一 導論1 概念用于傳輸電力,、傳遞信息和實現(xiàn)電磁能量轉換的電工線材產品,，稱為電線電纜,。 通常把只有金屬導體的產品和在導體上敷有絕緣層外加輕型保護層外加輕型保護層(如棉紗編織層、玻璃絲編織層,、塑料,、橡皮等)、 結構比較簡單,、外徑比較細小,、使用電壓和電流比較小的絕緣線，叫做電線,；把既有導體和絕緣層，有時還有防止水分侵入的嚴密內護層,， 或還加機械強度較大的外護層,，結構較為復雜，截面較大的產品,，叫做電纜,。 2 分類根據(jù)電線電纜的應用領域、及生產工藝門類,、專用設備的公用性等因素,，電線電纜分為5大類。 1) 裸電線與裸導體制品,； 2) 電力電纜,； 3) 電氣裝備用電線電纜； 4) 通信電纜與光纜,； 5) 電磁線（繞組線）,。 公司目前生產的產品主要有：35kV及以下擠包塑料絕緣電力電纜、電氣裝備用電線電纜、架空絞線,、柔性礦物絕緣防火電纜,、高性能電線電纜、控制電纜,、架空絕緣電纜,、充電樁電纜等。 二 拉絲與退火1 概念拉絲工藝是一種金屬加工工藝,。在金屬壓力加工中,。在外力作用下使金屬強行通過模具，金屬橫截面積被壓縮,，并獲得所要求的橫截面積形狀和尺寸的技術加工方法稱為金屬拉絲工藝,。使其改變形狀、尺寸的工具稱為拉絲模,。 2 特點1) 拉制的線材尺寸精確,，表面光潔,，斷面形狀可以多樣,； 2) 能拉絲大長度和各種直徑的的線材，在整個長度上斷面形狀一致,； 3) 以冷加工為主,，能提高產品的機械性能； 4) 拉伸用設備與工件都比較簡單,，產量較高,； 5) 缺點：每道加工率小，拉制道次多,，能耗大,。產生加工硬化，使線材塑性,、導電性變差,。 3 常用材料3.1 銅電工銅線坯應符合GB/T 3952-2016《電纜用銅線坯》。 銅的導電率僅次于銀,，價格比銀低,，而且具有良好的塑性，易于進行熱壓和冷壓力加工,，容易焊接,，有中等的抗拉強度，良好的耐腐蝕性以及熔煉不太困難等優(yōu)點,。 性能： 熔點 1083℃,；沸點約2500℃,；體積電阻率不大于0.017241Ω·mm2/m（20℃時）；密度 8.89 kg/cm3（20℃時）,；抗拉強度 216～235 N/mm2（軟）,、363～412N/mm2（硬）；伸長率40～45%（軟）,、4～6%（硬）,；鑄造溫度 1150～1200℃；最低再結晶溫度200～270℃,；再結晶退火溫度500～700℃,。 3.2 鋁及鋁合金鋁桿應符合GB/T 3954-2014 《電工圓鋁桿》 鋁具有密度小（約為銅的1/3.3）,、導電導熱性能好（僅次于銀,、銅、金居第四位）,，在空氣中有良好的耐腐蝕性,，塑性好，可進行各種形式的壓力加工等優(yōu)點,。 性能：熔點 658.7℃,；沸點約1800℃；比重2.703 kg/cm3（20℃時）,；電阻率（20℃） 0.028264Ω·mm2/m（硬）,、0.0280Ω·mm2/m（軟）；抗拉強度 78.4N/mm2（軟）,、147N/mm2（硬）,；鑄造溫度 710～730℃；最低再結晶溫度150～240℃,；再結晶溫度 350～400℃,。
4.1 拉伸過程拉伸是以一定的拉伸力把金屬工件通過圓形或異形拉伸模孔,、并使工件橫斷面積發(fā)生變化的過程。當拉伸工件通過?？讜r,，其橫斷面獲得相當于模孔最小橫斷面的形狀與尺寸,，而其長度隨橫斷面積的減小成比例地增加,。 拉伸為無屑加工；在拉伸前,、后金屬的體積是相等的,，其關系為,。 4.2 拉線的實現(xiàn)過程線材在一定拉力下通過一定的模具發(fā)生塑性變形，是截面減小,、長度增加的一種冷加工變形,，主要是通過數(shù)道模具孔徑由大到小的模具來實現(xiàn)的。
