Temper tembaga dan jejari bending minimum

"Busbar tembaga, 100 × 10, 3 meter" bukanlah spesifikasi yang boleh dibeli. Ia menamakan logam dan keratan rentas tetapi meninggalkan satu sifat yang menentukan sama ada bar akan membengkok ke jejari pada lukisan atau retak merentasi muka luar pada bahagian pertama. Sifat itu ialah kekerasan, dan ia merupakan medan rantaian bekalan sebelum menjadi masalah bengkel: apabila bar berada di rak, tiada siapa boleh mengubahnya tanpa relau.

Indeks berikut memberi panduan jejari bengkok berdasarkan kod kekerasan yang muncul pada pesanan pembelian dan sijil kilang, bukan semata-mata berdasarkan ketebalan. Ketebalan adalah penting, tetapi ia merupakan pemboleh ubah kedua.

Apa yang dimaksudkan dengan kod EN 13601

EN 13601 merangkumi rod, bar dan dawai tembaga untuk tujuan elektrik, dan untuk kerja busbar, gred yang menarik minat ialah Cu-ETP, dagangan CW004A. Piawai ini mengenal pasti keadaan bahan dengan dua cara, dan kedua-duanya muncul pada sijil.

Dagangan R dikaitkan dengan kekuatan tegangan minimum dalam N/mm². R220 bermaksud kekuatan tegangan minimum sebanyak 220. Dagangan H dikaitkan dengan kekerasan Vickers minimum. H040 bermaksud 40 HV minimum. Kedua-duanya berjalan selari, itulah sebabnya ia dipasangkan.

Julat kekuatan tegangan adalah daripada piawai. Angka kekuatan buktian, pemanjangan dan kekerasan ialah angka yang diterbitkan oleh helaian data kilang bersama dagangan ini untuk Cu-ETP dan harus dianggap sebagai tipikal dan bukannya normatif; panduan busbar Pembangunan Tembaga memetik 50 hingga 55 N/mm² buktian untuk tembaga bahagian busbar yang dianil sepenuhnya dan 170 hingga 200 N/mm² untuk separuh keras, yang lebih rendah di hujung lembut berbanding angka keping di atas.

Dua perkara berikut jelas daripada jadual dan kedua-duanya lebih penting daripada nombor itu sendiri.

Pertama, rantaian ini bersifat sehala. Kerja sejuk meningkatkan kekuatan tegangan, meningkatkan kekuatan buktian, meningkatkan kekerasan dan mengurangkan pemanjangan. Setiap sifat dalam baris bergerak bersama kerana semuanya datang daripada ketumpatan ubah suai yang sama. Tembaga keras tidak boleh dibeli yang juga mempunyai kebolehbentukan tembaga lembut.

Kedua, lajur pemanjangan merosot jauh lebih cepat berbanding lajur kekuatan meningkat. Dari R220 ke R290 memperoleh kira-kira 40% pada kekuatan tegangan dan mengorbankan sekitar 88% pemanjangan. Asimetri inilah sebabnya pemilihan kekerasan didominasi oleh pertimbangan pembentukan dan bukannya oleh kekuatan.

Kesan saiz yang tidak disebut sesiapa

Terdapat satu keberatan pada kekerasan keras yang mengejutkan ramai pada keratan besar. Kekuatan maksimum yang boleh diperoleh bergantung pada keratan rentas, kerana jumlah penurunan sejuk yang boleh dilakukan oleh kilang pada bar adalah terhad oleh berapa banyak pengurangan kawasan yang proses benarkan. Panduan CDA meletakkan busbar keadaan keras dalam julat 250 hingga 340 N/mm² bergantung pada luas keratan rentas, dengan keratan yang lebih besar berada di hujung yang lebih rendah.

Oleh itu, "keras" pada bar 30 × 5 dan "keras" pada bar 200 × 12 bukanlah keadaan material yang sama, walaupun kedua-dua sijil menyatakan R290. Bahagian lebih besar akan berada lebih hampir ke bawah julat, akan sedikit lebih mudah dibengkok, dan akan melentur sedikit kurang. Jika jidar pampasan yang telah terbukti dipindahkan dari bahagian kecil ke bahagian yang lebih besar, ia akan menjadi konservatif dan bukannya salah.

