该扁平条带的厚度对应于要生产的同轴电缆的外导体的壁厚。所供应的金属条带的宽度优选地已经对应于同轴电缆的外导体的圆周。如果所供应的金属条带比同轴电缆的外导体的圆周所要求的要宽，或者如果金属条带的边缘不够光滑，则可以在供应操作期间，以连续的过程在金属条带的一侧或两侧将金属条带修整到一定大小。在本说明书中，表述“具有小截面的同轴电缆”是指具有几毫米的截面的同轴电缆。表述“薄壁”是指十分之几毫米、特别是小于0.15mm的壁厚。术语有色金属在本说明书中用于金属本身及其合金这两者。
以一阶段或多阶段的连续成形过程将具有适当宽度的金属条带成型为中空型材，该中空型材具有期望的截面并且形成同轴电缆的外导体。成形过程可以包括例如在适当配置的辊和型材上，在多个阶段中在条带的纵向方向上连续地进行弯曲操作。在此上下文中，截面可以为圆形、椭圆形或任何期望的多边形。在成形过程之前或期间，在中空型材被封闭之前，供应电缆芯，该电缆芯包括用电介质包覆的内导体。电缆芯可以包括另外的层。
在成形之后，已经接收电缆芯的中空型材具有在中空型材的纵向方向上延伸的区域，并且在该区域中金属条带的边缘彼此齐平地贴靠。中空型材的彼此齐平地贴靠的边缘现在沿着邻接边缘彼此焊接，从而径向地封闭。根据本发明，使用激光器进行焊接，该激光器辐射波长小于600nm、优选地在550nm与450nm之间的范围内的光。根据本发明，也可以有利地使用低于450nm范围内的波长。激光器将光能引入焊接区域中的某个点，并且当光能冲击焊接材料的表面上时，该光能被吸收并且被转化为热量。相比于例如在红外光谱中的波长在约800nm以上的光，根据本发明使用的上述波长范围内的光即使在室温下也被许多有色金属更好地吸收。事实上，即使在约600nm以上的波长下，许多有色金属对光的吸收很差，以致于需要具有特别高的输出功率和特殊冷却措施的激光器来焊接有色金属。此外，在大于600nm的波长下，吸收在很大程度上取决于表面光洁度，而在根据本发明使用的波长下，表面光洁度的影响大大降低。另外，由于吸收在很大程度上取决于温度，特别是在更大的波长下，需要对引入有源焊接区域的能量进行快速调节，这几乎是不可能实现的；因此，焊缝的质量可能波动很大。根据本发明，使用波长小于600nm的光产生了更稳定的熔池并且产生总体上更稳定的过程，该过程与焊接过程的高能量效率一起提供中空型材，这些中空型材用纵向接缝焊接并且具有高质量并且产生更少的不合格零件。另外，在根据本发明使用的小于600nm的波长下，可以省去焊接区域的制备，这样减少了反射，从而增加了对激光的吸收。例如，因此不需要对焊接区域进行粗糙化或预热，并且也不需要在焊接区域中施加一层物质，该物质作为“中间体”将已经辐射的光能转换成热量并且将热量排放到焊接材料，因此其与温度相关的吸收率进入对所使用的波长更有利的区域。这样消除了用作中间体的部分物质进入焊缝的风险。
被吸收的光使金属大大升温。为了将足够大量的能量引入到要焊接的材料中，必须使光高强度聚焦。因此也需要高强度聚焦，因为焊接仅在边缘沿着狭槽的接触区域中进行。由于有色金属内的热传导，直接邻接激光束的冲击点的区域同样可能显著升温并且可能熔化。具体地，在要生产的中空型材的截面尺寸小的情况下，例如在直径小于4mm的情况下，激光束的聚焦因此非常重要，以便避免液化材料不受控制地流出或避免材料脱落。在根据本发明的方法中，激光束在工件上的直径至多为中空型材的截面尺寸的20％、优选地小于10％。测试已表明，激光束的直径低至截面尺寸的5％仍然可以实现高质量的焊缝，在这种情况下可能需要进一步的措施，例如在焊接区域上移动焦点。在直径为4mm的中空型材的情况下，激光束的直径可以相应地为例如400μm、优选为200μm或更小。本说明书中使用的术语“截面尺寸”可以指中空型材的直径或边缘长度。根据上下文，该术语也可以指边缘的弯曲半径等。