5 參數(shù)5.1 基本參數(shù)a）相對延伸系數(shù)簡稱延伸系數(shù)u：拉伸后與拉伸前長度的比值 b）壓縮率δ：線材拉伸前后斷面面積之差與拉伸前斷面面積之比 c）伸長率λ：拉伸前后長度之差與拉伸前長度之比 d）減縮系數(shù)ε ：線材拉伸后與線材拉伸前斷面面積之比 各個參數(shù)之間的關系如下表所示： 從式中可知,，拉伸前,、后截面積之比等于其拉伸前、后直徑平方之比,，也等于其拉伸前,、后長度的反比。 在拉伸過程中,，由此產生的幾個幾何參數(shù)分述如下： 5.2 拉絲參數(shù)5.2.1 面積減縮率是金屬在拉伸前,、后截面積的差值與拉伸前截面積的比值，用符號δ表示,， 即如由3.0銅絲拉制2.54的銅絲,，則減面率計算如下（3*3-2.54*2.54）/(3*3）=28％。
此數(shù)為小于1的數(shù)字,，通常用它的％表示,，在壓力加工學中即為加工率或變形程度。 5.2.2 減縮系數(shù)它是拉伸后,、前截面積的比數(shù),，用符號ε表示，即,。 與減縮率δ的關系為 δ=1-ε,。
5.2.3 延伸率 它是拉伸后、前金屬線材長度增長與原有長度Lo之比,，用符號λ表示,，即如1噸銅桿拉絲前為1000m，拉絲后為2000,，則延伸系數(shù)計算如下2000/1000*100=200％,。 5.2.4 延伸系數(shù)它是金屬在拉伸后、前長度之比,，用符號μ表示,。 6 退火工藝6.1 銅絲退火原理金屬經過冷加工塑性變形后，內部晶粒碎化,，晶格畸變和存在殘余內應力因而是不穩(wěn)定的,，它有向穩(wěn)定狀態(tài)下變化的自發(fā)趨向。但在室溫下,，原子的擴散能力很弱,，變化很難進行,。所以我們通過將變形的金屬進行加熱，使原子的動能增加,，促使其發(fā)生變化用最短時間將金屬恢復到冷加工前的水平,。 連續(xù)退火設備都裝在拉線機上最后一個拉線輪與收線器之間,構成拉線-退火-收線的連續(xù)生產機組,從最后一個拉線輪出來的線連續(xù)通過幾個金屬滾輪,滾輪與直接加熱電源相連,當退火線在這些滾輪上接觸通過時,導線就有電流通過,導線接觸于本身的電阻將電能轉變?yōu)闊崮芗訜?實現(xiàn)了退火. 6.2 退火的基本過程1) 回復階段 2) 再結晶 3) 再結晶后的晶粒長大階段 6.3 金屬退火方式6.3.1 退火爐退火退火爐退火設備主要由退火罐、加熱絲,、等組成（參見圖1）,。它通過把單絲放置在一個加熱的容器內，達到退火的目的,。該設備的主要優(yōu)點：設備簡單,、易維護。 缺點：耗電量大,，退火后單絲性能不穩(wěn)定,，不能在線連續(xù)退火，而且退火周期較長,。
6.2.2 熱管式退火熱管式退火設備主要由不銹鋼管,、加熱絲、冷卻液,、收放線裝置等組成（參見圖2）,。它通過電熱絲加熱一根空心管，單絲通過加熱的空心管,，達到退火的目的,。該設備的主要優(yōu)點：設備較簡單，能夠實現(xiàn)在線連續(xù)退火,，而且退火周期相對較短,。 缺點：耗電量大，無法實現(xiàn)退火速度自動跟蹤(退火溫度不能跟隨線速作及時調整),。
6.3.3 接觸式電刷傳輸大電流退火（現(xiàn)有退火方式）接觸式電刷傳輸大電流退火設備主要由可調變壓器,、電刷、電極輪,、冷卻液,、收放線裝置等組成。它是利用單絲通電流時會發(fā)熱這一原理來實現(xiàn)退火的,。 該設備的主要優(yōu)點：比較節(jié)能,，能夠實現(xiàn)在線連續(xù)退火，而且退火周期較短,，能夠實現(xiàn)退火速度自動跟蹤（能自動根據(jù)單絲速度調整退火電壓或電流,，使單絲退火程度保持一致）,。 缺點：由于靠電刷傳輸電流,，電極輪轉動使的阻力較大（費能）,，單絲和電極輪間有時會產生火花，影響單絲的表面質量,。（參見圖3）,。 圖3中，電極輪1和電極輪3的電位相等（假設都是正極）,，電極輪2是負極,，則電極輪1和電極輪2及電極輪2和電極輪3之間的單絲都有電流通過，并產生熱量,。從圖中可以看出,，電極輪1和電極輪2間的單絲發(fā)熱比電極輪2和電極輪3的要少，單絲的相對溫度較低（因為電極輪1和電極輪2間的單絲較長,，通過的電流相對較?。