Temper tembaga dan jejari bending minimum

"Busbar tembaga, 100 × 10, 3 meter" bukanlah spesifikasi yang boleh dibeli. Ia menamakan satu logam dan satu keratan dan meninggalkan satu-satunya sifat yang menentukan sama ada bar itu akan dibending kepada jejari pada lukisan anda atau retak merentas muka luarnya pada bahagian pertama. Sifat itu ialah temper, dan ia satu medan rantaian bekalan sebelum ia menjadi masalah bengkel: setelah bar itu berada di rak, tiada sesiapa boleh mengubahnya tanpa relau.

Apa yang menyusul mengindekskan panduan jejari bending kepada kod temper yang muncul pada pesanan belian dan sijil kilang, dan bukan kepada ketebalan semata-mata. Ketebalan memang penting, tetapi ia pemboleh ubah kedua.

Apa maksud kod EN 13601

EN 13601 merangkumi rod, bar dan dawai tembaga bagi kegunaan elektrik, dan bagi kerja busbar, gred yang menjadi tumpuan ialah Cu-ETP, designasi CW004A. Standard itu mengenal pasti keadaan bahan dengan dua cara, dan kedua-duanya muncul pada sijil.

Designasi R dikunci pada kekuatan tegangan minimum dalam N/mm². R220 bermaksud tegangan minimum 220. Designasi H dikunci pada kekerasan Vickers minimum. H040 bermaksud minimum 40 HV. Kedua-duanya berjalan seiring, dan itulah sebabnya anda melihatnya berpasangan.

Julat tegangan itu milik standard tersebut. Angka kekuatan alah, pemanjangan dan kekerasan pula ialah angka yang diterbitkan oleh lembaran data kilang bersama designasi ini bagi Cu-ETP dan patut dianggap lazim dan bukan normatif; panduan busbar Copper Development Association memetik kekuatan alah 50 hingga 55 N/mm² bagi tembaga keratan busbar yang disepuh lindap sepenuhnya dan 170 hingga 200 N/mm² bagi separuh keras, yang lebih rendah di hujung lembut berbanding angka jalur di atas.

Dua perkara berikutan daripada jadual itu dan kedua-duanya lebih penting daripada angka-angka itu sendiri.

Pertama, rantaian itu satu arah. Kerja sejuk menaikkan kekuatan tegangan, menaikkan kekuatan alah, menaikkan kekerasan dan memotong pemanjangan. Setiap sifat dalam baris itu bergerak bersama kerana kesemuanya datang daripada ketumpatan dislokasi yang sama. Anda tidak boleh membeli tembaga keras yang turut mempunyai kebolehbentukan tembaga lembut.

Kedua, lajur pemanjangan runtuh jauh lebih cepat daripada kadar naiknya lajur kekuatan. Beralih daripada R220 kepada R290 memberi anda kira-kira 40% pada kekuatan tegangan dan mengorbankan sekitar 88% pemanjangan anda. Ketaksimetrian itulah sebabnya pemilihan temper didominasi oleh pertimbangan pembentukan dan bukan oleh kekuatan.

Kesan saiz yang tiada sesiapa sebutkan

Ada satu peringatan tentang temper keras yang menangkap orang pada keratan besar. Kekuatan maksimum yang boleh dicapai bergantung pada keratan rentas, kerana jumlah pengurangan sejuk yang boleh dimasukkan oleh sesebuah kilang ke dalam satu bar dihadkan oleh berapa banyak pengurangan luas yang dibenarkan oleh proses itu. Panduan CDA meletakkan busbar berkeadaan keras dalam julat 250 hingga 340 N/mm² bergantung pada luas keratan rentas, dengan keratan yang lebih besar berada di hujung yang lebih rendah.