激光束在工件上的冲击点处的高局部能量密度使材料局部熔化到邻接边缘的两侧，因此使熔化物流入彼此。当不再受到激光束撞击时，材料会再次固化，并且形成焊缝。因为接收电缆芯的中空型材被连续引导经过静态激光器，所以产生连接两个边缘的连续焊缝。为了防止液体材料不受控制地流出(这在壁厚较小的情况下存在)，所引入的激光功率和管被引导经过激光器的速度必须彼此协调。通过适当的协调，在外侧处和内侧处形成不需要任何再加工的平滑焊缝。
与根据钨极惰性气体方法(TIG)或金属惰性气体方法(MIG)的已知电弧焊(这种已知电弧焊通过惰性气体气氛防止熔化物与环境空气反应，从而使高水平的焊缝质量成为可能)相比，本发明中使用的激光焊接使得即使在没有保护气体的情况下，也可以使材料厚度小于0.15mm的有色金属彼此对接焊接，使得在管的内侧不形成焊道，由于能量输入的更好的可控性，该内侧由于电缆芯而不再可自由接近。在该方法的实施例中，然而，惰性保护气体(例如，氩气)可以在焊接点周围流动或者覆盖焊接点。保护气体气氛的使用尤其可以取决于要焊接的材料及其厚度。
激光器的能量输入可以要么通过聚焦在相对较大的目标区域上，从而使可用能量根据需要作用在更大或更小的区域上，要么通过特别紧密聚焦的激光束适当地来回移动而以开环方式进行控制。也可以借助于激光轮廓来实现在相对较大的目标区域上的聚焦，该激光轮廓具有高强度的中心聚焦点和围绕该中心聚焦点的较低强度的环形区域。以这种方式，焊接区域可以沿着温度廓线被有针对性地加热和冷却，这样可以产生更洁净的焊缝并且可以有针对性地影响固化的结构。此外，激光束可以容易地被脉冲化，能量的输入例如通过脉冲持续时间和脉冲间隔以开环方式进行控制。
借助于激光器进行焊接(也称为热传导焊接)产生无需进一步再加工的光滑、倒圆的焊缝。在热传导焊接的情况下，在激光冲击的区域之外，能量仅通过热传导散布到工件中。因此，焊缝深度(取决于激光功率和材料的导热性)仅达十分之几毫米到约1毫米。在这方面，材料的导热性限制了最大焊缝深度。通常，焊缝宽度大于焊缝深度。如果热量不能足够快地消散，则加工温度上升到汽化温度以上，使得形成金属蒸汽，且焊接深度突然增加。然后，该过程变为深焊接。
在根据本发明生产的管的外侧、且尤其在该管的内侧(其沿着焊缝没有明显的材料凸起)处的焊缝的质量(其由于精细可控地将能量输入到焊接点而是高的)使得可以在连续过程中生产具有薄壁厚度和小直径的同轴电缆。
在该方法的一个或多个实施例中，测量所供应的条带的宽度，并且以取决于测量结果和规格值的方式调整切割宽度。宽度大致对应于形成同轴电缆的外导体的中空型材的沿着中性光纤(neutral fiber)的圆周。在此，规格值可以变化，并且成形装置可以以取决于变化的条带宽度的方式被相应地控制，例如以便适应洁净焊缝所需的材料量。
在该方法的实施例中，测量横向于焊缝的温度廓线。所测量的温度廓线可以用于对引入焊接点的能量的开环控制。所测量的温度廓线可以例如与规格廓线进行比较，并且对引入的能量的开环控制可以包括聚焦直径的变化、焊接材料上的聚焦点所描绘的路径的变化、和/或对激光束的脉冲持续时间和/或脉冲间隔的修改。同样可以想到的是，以取决于所测量的温度廓线的方式以闭环方式控制供应速度。也可以存储所测量的温度廓线以用于质量管理和记录目的。