Jejak lengkung minimum, rata

Titik permulaan yang diterbitkan adalah panduan CDA untuk tembaga berkonduktiviti tinggi dalam keadaan separa keras atau keras, yang memberikan jejak acuan minimum sebagai gandaan ketebalan:

Melebihi 50 mm, bar biasanya tidak dibengkok langsung; CDA menyatakan ia boleh dilakukan dengan pengelasan setempat sebelum pembentukan.

Angka-angka ini sudah mengandaikan kekerasan yang lebih tinggi, jadi ia merupakan lantai yang selamat untuk R240 dan R290. Untuk R220, jejarian yang lebih ketat mungkin dilakukan, tetapi jarang ada sebab untuk menggunakannya. Apa yang julat ketebalan tidak tunjukkan adalah paksi kekerasan, jadi dalam amalan jidar kerja kelihatan lebih seperti ini:

Lajur R220 dan lajur R290 harus dianggap sebagai petunjuk. Jadual CDA adalah.anchor yang disahkan; taburan pada kedua-dua sisi mencerminkan amalan bengkel yang biasa dan harus disahkan pada artikel pertama bagi setiap kombinasi bahan, ketebalan dan alat ganti.

Pemanjangan memberi kedudukan kekerasan; ia tidak menyediakan belanjawan untuk lenturan

Daya kejuruteraan pada gentian luar sesuatu lengkung terus mengikut geometri:

ε = t / (2R + t) = 1 / (2·(R/t) + 1)

Pada R/t = 1, ia adalah 33%. Pada R/t = 2, ia adalah 20%. Pada R/t = 4, ia adalah 11%. Membandingkannya dengan lajur pemanjangan menunjukkan R290 dinyatakan pada 4% minimum, yang dengan bacaan langsung akan menuntut R/t lebih tinggi daripada 11 sebelum gentian luar dapat bertahan.

Ini bukan kesnya, dan mengetahui sebab menghentikan spesifikasi berlebihan bagi jejari. Ujian tegangan mengukur pemanjangan sehingga patah pada panjang tolok seragam di mana leher bebas terbentuk dan berlari. Dalam lenturan, strain puncak hanya wujud pada permukaan luar merangkumi lengkung pendek, dan bahan yang tidak distruktur di sekeliling mengekang sebarang leher daripada terbentuk. Oleh itu, strain lenturan yang boleh dicapai melebihi pemanjangan tegangan dengan margin yang luas, tepat bagaimana CDA boleh menetapkan 1 t untuk tembaga keras sehingga ketebalan 10 mm pada bahan dengan 4% pemanjangan.

Angka pemanjangan digunakan untuk menanda bentuk kekerasan antara satu sama lain dan meramalkan yang mana akan retak lebih dahulu. Ia bukan bajet strain lenturan.

Bagaimana kegagalan kelihatan

Retakan pada gentian luar berlalu melalui peringkat yang boleh dikenali, dan menangkapnya pada peringkat pertama menyelamatkan kelompok.

Kulit oren datang terlebih dahulu. Permukaan luar menjadi kasar dengan tekstur yang kelihatan kerana individu grain berbentuk secara bebas. Ia kosmetik dengan sendirinya, tetapi ia menunjukkan gentian luar hampir pada hadnya, dan ia bertambah buruk dengan saiz grain kasar, yang itu sendiri adalah simptom lebihtahap pengannealan.

Retakan mikro melintang mengikuti, berjalan selari dengan paksi lenturan merentasi permukaan luar. Pada bar berplating, ia mungkin hanya menunjukkan sebagai putusan dalam plating. Bahagian adalah skrap pada titik ini, kerana retakan adalah penaik tekanan yang terletak tepat di mana beban keletihan adalah tertinggi semasa perkhidmatan. Retakan tembus adalah peringkat terminal dan tidak memerlukan penerangan.