Jadi "keras" pada bar 30 × 5 dan "keras" pada bar 200 × 12 bukanlah keadaan bahan yang sama, walaupun kedua-dua sijil menyatakan R290. Keratan besar akan berada lebih hampir ke bahagian bawah jalur itu, akan sedikit lebih memaafkan untuk dibending, dan akan springback sedikit kurang. Jika anda memindahkan jadual ofset yang telah terbukti daripada keratan kecil kepada keratan besar, jangkakan ia konservatif dan bukan salah.

Jejari bending minimum, secara rata

Titik permulaan yang diterbitkan ialah panduan CDA bagi tembaga berkekonduksian tinggi dalam temper separuh keras atau keras, yang memberikan jejari acuan bentuk minimum sebagai gandaan ketebalan:

Melebihi 50 mm, bar lazimnya langsung tidak dibending; CDA mencatatkan ia boleh dilakukan dengan sepuh lindap setempat sebelum pembentukan.

Angka-angka itu sudah pun mengandaikan temper yang lebih keras, jadi ia lantai yang selamat bagi R240 dan R290. Bagi R220 anda boleh pergi lebih ketat, tetapi jarang ada sebab untuk berbuat demikian. Apa yang tidak ditunjukkan oleh jalur ketebalan itu ialah paksi temper, jadi dalam amalan satu jadual kerja kelihatan lebih seperti ini:

Anggap lajur R220 dan lajur R290 sebagai indikatif. Jadual CDA ialah sauh yang disahkan; sebaran di kedua-dua belahnya mencerminkan amalan kilang yang lazim dan patut disahkan pada artikel pertama bagi setiap kombinasi bahan, ketebalan dan peralatan.

Pemanjangan menyusun kedudukan temper; ia bukan bajet terikan bending

Terikan kejuruteraan pada gentian luar sesuatu bending mengikut terus daripada geometrinya:

ε = t / (2R + t) = 1 / (2·(R/t) + 1)

Pada R/t = 1 itu 33%. Pada R/t = 2 ia 20%. Pada R/t = 4 ia 11%. Bandingkan angka-angka itu dengan lajur pemanjangan: R290 ditetapkan pada minimum 4%, yang melalui bacaan naif akan menuntut R/t melebihi 11 sebelum gentian luar itu bertahan.

Ia tidak menuntut sedemikian, dan memahami sebabnya menghentikan orang daripada melebihkan spesifikasi jejari. Ujian tegangan mengukur pemanjangan sehingga patah dalam panjang tolok yang seragam, tempat leher bebas terbentuk dan merebak. Dalam satu bending, terikan puncak wujud hanya di permukaan luar sepanjang satu arka pendek, dan bahan tidak terikan di sekelilingnya mengekang mana-mana leher daripada terbentuk. Oleh itu terikan bending yang boleh dicapai melebihi pemanjangan tegangan dengan margin yang lebar, dan itulah tepatnya bagaimana CDA boleh menetapkan 1 t bagi tembaga keras sehingga ketebalan 10 mm pada bahan yang pemanjangannya 4%.

Gunakan angka pemanjangan untuk menyusun kedudukan temper antara satu sama lain dan untuk meramalkan yang mana akan retak dahulu. Jangan gunakannya sebagai bajet terikan bending.

Rupa kegagalan

Keretakan pada gentian luar berkembang melalui peringkat yang boleh dikenali, dan menangkapnya pada peringkat pertama menyelamatkan kelompok itu.

Kulit oren datang dahulu. Permukaan luar menjadi kasar kepada tekstur yang kelihatan apabila butiran individu berubah bentuk secara berasingan. Ia bersifat kosmetik dengan sendirinya, tetapi ia memberitahu anda bahawa gentian luar itu hampir kepada hadnya, dan ia bertambah teruk dengan saiz butiran yang kasar, yang dengan sendirinya merupakan simptom sepuh lindap berlebihan.

Retak mikro melintang menyusul, berjalan selari dengan paksi bending merentas muka luar. Pada bar yang disadur, ia mungkin hanya kelihatan sebagai putusan pada saduran. Bahagian itu menjadi sisa pada tahap ini, kerana retakan itu ialah penaik tegasan yang duduk tepat di tempat beban lesu paling tinggi semasa perkhidmatan. Retak menembusi ialah peringkat terakhir dan tidak memerlukan penerangan.