在该方法的实施例中，借助于超声波、x射线、涡流测量或其他无损测量方法来检查焊缝。检查的结果可以例如用于对引入焊接点的能量和/或供应速度的开环控制。
在该方法的实施例中，确定作用在由有色金属制成的扁平条带上和/或所焊接的同轴电缆上的张力，并且先前确定的张力用于对驱动件进行闭环控制，这些驱动件为成形操作和/或焊接操作供应扁平条带和/或将所焊接的同轴电缆供应到波纹成型装置或接收装置。特别是在所供应的条带具有非常小的厚度的情况下，过大的张力可能导致条带撕裂，这将中断过程。这同样适用于作用在所焊接的同轴电缆上的张力。
根据本发明的用于连续生产具有薄壁、径向封闭的有色金属外导体的同轴电缆的设备包括被配置为供应由有色金属制成的扁平条带的供应装置。该供应装置可以例如包括由有色金属制成的缠绕在卷轴或卷盘上的扁平条带的支架。条带从卷轴上退绕并且被供应到成形设备，该成形设备将由有色金属制成的扁平条带成形为形成同轴电缆的外导体的中空型材的轮廓，使得由有色金属制成的扁平条带的相反边缘以对接的方式彼此齐平地贴靠。成形装置可以例如具有多个辊和型材(例如拉拔模)，当条带沿纵向方向通过时，该多个辊和型材使条带成形以形成期望的中空型材。成形装置可以进一步具有两个或更多个引导构件，该两个或更多个引导构件在成形的条带或中空型材的纵向方向上彼此间隔开，并且在这些引导构件之间，边缘被保持成至少在要焊接的点处彼此齐平地贴靠。如果合适的话，可以在工具上游和工具中的一个或多个点处侧向地引导条带，以便最小化条带的侧向运动。
该装置进一步包括供应装置，该供应装置被配置为供应与中空型材的尺寸相匹配的电缆芯。电缆芯包括用电介质和可能的另外的层包覆的内导体。供应装置以与焊接的中空型材的进送速度相匹配的速度供应电缆芯。
该设备进一步包括焊接设备，该焊接设备将在引导构件之间彼此齐平地贴靠的边缘焊接在一起。焊接装置包括激光器，该激光器辐射波长小于600nm的光，该光的能量导致有色金属到局部熔化边缘的两侧。由于成形和焊接的中空型材或同轴电缆的连续进送，材料已经熔化的区域离开激光加热材料的区域，并且熔化的材料再次固化。引入材料中以加热材料的能量与材料、材料的厚度以及中空型材或同轴电缆被引导经过焊接点的速度相协调，使得尽管材料在直接位于彼此齐平地贴靠的边缘处的区域中熔化，但是没有液体材料流入中空型材的内部。激光器的光学***与中空型材的要焊接的边缘之间的间距可以通过引导构件保持恒定。为了保持抵靠彼此的边缘相对于激光器的光学***的位置恒定，在关闭纵向狭槽的引导构件的上游，可以有所谓的引导叶片，该引导叶片布置在位于边缘之间的纵向狭槽中，以便防止螺旋扭曲。
该设备另外包括一个或多个进送装置，该一个或多个进送装置将焊接的同轴电缆进一步输送到波纹成型机，该波纹成型机在同轴电缆被进一步输送到接收同轴电缆的接收装置之前将螺旋或平行波纹引入同轴电缆的外导体中。进送装置可以包括例如一个或多个已知构造的拉拔式夹头、拉拔式夹板、拉拔式绞盘、或拉拔式带，也可以组合不同的进送装置。进送装置可以布置在波纹成型机的上游和下游两者。
在该设备的一个或多个实施例中，用于确定张力的测量设备设置在成形设备上游。所确定的张力可以作为实际值供应到闭环控制器，并且与设置点值一起用于对设备的驱动件进行闭环控制，例如用于对由有色金属制成的带的供应速度进行闭环控制。此外，可以在焊接装置的下游布置测量和/或闭环控制装置，该测量和/或闭环控制装置测量施加在焊接的中空型材或同轴电缆上的张力和/或控制进送装置的驱动件，该进送装置以闭环方式将焊接的中空型材供应到接收装置。进送装置与接收装置之间的张力可以例如通过检测焊接的中空型材或同轴电缆的松垂并且向接收装置的驱动控制器供应对应信号的松紧调节器以闭环方式进行控制。