Pada permukaan dalam, mod kegagalan adalah berbeza: ketidakstabilan mampatan, ditunjukkan sebagai lengkung atau kerutan. Pada lenturan mendatar, ia biasanya tanda bahawa bar tidak disokong secukupnya. Pada lenturan tepi, ia adalah kekangan yang mentadbir dan bukan secara kebetulan.

Lenturan tepi memerlukan jejari yang jauh lebih besar

Semua di atas adalah untuk lenturan mendatar, di mana bar dilipat merentasi ketebalannya dan dimensi kecil menentukan strain. Melenturkan bar yang sama dengan cara yang keras, merentasi lebarnya, mengubah geometri sepenuhnya: gentian luar kini terletak pada separuh lebar bar daripada paksi neutral berbanding separuh ketebalan, dan gentian dalam mempunyai rentang tidak disokong yang panjang dalam mampatan.

Bukti praktikal terdapat dalam jadual kapasiti mesin. SMART-603CNC-S dinilai pada 260 × 20 mm untuk lenturan mendatar dan 125 × 15 mm untuk lenturan tepi, dan pengurangan anggaran kedua-dua dimensi itu adalah corak yang terdapat merentasi peralatan pemprosesan busbar secara umum. Jejari minimum untuk kerja tepi berjalan dalam gandaan lebar bar, bukan ketebalan, dan biasanya beberapa kali angka mendatar. Perbandingan lenturan tepi dan mendatar busbar merangkumi mekanik dan alternatif reka bentuk.

Peraturan jejari mendatar tidak boleh dibawa kepada lenturan tepi. Ia adalah laluan terpantas kepada tepi luar yang retak.

Arah grain

Tembaga yang digulung dan ditarik mempunyai tekstur kristalografik yang sejajar dengan arah kerja, dan kebolehbentukannya adalah berarah sebagai akibatnya. Peraturan umum daripada pembentukan kepingan terpakai: lekuk yang paksi lekukannya berjalan serenjang ke arah penggulungan adalah orientasi yang baik, dan lekuk yang paksi lekukannya berjalan selari kepadanya adalah lekuk yang akan retak.

Bagi busbar biasa, ini berfungsi memihak kepada pereka tanpa sebarang usaha. Bar digulung atau ditarik sepanjang panjangnya, dan lekuk melintang normal meletakkan paksi lekuk merentasi bar, serenjang ke arah kerja. Ini adalah orientasi yang baik.

Perkara itu menjadi tidak automatik ialah bar yang dipotong daripada plat lebar atau dijalankan daripada gelendong, di mana panjang bar siap mungkin tidak sejajar dengan arah penggulungan asal. Jika pembekal menukar bahan jalanan (slit) untuk bar tarikan, tingkah laku lekuk boleh berubah walaupun sijil kekuatannya bacaan identik. Itu adalah alasan yang baik untuk merekod bentuk bahan, bukan sahaja gred dan kekerasan, dalam rekod proses pembengkokan.

Membaca sijil kilang

Sijil yang berguna untuk busbar membawa gred dan standard, Cu-ETP CW004A mengikut EN 13601. Ia membawa gelaran kekerasan dalam kedua-dua bentuk di mana kilang memetik kedua-duanya, R240 / H065. Ia membawa kekuatan tegangan, pemanjangan dan kekerasan yang diukur menentang nombor tuangan atau kumpulan. Ia membawa kekonduksian sebagai peratusan IACS, yang untuk bahan yang dinyahwap haruslah 100% atau lebih baik dan untuk bahan tarikan keras sekurang-kurangnya 97%, kerana kerja sejuk mengurangkan 2 hingga 3% kekonduksian.

Apa yang biasanya tidak dibawa, kecuali diminta, adalah kekuatan bukti 0.2% yang diukur. Itulah nombor yang diperlukan oleh pengiraan pengembalian, dan untuk R220 ia membawa julat kebenaran yang paling luas. Standard menetapkan had atas kekuatan bukti untuk bahan lembut, bukan lantai, jadi dua bar R220 yang mematuhi standard boleh berbeza sehingga dua kali ganda sejauh mana ia kembali mengembang. Jika tembaga lembut digunakan dalam pengeluaran, Rp0.2 yang diukur haruslah pada pesanan pembelian.