Pada muka dalam, mod kegagalannya berbeza: ketakstabilan mampatan, yang kelihatan sebagai pelentokan atau pengerutan. Pada bending rata ia biasanya tanda bahawa bar itu tidak disokong dengan mencukupi. Pada bending tepi ia merupakan kekangan yang mengawal dan bukan kekangan sampingan.

Bending tepi memerlukan jejari yang jauh lebih besar

Semua di atas adalah bagi bending rata, tempat bar melipat merentas ketebalannya dan dimensi kecil itulah yang mengawal terikan. Bending bar yang sama pada arah keras, merentas lebarnya, dan geometrinya berubah sama sekali: gentian luar kini terletak pada separuh lebar bar dari paksi neutral dan bukan separuh ketebalan, dan gentian dalam mempunyai rentang panjang tanpa sokongan dalam keadaan mampatan.

Buktinya yang praktikal ada dalam jadual keupayaan mesin. SMART-603CNC-S berkadaran 260 × 20 mm bagi bending rata dan 125 × 15 mm bagi bending tepi, dan penyeparuhan lebih kurang pada kedua-dua dimensi itu ialah corak yang akan anda temui merentas peralatan bending busbar secara amnya. Jejari minimum bagi kerja bending tepi berjalan dalam gandaan lebar bar, bukan ketebalan, dan lazimnya beberapa kali ganda angka bending rata. Perbandingan bending tepi dan bending rata busbar merangkumi mekaniknya dan alternatif reka bentuknya.

Jangan bawa peraturan jejari bending rata kepada bending tepi. Itulah laluan terpantas kepada tepi luar yang retak.

Arah butiran

Tembaga yang digelek dan ditarik membawa tekstur kristalografi yang sejajar dengan arah kerja, dan akibatnya kebolehbentukan bersifat berarah. Peraturan am daripada pembentukan kepingan terpakai: bending yang paksinya berjalan berserenjang dengan arah gelekan ialah orientasi yang menguntungkan, dan bending yang paksinya berjalan selari dengannya ialah yang retak.

Bagi busbar biasa, ini memihak kepada anda tanpa sebarang usaha. Bar digelek atau ditarik sepanjang panjangnya, dan bending melintang yang biasa meletakkan paksi bending merentas bar, berserenjang dengan arah kerja. Anda sudah pun berada dalam orientasi yang baik.

Ia berhenti menjadi automatik pada bar yang dipotong daripada plat lebar atau dibelah daripada gegelung, tempat panjang bar siap mungkin tidak sejajar dengan arah gelekan asal. Jika pembekal menggantikan bahan belahan dengan bar tarikan, kelakuan bendingnya boleh berubah walaupun sijilnya terbaca sama dari segi kekuatan. Itu sebab yang baik untuk merekodkan bentuk bahan, bukan sekadar gred dan temper, dalam rekod proses bending.

Membaca sijil kilang

Sijil yang berguna bagi busbar membawa gred dan standardnya, Cu-ETP CW004A menurut EN 13601. Ia membawa designasi temper dalam kedua-dua bentuk apabila kilang memetik kedua-duanya, R240 / H065. Ia membawa kekuatan tegangan, pemanjangan dan kekerasan yang diukur terhadap nombor tuangan atau nombor lot. Ia membawa kekonduksian sebagai peratusan IACS, yang bagi bahan yang disepuh lindap sepatutnya 100% atau lebih baik dan bagi bahan tarikan keras sekurang-kurangnya 97%, kerana kerja sejuk mengorbankan 2 hingga 3% kekonduksian.