在一个或多个实施例中，该设备进一步包括切割装置，该切割装置布置在成形装置的上游，并且借助于该切割装置对所供应的由有色金属制成的扁平条带的一个或两个边缘进行修整，所修整的条带的宽度对应于形成同轴电缆的外导体的中空型材的圆周。在这些实施例中，通过将所供应的金属条带切割成所需的宽度并且对设备的另外的工具进行调适，可以不花费很大的费用来生产具有不同圆周的同轴电缆的中空型材。
在一个或多个实施例中，已经在条带的一个或两个边缘处切下的部分可以被供应到为接收切割剩余物而提供的设备。
在配备有切割装置的设备的一个或多个实施例中，在切割装置的下游提供用于测量切割成一定大小的条带的宽度的测量装置。基于测量值，可以控制切割装置，以便在长时间段内维持有色金属条带的期望宽度。切割装置可以被供应对应的规格值，将有色金属条带的测量宽度与该规格值进行比较，以便产生用于设置切割装置的控制信号。宽度大致对应于形成同轴电缆的外导体的中空型材沿着中性光纤的圆周。
焊接设备可以被配置为即使在有色金属条带的供应速度缓慢的情况下，也以所需的质量将边缘焊接在一起。
在一个或多个实施例中，该设备进一步包括用于确定横向于焊缝的温度廓线的测量装置。所测量的温度廓线可以被供应到焊接设备以用于对输出的能量进行开环控制、供应到供应装置、和/或供应到进送装置以用于对供应速度进行开环控制。
在一个或多个实施例中，该设备还包括用于在焊接后测量同轴电缆的至少一个尺寸的测量装置。该测量装置可以用于以与在一个或多个实施例中提供的测量装置相同的方式进行集成质量控制，用于检查焊缝和/或核查材料缺陷或材料的不均匀性。尺寸可以优选地以非接触方式、例如借助于激光器来测量。
在一个或多个实施例中，在波纹成型的同轴电缆穿过波纹成型机之后，该波纹成型的同轴电缆可以用电绝缘方式进行包覆，比如通过封装或包裹进行包覆。
上述方法(波长小于600nm的激光用于焊接薄壁、有色金属板材)使得可以容易地生产壁厚小于0.15mm且直径或尺寸小于4mm的高质量水平的中空型材，而无需复杂的再加工，这些中空型材可以在同一过程中通过引入电缆芯进一步加工成同轴电缆。使用小于400μm的激光束的聚焦直径确保在连续焊接期间相对于中空型材的尺寸而言热影响区足够小，因此不会发生材料脱落并且产生在管内侧没有明显焊道的焊缝。因为中空型材直接由具有较小壁厚的有色金属条带生产，所以可以省去随后为了减小壁厚而对管进行的拉拔，该拉拔可能由于在同轴电缆的情况下电缆芯位于中空型材内部而成问题。
上述方法使得有可能以大于6m/min的焊接速度生产具有0.10mm壁厚的外导体的同轴电缆，而不需要在焊接之后的拉拔过程，有可能在几个小时内保持焊缝质量恒定，因此可以生产具有长的同轴电缆。
同轴电缆的外导体的较小壁厚使得在铜和其他合金元素方面有所节省，从而节省了宝贵的资源。壁厚的减小降低了焊接所需的激光功率，这进而伴随着能量的节省，或者替代性地允许在维持相同激光功率的同时增加过程速度。
关于成品，外导体的较薄的壁厚同样被证明是有利的，因为这使得每单位长度的重量更低，这有利于运输和安装。
当形成外导体时，较薄的壁厚进一步允许较小的直径。这样允许在维持相同设计的同时减小电缆的外径。除了进一步减轻重量之外，这还使得最小弯曲半径更小，从而在铺设方面具有更大的灵活性。
附图说明
下文将参考附图，基于实施例，通过示例更详细地解释本发明。所有附图仅是示意性的，而不是按比例绘制的。在附图中：