摱畏Q為預熱段,，電極輪2和電極輪3之間稱為退火段,。因銅絲在較高的溫度下易氧化，為了避免氧化的產生,，通常采用水蒸汽保護（2＃銅中拉采用冷卻液保護）,。經過退火的單絲通過冷卻液的冷卻后，就可以上收線盤了,。 接觸式電刷傳輸大電流退火設備,，控制退火程度的方式一般有二種：控制退火電流及控制退火電壓。退火電流與退火線徑的平方成正比,，并與退火的速度有關（速度越快,，退火電流需要越大）；退火電壓僅取決于退火的速度和單絲的電阻率,，與線徑無關,。基于上述原因,，所以以控制退火電壓來控制單絲退火程度（單絲的斷裂伸長率）的方式比較常用,。
6.3.4 感應式退火感應式退火設備主要由感應電源、感應線圈,、等組成（參見圖4）,，它是利用電磁感應原理達到給單絲退火的目的。 該設備的主要優(yōu)點有：不需要電刷等傳輸電流到單絲上,，工作時所受的阻力較小,，退火效率較高（耗電不足退火爐退火或熱管式退火的一半），能夠實現(xiàn)退火速度自動跟蹤,，對環(huán)境幾乎沒有污染,。 缺點：設備價格較高,。 交聯(lián)機組上的導體預熱器，往往是采用了先進的感應加熱原理,，導體通過感應線圈后,，能使導體溫度升為所需的溫度（一般設定為90℃，交聯(lián)設備上不需對導體退火,，只是提高導體的溫度,，這樣能使電纜的交聯(lián)度均勻，大幅提升電纜的質量,，而且也提高了生產效率）,。
6.4 退火的目的：1) 使經過冷加工硬化的塑性恢復到冷加工前的水平，以便繼續(xù)加工,。 2) 為了使拉線的成品恢復到拉線前的機械和電性能,，進行成品退火。 3) 為了得到高強度的線材,，對于鋁鎂硅合金線要進行淬火和時效,。 4) 對于成品鋁線，采用適當?shù)墓に?，可以得到性能介于硬線和軟線之間的半硬線,。 5) 對于銅電刷線，在束絞和絞制完成后進行退火,，以消除由于束絞和絞制單線的內應力,，使成品柔軟適用。 6) 對于在溫度較高的場所或使用時導體本身發(fā)熱的合金產品,，為了避免使用過程中發(fā)生電性能的變化,，而預先進行退火。這種退火的溫度略高于使用溫度,，且退火時間較短,。 7 工裝7.1 設備拉絲設備為拉絲機，按照不同的方式可分為： 1) 按照模具的數(shù)量分：單模拉絲機和多模拉絲機,； 2) 按照工作特性分：滑動式拉絲機和非滑動式拉絲機,； 3) 按照拉絲鼓輪的形狀分：塔形鼓輪拉絲機、錐形和圓柱形鼓輪拉絲機,； 4) 按照潤滑情況分：噴淋式拉絲機和浸入式拉絲機,； 5) 按照拉制線徑分：大、中,、小,、細和微拉絲機。 生產中主要以單模和多模拉絲機來區(qū)分，多模拉絲機分為滑動式和非滑動式拉絲機,。 7.2 模具7.2.1 拉絲模具種類1) 硬質合金模：粘附性?。粧伖庑院?；摩擦系數(shù)小,；抗腐蝕性高,； 2) 鉆石模，由于天然鉆石模價格昂貴,，非常脆弱,，主要用于細微線的拉制； 3) 聚晶模（人造鉆石）,，與天然鉆石一樣的高硬度和高耐磨性,。 目前已廣泛應用于拉絲行業(yè)。 模具的主要部分是?？?，一般由互相圓滑地連接的潤滑區(qū)、工作區(qū),、定徑區(qū),、出口區(qū)四個區(qū)域組成。 7.2.2 模具的壽命模具在使用過程中,，?？讜艿讲豢杀苊獾哪p，收線是在變形區(qū)與線材接觸的地方形成凹環(huán),，并逐漸向定徑區(qū)擴展和加深,，凹環(huán)邊緣被磨損的比較尖薄，當經不起拉線壓力和拉力的時候模具會崩裂,。 其影響因素為模具材料的質量,、形狀和尺寸、拋光質量（特別是工作區(qū)和定徑區(qū)的拋光質量）,、潤滑劑的質量,、潤滑方式及拉線速度等。 一般我們說的模具壽命指的是一個模具能拉制多重的成品單絲,。 7.3 拉絲油（拉絲液）7.3.1 主要作用1) 潤滑,。在變形的金屬和模空之間,，保持一層潤滑膜,，避免模具和線材直接接觸和粘結，降低摩擦系數(shù)，從而減少能量消耗和加工道次,，延長模具的使用壽命,。 2) 冷卻。使用冷卻的潤滑液,，可以降低線材和?？