[发明专利]包覆焊接法生产铜包铝材料过程中线材走线的控制方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种双金属复合导电材料的制造方法，尤其适用于铜包铝材料，属于复合金属功能材料领域。

(二)背景技术

铜包铝材料是在铝芯线表面同心地包覆铜层的双金属复合导线。由于铜包铝线中铜层体积比比纯铜线低很多，因此节省大量稀缺的铜资源，降低电缆的生产成本；铝的密度小，因此铜包铝线的重量仅为纯铜线的40％左右，这给电缆的施工带来很多优点，长期架空时不易下垂，从而减少信号损失和失真。同时根据高频电流传输的“趋肤效应”特征，用铜包铝线用作同轴电缆内导体，完全具有同纯铜线相同的射频信号传输的需求。

铜包铝线的生产方法主要有电镀法和包覆焊接法。电镀法对于异型铝型材包覆铜时有优势，但由于电镀过程中采用浸锌和氰化镀铜工艺，造成环境污染严重，同时存在铜镀层脆性大、杂质含量高而影响导电率、与铝芯线常常不同心的缺点。随着国家对无氰电镀和环境污染的控制，电镀法将逐渐被淘汰。包覆焊接法的工艺原理是采用包覆焊接装置，将经过清洗的铜带通过数对成型辊轮滚动作用下沿纵向逐步形成圆管状，包覆在清洗过的铝芯线周围。采用氩弧焊将铜管的纵缝焊接起来形成铜包铝线坯。该线坯经导向轮向前移动并缠绕在滚筒上，然后通过拉拔和热处理获得所需的线材直径和性能。这种工艺模式相对较为简单，设备不太复杂，所生产的铜包铝线质量较好，为目前国内主要的生产方法。目前国内包覆焊接法制备铜包铝线的工艺过程中存在两个问题：第一，铜带是通过数对成型辊轮滚动作用而向前移动，因为数对成型辊轮的滚动速度可能不一致，会造成铜带移动的不平稳而发生起皱，这必然会造成线材的纵向偏移，包覆时从而使铜管的纵缝焊接点发生偏移，而由于氩弧焊的焊头是固定不变的，因此会出现漏焊、虚焊等现象。第二，铜包铝线坯是通过导向轮向前移动而牵引传动，导向轮向前移动的速度同样存在不稳定，有快慢现象，而焊接时所施加的焊接电流是一致的，当导向轮移动速度慢时，设置的焊接电流会因为长时间作用在铜管的纵缝焊接点上，造成铜镀层熔化而露出铝表面，或当导向轮移动速度快时，设置的焊接电流会因为焊接时间过短而虚焊。上述两个问题都会影响包覆的成品率，目前大部分生产企业成品率在95％左右。

(三)发明内容

本发明的目的为解决目前包覆焊接法制备铜包铝线过程中存在因铜带移动不平稳造成的铜管纵缝焊接点发生偏移，以及导向轮移动速度与焊接电流不匹配等缺点，提供一种包覆焊接法制备铜包铝线材过程中线材走线的控制方法。

为此，本发明采用以下技术方案：

一种包覆焊接法制备铜包铝线材过程中线材移动的控制方法，其特征在于铜带和铜包铝线坯向前移动的动力都是通过导向轮提供，而原工艺中提供铜带移动的数对成型辊轮不施加动力，导向轮向前移动的速度通过伺服电机来控制，伺服电机控制导向轮的移动速度与氩弧焊的焊接电流相匹配，如导向轮的移动速度不稳定通过伺服电机反馈相应地调整焊接电流。

本发明所述的加热电缆的发热元件的有益效果主要体现在：铜带和铜包铝线坯向前移动的动力都是通过导向轮提供，这保证了整个铜包铝线生产过程中动力驱动源只有一个，而数对成型辊轮随着铜带的移动而滚动，这避免了原工艺中数对成型辊轮向前滚动而带动铜带移动造成的铜带起皱等问题，确保铜管的纵缝焊接点处于一水平线上，利用伺服电机的特点，导向轮向前移动的速度通过伺服电机来控制，这样可保证导向轮的移动速度稳定，伺服电机控制导向轮的移动速度与氩弧焊的焊接电流相匹配，如导向轮的移动速度不稳定通过伺服电机反馈相应地调整焊接电流，这样避免原工艺中焊接电流固定时因导向轮的移动速度或快或慢而造成脱焊或过焊现象。

(四)具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但不能将方案中所涉及的方法及技术参数理解为对本发明的限制。

在导向轮的牵引作用下，F15mm的铝合金杆拉拨成F9.0mm的铝内芯线，然后经表面除油和刷毛，同时铜带也经过表面除油和刷毛，铜带经15对成型辊轮作用下沿纵向逐步形成F0.3mm的铜圆管将铝内芯线包覆起来，然后经氩弧焊将铜管纵缝连续焊接起来，形成铜包铝复合线坯，最后经多道拉拨工艺变成F2.05mm的铜包铝线，整个工艺过程中控制导向轮的牵引速度为0.5m/s，与牵引速度相匹配的焊接电流为20A，生产1000吨的铜包铝线产品的合格率为98％以上。