图1示出了根据本发明的用于连续生产薄壁、径向封闭的中空型材的方法的示例，
图2示出了根据本发明的用于连续生产薄壁、径向封闭的中空型材的设备的示例，
图3示出了由根据本发明的方法生产的中空型材的焊缝的图像，以及
图4示出了分别具有螺旋波纹和平行波纹的两个示例性同轴电缆。
在附图中，相同或相似的元件具有相同或相似的附图标记。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的一个方面的用于生产具有薄壁、径向封闭的外导体的同轴电缆的方法100的步骤。在该方法的步骤102中，以第一供应速度将由有色金属制成的扁平条带供应到成形设备。例如，扁平的铜条带从卷盘退绕。在成形设备中，在步骤108中，将供应的扁平条带成形为对应于外导体的期望中空型材的形式。例如，成形可以借助于辊轧成型工具来实现。
在成形期间，在形成外导体的中空型材完全封闭之前，供应包括由电介质包覆的内导体和另外的层(如果合适的话)的电缆芯。例如，紧接在第一成形阶段之前，已经在步骤107中供应了电缆芯。
在成形之前，可以在切割装置中执行可选步骤104，在该步骤中，对由有色金属制成的条带的一个或两个边缘进行修整或以某种其他方式进行制备。以此方式，即使在由有色金属制成的条带的边缘质量较差的情况下，也可以均匀且精确地设置条带的宽度，并且如果合适的话，可以针对随后的焊接操作来制备边缘。可以由测量设备向切割装置供应测量值，该测量设备在修整操作之后检测有色金属条带的宽度。切割剩余物可以被接收在对应的接收设备中。
在成形期间，借助于引导元件引导条带的边缘，使得防止焊接前的扭曲，并且彼此齐平地贴靠的边缘被引导到限定的位置中并且以限定的间距经过焊接设备。引导元件可以例如包括一个或多个翅片型垫圈或引导叶片以及一个或多个引导衬套，该一个或多个引导衬套适配于中空型材的几何形状并且适配于要制造的中空几何形状。几何形状可以例如借助于拉拔模、封闭环或侧辊台来封闭。
在成形之后，扁平条带的两个相反边缘在接触区域中彼此齐平地贴靠。在步骤110中，将在接触区域中彼此齐平地贴靠的边缘彼此连续地焊接。焊接借助于激光器来实现，该激光器辐射波长小于600nm的光。如果合适的话，焊缝可以借助于保护气体以适配于焊缝的所需质量的方式覆盖。
在焊接之后，将具有现在径向封闭的外导体的同轴电缆从焊接区域拔出(步骤114)，并且在步骤119中，将螺旋波纹或平行波纹引入外导体，然后在步骤122中将现在波纹成型的同轴电缆供应到用于接收目的的接收装置。借助于进送装置，例如借助于拉拔式夹头、拉拔式夹板或拉拔式带实现拔出。进送装置可以布置在波纹成型机的上游或下游；也可以提供两个进送装置，一个在波纹成型机的上游，一个在波纹成型机的下游。
为了监控焊缝的质量，可以在可选步骤112中确定横向于焊缝的温度廓线。所确定的温度廓线可以被供应到激光器的控制器和实施该方法的设备的其他元件，特别是还被供应到一个或多个驱动件，该一个或多个驱动件执行对由有色金属制成的条带的供应速度、或焊接的同轴电缆从焊接区域拉拔出的速度的闭环控制。
该方法还可以可选地包括在成形之前确定条带上的张力(步骤106)，和/或在焊接之后确定同轴电缆上的张力(步骤120)。所确定的张力同样可以作为测量变量供应到一个或多个驱动件以用于闭环控制。
该方法可以进一步包括可选步骤116，在该步骤中确定焊接的同轴电缆的一个或多个尺寸。所确定的尺寸可以尤其作为输入变量供应，以用于对成形过程和切割过程的闭环控制，以设置条带的宽度。