椎臏囟龋乐咕€材溫度過高而發(fā)生氧化變色,，提高線速,。 3) 清洗。在拉制過程中,，不斷產生微細的金屬粉塵,，潤滑液不斷沖洗模孔,，消除金屬粉塵在?？椎淖饔谩?/span> 7.3.2 拉絲液對拉絲的影響因素1) 濃度,。潤滑劑的濃度大,，提高了它的潤滑作用，金屬線材與?？妆诘哪Σ料禂?shù)小,，相應的摩擦力也減小，拉伸力隨之下降,。但是,，濃度太大，潤滑劑的粘度也隨之上升,，它的沖洗作用也減小,，模孔的金屬屑不易帶走,，造成線材表面質量差,。濃度太大，金屬屑不會沉淀,，懸浮在潤滑劑中,，反而影響潤滑效果。 2) 溫度,。潤滑液的溫度過高,，失去了它的冷卻作用，使金屬線材及模具的溫度升高,，線材氧化變色,、模具壽命減低，也影響油脂潤滑膜的強度，潤滑效果下降,。溫度過高,，潤滑劑粘度上升，不利于拉伸,。 3) 清潔度,。潤滑劑中混入酸類物質，會造成潤滑劑分層,，失去潤滑效果,。潤滑劑中含堿量增加，對拉伸后的金屬線材產生腐蝕的危害,。潤滑劑中有固體雜質，影響設備的潤滑系統(tǒng),，造成潤滑液供應不足,，減小了潤滑劑起到的作用。 7.3.3 拉絲油的作用及溫度(濃度)控制1) 拉絲油的主要作用是：對拉制過程中金屬線材和模具進行潤滑冷卻,；同時將金屬線材在壓縮變形過程中產生的金屬粉末帶走,。起到提高金屬線材表面質量和延長模具使用壽命的作用。 2) 拉絲油溫度控制：鋁拉最佳工作溫度40~50℃最高不超過60℃,；銅拉＜40℃ 3) 銅拉皂液濃度：3~8% PH值7.5~8.5,。 4) 銅拉冷卻水濃度：0.5~1%，出水溫度不大于55℃,，入水溫度不大于33℃,。 8 檢驗8.1 直徑直徑使用精度為0.01的千分尺來在垂直與試樣軸線的同一截面上，并且相互垂直的方向上測量,。至少在試樣的兩端和中部共測量三處，各測量點之間的距離應不小于200mm,，直徑要求應符合標準或工藝規(guī)定,。 8.2 抗張強度用拉力試驗機測出線的拉斷力,根據(jù)線的截面計算出該線的抗張強度，測量抗張強度時要取樣三段,，以平均值作為測量結果,。 8.3 伸長率用拉力試驗機將標距好的試樣拉斷，拉斷長度和標距長度的差與標稱長度的比值即為生產率,，測量生產率時要取樣三段,，以平均值作為測量結果。 注：未退火的線材只測量抗張強度,，退過火的線材測量生產率 8.4 電阻率用電橋法將線在20℃時的直流電阻測出,然后根據(jù)線的截面計算出線在20℃時的電阻率,。 8.5 表面質量目測檢查線的表面是否有毛刺,裂紋,擦傷和氧化等現(xiàn)象。
9 拉絲過程中異常原因分析與處理
10 焊接10.1 電阻對焊焊接前應剪去線材的兩個端頭,將兩段分別夾緊焊機的兩個夾頭里,并使兩線端接觸.然后接通焊接電流,使焊件加熱到足夠的溫度,并給于頂鍛擠壓力.切斷電流后,焊接冷卻,兩端線材即被焊接.焊接電流的大小,應按線材直徑的大小進行調整,保證焊接區(qū)域有足夠的溫度.電流過大,焊接區(qū)域溫度過高,線材容易引起”過燒”.”過熱”現(xiàn)象,，降低了焊區(qū)的機械性能;電流過小溫度不足,焊接不上。時間過長,線材容易引起”過燒”.”過熱”現(xiàn)象,時間過短,焊接溫度不夠,擠壓量小,影響焊接質量.頂鍛力大小,可調節(jié)彈簧或手工推力.焊接后殘留在線材表面上的金屬熔渣,用鉗子剪去,并用銼刀打光,使焊接平整,。 焊接過程中可以使用銀焊片和銀焊粉,，作用：助焊劑，可以排除空氣填滿縫隙增強抗張強度,。 10.2 冷焊焊接采用冷焊焊接方法注意一下幾點 1) 模具的尺寸與線材直徑的偏差為-1%-+3%,； 2) 模具的工作面上不能有金屬碎屑和油灰； 3) 冷焊機在待焊接狀態(tài)下,模具的間隙應調至線徑的1/3左右,； 4) 線材的末端要求有大約20mm左右直段,以便線材端容易進入模具,。 |
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