Perkara lain yang perlu diperiksa ialah sijil merujuk kepada lot yang dihantar dan bukannya kepada ujian jenis. Sijil ujian jenis adalah biasa dan bukan bukti yang sama.

Apabila nyahwap adalah jawapan yang betul

Terdapat kes yang sah. Bar yang lebih tebal daripada 50 mm, di mana nyahwap setempat di bahagian lekuk sebelum pembentukan adalah satu-satunya laluan praktikal. Kerja semula bar yang sudah dibentuk, di mana zon lekuk telah mengalami pengukuhan kerja melalui operasi pertama dan lekuk kedua pada lokasi yang sama akan retak. Jejari yang sangat ketat pada pengubah suai di mana bar sudah dipotong dan pilihan adalah buangan.

Terdapat juga kes biasa yang bukan sebab yang sah: membeli bar keras kerana itulah yang peniaga ada, kemudian menghapuskan nyahwapnya untuk menjadikannya boleh dibengkok. Urutan itu membayar untuk kerja sejuk, kemudian membayar sekali lagi untuk membuangnya, dan ia membuang sifat mekanikal yang disediakan oleh kekerasan keras. Bar keras menentang penggantungan atas rentang sokongan panjang dan menentang ubah bentuk kekal di bawah daya elektromagnetik litar pintas. Menghapuskan nyahwap pada keseluruhan bar tidak membeli kebolehbentukan R220 atau kekakuan R290.

Dua kekangan teknikal terpakai sebelum berkomitmen untuk menghapuskan nyahwap. Cu-ETP melembut secara berperingkat di atas kira-kira 150 °C, dan nyahwap penghabluran semula penuh biasanya dijalankan pada kira-kira 400 °C, di mana penghabluran semula pada dasarnya selesai dalam {minutes}. Rendaman yang lebih lama mengkasarkan butir, dan butir kasar memberikan kesan kulit oren pada lekuk seterusnya, jadi nyahwap yang lama boleh menjadikan kemasan permukaan lebih teruk sambil menjadikan bahan lebih lembut.

Kekangan kedua adalah khusus untuk gred ini. Cu-ETP mengandungi oksigen sisa. Menghapuskan nyahwap dalam atmosfera yang mengandungi hidrogen membolehkan hidrogen meresap masuk, mengurangkan kekotoran oksigen dan membentuk stim di sempadan butir, yang melemahkan bahan secara tidak boleh diterbalikkan. EN 13601 membawa keperluan bebas daripada kerapuhan hidrogen atas sebab yang tepat ini. Jika penghapusan nyahwap adalah sebahagian daripada proses, atmosfera ketuhar mesti dikawal atau gred bebas oksigen ditetapkan sebagai ganti.

Menulis pesanan pembelian

Set minimum untuk pesanan busbar termasuk gred dan standard, nama keadaan (temper), keratan rentas, bentuk, dan syarat sijil. Penambahan kekuatan lelasan terbukti (measured proof strength) tidak memberi kos tambahan kepada kilang dan menghilangkan punca terbesar penyimpangan dalam pembengkokan. Jika sebuah bar akan dimasukkan ke dalam mesin pembengkok busbar dengan jadual pampasan springback tersimpan, kod keadaan (temper) adalah kunci kepada jadual tersebut, dan keadaan (temper) yang tidak dinyatakan bermakna jadual itu tidak mempunyai entri yang sah.

Keadaan (temper) juga tidak mempunyai hubungan dengan keupayaan pembawa arus, yang ditetapkan oleh keratan rentas, susunan dan persekitaran termal; jika itu adalah kekangan yang sedang dikerjakan, kalkulator ampasiti busbar mengendalikannya secara berasingan dari cara bar tersebut diproses. Kedua-dua keputusan ini boleh diasingkan, dan mengasingkannya menghalang hujah boleh bentuk (formability) daripada meresap ke dalam hujah penyizanan (sizing).