该方法可以进一步包括可选步骤118，在该步骤中，针对材料缺陷例如借助于涡流检查、超声波或x射线无损地检查焊缝和/或焊接材料的质量。
图中未展示后续过程，借助于这些后续过程，中空型材被切割成多个部件，同轴电缆用绝缘层包覆，或者电缆与插头组装在一起。
图2示出了根据本发明的用于连续生产具有薄壁、径向封闭的外导体的同轴电缆的设备的示例。由有色金属制成的薄条带204(例如铜条带)从卷轴或退绕机202退绕。条带204被供应到辊轧成型工具212，借助于该辊轧成型工具，该条带被制成外导体的期望中空型材的形式，例如被形成为纵向开槽的圆管。在卷轴或退绕机202与辊轧成型工具212之间，可以设置有切割设备208，该切割设备将条带204切割成所需的宽度或者切割条带204的一个或两个边缘，以便获得洁净和光滑的边缘。可以提供接收装置205以用于接收条带204的切除部分。可以在条带宽度测量设备210中检查切割成一定大小的条带204的宽度。出于闭环控制的目的，可以将测量结果供应到切割装置208。此外，在卷盘或退绕机202与辊轧成型工具212之间，可以布置有用于确定张力的测量装置206，张力的测量值可以用于例如对装置的驱动件进行闭环控制。在形成外导体的中空型材封闭之前，从供应设备207供应电缆芯209，该电缆芯在由有色金属制成的扁平条带已经成形之后被接收在中空型材中。在形成外导体的中空型材已经成形之后条带的彼此贴靠的那些边缘可以在激光焊接设备216的前面由一个或多个引导元件214引导，使得防止中空型材在焊接之前扭曲，并且维持中空型材经过激光焊接设备216的光学***下方时的间距。引导元件可以包括一个或多个翅片型垫圈或引导叶片以及一个或多个引导衬套，该一个或多个引导衬套适配于形成外导体的中空型材。要焊接的中空型材的几何形状借助于拉拔模、闭合环、侧辊台或引导衬套218封闭，因此条带204的已经成形为形成中空型材的边缘在激光焊接设备216的区域中彼此贴靠。激光焊接设备216辐射波长小于600nm、优选地在550nm与450nm之间的范围内的高能量光。根据本发明，也可以有利地使用低于450nm范围内的波长。焊接区域可以借助于图中未展示的保护气体设备覆盖有保护气体(例如氩气)，以便防止焊接材料与气氛反应。焊接的同轴电缆224借助于进送装置219供应。进送装置219可以例如包括一个或多个拉拔式夹头、拉拔式夹板、拉拔式绞盘、或拉拔式带，或者它们的组合。在将焊接的同轴电缆224缠绕在卷绕机226上之前，可以借助于测量单元220检测、优选地是无接触地检测同轴电缆224的一个或多个尺寸，并且可以借助于波纹成型机223将螺旋波纹或平行波纹引入同轴电缆。为了检测作用在同轴电缆224上的张力，可以在卷绕机226的上游提供另外的张力测量设备222。
图3示出了由根据本发明的方法生产的中空型材的焊缝的图像。中空型材是壁厚为0.1mm的铜管，其以6m/min的进送速度由铜条带连续成形并且被焊接。在此上下文中，焊接点被氩气覆盖。图3a)示出了在中空型材的外侧的焊缝，该焊缝的宽度在140μm与150μm之间。图3b)示出了中空型材的内侧的照片，在该内侧，焊缝的宽度为约242μm。还可以清楚地看到，焊缝在内侧和外侧都是非常均匀的，因此在大多数使用情况下不需要再加工。
图4示出了分别具有螺旋波纹和平行波纹的两个示例性同轴电缆500、502。同轴电缆500、502在其他方面具有常规构造，该常规构造具有被电介质506包围的内导体504、以及分别具有螺旋波纹和平行波纹的外导体508和510。外导体508、510被外部绝缘层512包围。
附图标记
1 管 214 引导元件
