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2009年第1期
电线电缆
2009年2月
No.12009
Wire Cable
Feb.,2009
冷压焊接头对铜包铝线使用性能的影响
戴雅康2,刘?家,王玉凯
(1.大连通发新材料开发有限公司,辽宁大连116600
2.大连通大设备技术开发有限公司,辽宁大连116000)
摘要:冷压焊是铜包铝线的唯一接方法,可保证成品缄接头不产生偏斜现象。软态铜包铝线的冷压焊接头
具有較高的强度,只要对接头部分进行局部退火,并将露铝处进行覆盖,可应用于成品线材中。但硬态铜包铝
中的冷压焊接头强度比材的低,不能应用于成品线材中。
关词:钥包铝线;冷压焊接头;使用性能
中图分类号:TM244
文献标识码:A
文章编号:1672-6901(2009)01000604
Effect of the Cold Welded Joint on the Service Performance of
Copper-clad-aluminium Wire
DAI Ya-kang, et al
Dalian Tong]a New Materials Development Co, Ltd, Dalian 116600, China
Abstract The cold welding technique, the only technique by which the joint between copper-clad-aluminium wires
can be made, ensures properly aligned joints. For annealed copper-clad-aluminium, the cold welded joint has higher
strength and can be used in finished wires merely by annealing of the joint and covering of the exposed aluminium
For hard-drawn copper-clad-aluminium, the cold welded joint has lower strength than the wire and cannot be used in
finished wires
. ey words: copper-clad-aluminium wire; cold welded joint; service performance
0引言
1铜包铝线的连接方法
在我国电子行业标准SJ/T11223-2000铜包铝
在线材的生产和使用过程中,接头的连接方法
线》的8.1条中规定:“每盘或每卷铜包铝线应为一有多种。常用的有熔焊法或压焊法连接,在压焊法
整根,不得带有接头”。在美国 ASTM B56604《铜中既可使用电阻焊也可采用冷压焊。
包铝线》标准的6.5条中也规定:“成品线材不应含
对于铜包铝线,若用熔焊法连接,则接头不再是
有接头或绞接”。这些规定说明,铜包铝线的“接铜层包覆铝芯而是铜和铝混合的合金,这是不可采
头”对导体的使用性能会产生较大的影响,因而在用的。若用电阻焊,由于铝的熔点比铜低得多,在加
供应的成品线材中不允许带有接头。
热过程中当铜尚未充分软化时,铝就熔化了。熔融
但是,在此类线材生产及其使用过程,连接有时的铝在挤压力作用下冲破薄铜层向四周射出,不仅
却是不可避免的。我们通过长期的生产实践和相关焊不成接头,而且会危害人身安全。
试验,认为软态和硬态铜包铝线采用冷压焊接头对
冷压焊是将两根导线的端头分别夹持在冷压焊
其使用性能有不同的影响,不可一概而论,并认为前机的左右错口中,在不加热的情况下,借助于逐步施
者虽经冷压焊焊接但经适当处理,其性能基本上与加的轴向压力使金属产生塑性变形,将接头表面的
无接头的铜包铝线相同,可替代使用,应用于品线材氧化膜及其它杂质不断向外部挤出,使洁净的金属
中。本文就这论点进行以下论述。
在压力作用下结合在一起,形成接头。这是目前
铜包铝线连接的最佳方法。
冷压焊时,对接处的金属在轴向力作用下相互
收稿日期:2008-06-13
挤压,在接头四周形成一圈飞边,如图1a所示。将
作者简介:戴雅康(1934-),男,技术顾问
这个飞边清除后,可见到环绕接头表面有宽度约为
作者地址:辽宁大连市五ー路学清园30-4,501室0.2~0.5m的铜层被挤出的铝隔断,形成露铝现
[116600
象,如图1b所示。
万方数据
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电线电
2009年2月
No.12009
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Feb.,2009
铝部分也不会出现开裂,如图4b所示。
飞边
露铝
9燃
①-冷压焊接头试样
②一冷压焊接头350℃退火试样
00.250.500.751.001.251.501.752.00
距接头中心距离/mm
图1铜包铝线冷压焊接头的形状
图2软态铜包铝线冷压焊接头硬度分布曲线
此冷压焊接头在导体中能否应用,主要与接头对
锎包铝线的几何形状及各种使用性能的影响有关。
拉伸断
接头
2冷压焊接头对铜包铝线几何形状的影响
部位
现代冷压焊机的结构紧凑、精度较高,可保证两
根导线自动对中,接头不会产生偏斜现象。稍加修
图3软怒铜包铅线拉伸时断裂部位
整后,就可获得符合成品导线几何形状要求的圆整
接头,不必再通过模具进行拉拔。
3冷压焊接头对铜包铝线力学性能的影响
冷压焊接头依靠金属产生塑性变形而连接。软
态与硬态的铜包铝线因塑性变形能力不同,其接头
的力学性能不一样。表1列出软与硬态铜包铝线
冷压焊接头经不同方法处理后的力学性能。
表1软态与硬态铜包铝线冷压焊接头的力学性能
项目名称
无接头冷压冷压焊」端头退火
焊后后退火「后冷压婩
抗拉强度/MPa12012019
软态铜包铝线
伸长率/%
2218
20
抗拉强度/MPa190181
103
硬态徜包铝线
伸长率/%
2
6
图4软态铜包铝线的卷绕试验
由表1可见,软态铜包铝线具有较好的塑性,易
于塑性变形,因而接头的治金结合较好,但是焊接接
对于硬态铜包铝线,由于线材的塑性很差,冷压
头及其附近的金属由于“形变强化”而提高了强度焊时金属变形困难,因而接头冶金结合较差,拉伸试
和硬度。冷压焊接头铝芯部分的硬度分布如图2中验时往往在接头处断裂(见图5a),接头强度比线材
曲线①所示,接头两端的强化区约为2mm,因此,对本身的低(见表1)。如果在焊接前预先将线材的两
带有冷压焊接头的软态铜包铝线进行拉伸试验时,个端头局部退火,以降低硬度,提高塑性和接头的冶
般不在接头处断裂,而是断裂在母材上(见图3)。金结合质量。在这种情况下,接头处的硬度分布如
但是接头部分由于硬度较高、塑性较差,在卷绕试验图6中曲线所示,图中③为铜包铝线的原始硬度,硬
时往往在接头的露铝部分开裂(见图4a),这是使用度较高;②为端头退火后的软化区,硬度较低;①为
中应注意的问题。如果将冷压焊接头部分进行退火冷压