2 形式 216 激光焊接设备
3 插头 218 拉拔模/引导衬套
100 方法 219 进送装置
102 供应条带 220 测量单元
104 确定张力 222 张力测量设备
106 修整边缘 223 波纹成型机
107 供应电缆芯 224 同轴电缆
108 形成中空型材 226 卷绕机
110 焊接操作 500 同轴电缆(螺旋波纹)
112 确定温度廓线 502 同轴电缆(平行波纹)
114 拔出中空型材 504 内导体
116 确定尺寸 506 电介质
118 确定质量 508 外导体
119 波纹 510 外导体
120 确定张力 512 绝缘层
122 供应到接收装置
200 设备
202 卷绕机/退绕机
204 由有色金属制成的条带
205 切除物的接收设备
206 张力测量设备
207 供应设备
208 切割装置
209 电缆芯
210 条带宽度测量设备
212 辊轧成型工具

Claims (16)

1.一种用于连续生产具有薄壁、径向封闭的有色金属外导体的同轴电缆(224)的方法(100)，该方法包括：
-以第一供应速度将由该有色金属制成的扁平条带(204)供应(102)到成形设备(212)，其中，该条带的厚度对应于要生产的中空型材(224)的壁厚，
-供应(107)用电介质包覆的内导体，
-将所供应的扁平条带(204)连续成形(108)为对应于该同轴电缆(224)的外导体的形式，其中，在成形操作之后，该扁平条带(204)的两个相反边缘在沿该中空型材的纵向方向延伸的接触区域中彼此齐平地贴靠，并且其中，在形成该外导体的该中空型材封闭之前，供应由电介质包覆的该内导体，因此由该电介质包覆的该内导***于该中空型材中，
-在不进行预先处理的情况下连续焊接(110)在该接触区域中彼此齐平地贴靠的这些边缘以减少光学反射，其中，将这些要焊接的边缘以该第一供应速度引导经过相对于实施该方法的设备(200)固定的焊接区域，并且其中，借助于激光器(216)对该焊接区域中的点进行加热，该激光器辐射波长小于600nm的光，并且其中，所加热的点的直径小于该中空型材的截面尺寸的20％，
-从该焊接区域拔出(114)所焊接的同轴电缆(224)，
-将螺旋波纹或平行波纹引入(119)该同轴电缆(224)的外导体，以及
-将该同轴电缆(224)接收(120)在接收装置(226)中。
2.如权利要求1所述的方法(100)，其中，在该加热期间，惰性保护气体在至少该焊接区域周围流动或覆盖至少该焊接区域。
3.如权利要求1或2所述的方法(100)，进一步包括：
-在该成形操作之前修整(106)由有色金属制成的该扁平条带的一个或两个边缘。
4.如权利要求3所述的方法(100)，进一步包括：
-在该焊接之前测量所修整的由有色金属制成的条带的宽度和/或在该焊接之后测量(116)该同轴电缆(224)的至少一个尺寸，以及
-以闭环方式控制切割宽度和/或以取决于测量结果和规格值的方式控制设备(212)以用于成形目的。
5.如前述权利要求之一所述的方法(100)，进一步包括：
-测量(112)横向于焊缝的温度廓线，并且以取决于该温度廓线与规格廓线的比较的方式以开环方式控制引入该焊接区域的能量。
6.如前述权利要求之一所述的方法(100)，进一步包括：
-借助于超声波、涡流测量和/或x射线检查(118)该焊缝。
7.如前述权利要求之一所述的方法(100)，进一步包括：
-确定(104，122)由该有色金属制成的该扁平条带和/或所焊接的同轴电缆(224)上的张力，以及
-以闭环方式控制将该扁平条带和/或所焊接的同轴电缆(224)供应到成形操作、焊接操作、波纹成型操作、和/或接收设备(226)中的接收操作的驱动件。
8.一种用于连续生产具有薄壁、径向封闭的有色金属外导体的同轴电缆(224)的设备(200)，该设备包括：
-供应装置(202)，该供应装置被配置为供应由该有色金属制成的扁平条带(204)，
-供应设备(207)，该供应设备被配置为供应用电介质包覆的内导体(209)，
-成形设备(212)，该成形设备将由有色金属制成的该扁平条带(204)成形为该同轴电缆(224)的外导体的轮廓并且围绕所供应的内导体(209)，使得由该有色金属制成的该扁平条带的相反边缘以对接的方式彼此齐平地贴靠，
-两个引导构件(214，218)，这两个引导构件彼此间隔开，并且在这两个引导构件之间，这些边缘保持彼此齐平地贴靠，
-焊接设备(216)，该焊接设备焊接在这些引导构件(214，218)之间彼此齐平地贴靠的这些边缘，其中，该焊接设备(216)包括激光器，该激光器辐射波长小于600nm的光，该光的能量导致该有色金属局部熔化到邻接边缘的两侧，
-进送装置(219)，该进送装置进一步输送所焊接的同轴电缆(224)，
-波纹成型机(223)，该波纹成型机用于将螺旋波纹或平行波纹引入该同轴电缆(224)的外导体，以及
-接收装置(226)，该接收装置接收该同轴电缆(224)。
9.如权利要求8所述的设备(200)，进一步包括：
-测量设备(206)，该测量设备布置在该成形装置(212)的上游并且用于确定作用在所供应的条带(204)上的张力，其中，所确定的张力被供应用于对该设备(200)的驱动件的开环控制的目的。
10.如权利要求8或9所述的设备(200)，进一步包括：
-测量和/或闭环控制装置(222)，该测量和/或闭环控制装置布置在该焊接设备(216)的下游并且测量作用在所焊接的同轴电缆(224)上的张力，其中，所测量的张力被供应到该进送装置(219)的驱动件以用于闭环控制的目的。
11.如权利要求8、9或10所述的设备(200)，进一步包括：
-切割装置(208)，该切割装置布置在该成形装置(212)的上游，并且借助于该切割装置对所供应的由有色金属制成的扁平条带(204)的一个或两个边缘进行修整，其中，所修整的条带的宽度对应于该同轴电缆(224)的外导体的沿着中性光纤的圆周。
12.如权利要求11所述的设备(200)，进一步包括：
-用于接收切割剩余物的设备(205)。
13.如权利要求11或12所述的设备(200)，进一步包括：
-测量装置(210)，该测量装置布置在该切割装置(208)的下游，并且用于测量由有色金属制成的切割成一定大小的扁平条带的宽度。
14.如权利要求8至13中一项或多项所述的设备(200)，进一步包括：
-测量装置，该测量装置用于确定横向于焊缝的温度廓线，其中，所测量的温度廓线被供应到该焊接设备(216)以用于对排放的能量的开环控制目的，和/或供应到该供应装置(202)和/或供应到该进送装置(219)以用于对供应速度的开环控制目的。
15.如权利要求8至14中一项或多项所述的设备(200)，进一步包括：
-测量装置(220)，该测量装置用于在该焊接(110)之后测量该同轴电缆(224)的至少一个尺寸。
16.如权利要求8至15中一项或多项所述的设备(200)，进一步包括：
-测量装置，该测量装置用于检查焊缝和/或核查材料缺陷或材料的不均匀性。
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