Apa yang biasanya tidak dibawanya, melainkan anda meminta, ialah kekuatan alah 0.2% yang diukur. Itulah angka yang diperlukan oleh pengiraan springback, dan bagi R220 ia membawa sebaran dibenarkan yang paling lebar. Standard itu menetapkan siling pada kekuatan alah bagi bahan lembut, bukan lantai, jadi dua bar R220 yang mematuhi standard boleh berbeza dua kali ganda dari segi sejauh mana ia springback. Jika anda menjalankan tembaga lembut dalam pengeluaran, letakkan Rp0.2 yang diukur pada pesanan belian.

Perkara lain yang perlu disemak ialah sijil itu merujuk kepada lot yang dihantar dan bukan kepada ujian jenis. Sijil ujian jenis adalah lazim dan bukanlah bukti yang sama.

Bila sepuh lindap ialah jawapan yang betul

Ada kes yang sah. Bar melebihi 50 mm tebal, tempat sepuh lindap setempat pada bendingnya sebelum pembentukan merupakan satu-satunya laluan praktikal. Kerja semula bar yang sudah dibentuk, tempat zon bendingnya telah mengalami pengerasan kerja daripada operasi pertama dan bending kedua di lokasi yang sama akan retak. Jejari yang sangat ketat pada kerja pengubahsuaian tempat bar itu sudah dipotong dan alternatifnya ialah sisa.

Ada juga satu kes lazim yang bukan alasan yang sah: membeli bar keras kerana itulah yang ada pada peniaga, kemudian menyepuh lindapkannya supaya ia boleh dibending. Urutan itu membayar untuk kerja sejuk, kemudian membayar sekali lagi untuk membuangnya, dan ia membuang sifat mekanikal yang sedang diberikan oleh temper keras itu. Bar keras menahan lentur pada rentang panjang tanpa sokongan dan menahan herotan kekal di bawah daya elektromagnet litar pintas. Sepuh lindapkan keseluruhan bar itu dan anda tidak membeli kebolehbentukan R220 mahupun kekakuan R290.

Dua kekangan teknikal terpakai sebelum anda memutuskan untuk menyepuh lindap. Cu-ETP melembut secara beransur melebihi kira-kira 150 °C, dan sepuh lindap penghabluran semula yang penuh lazimnya dijalankan sekitar 400 °C, tempat penghabluran semula pada dasarnya lengkap dalam beberapa minit. Rendaman yang lebih lama mengasarkan butiran, dan butiran kasar memberikan kulit oren pada bending berikutnya, jadi sepuh lindap yang panjang boleh memburukkan kemasan permukaan sambil melembutkan bahan itu.

Kekangan kedua khusus kepada gred ini. Cu-ETP mengandungi oksigen baki. Sepuh lindapkannya dalam atmosfera yang mengandungi hidrogen dan hidrogen itu meresap masuk, menurunkan rangkuman oksida dan membentuk stim pada sempadan butiran, yang merapuhkan bahan itu secara tidak berbalik. EN 13601 membawa keperluan kebebasan daripada kerapuhan hidrogen atas sebab inilah tepatnya. Jika sepuh lindap sebahagian daripada proses anda, kawal atmosfera relau atau tetapkan gred bebas oksigen sebagai gantinya.

Menulis pesanan belian

Set minimum bagi pesanan busbar ialah gred dan standard, designasi temper, keratan, bentuk, dan keperluan sijil. Menambah kekuatan alah yang diukur tidak mengenakan sebarang kos kepada kilang dan menghapuskan punca hanyutan tunggal yang terbesar dalam bending. Jika satu bar akan masuk ke mesin bending yang mempunyai jadual ofset springback tersimpan, kod temper itulah kunci bagi jadual tersebut, dan temper yang tidak ditetapkan bermakna jadual itu tiada entri yang sah.

Temper juga tidak mempunyai kaitan dengan keupayaan arus, yang ditetapkan oleh keratan, susunan dan persekitaran terma; jika itulah kekangan yang menjadi pegangan anda, kalkulator keupayaan arus busbar mengendalikannya tanpa bergantung pada bagaimana bar itu dikerjakan. Kedua-dua keputusan itu boleh diasingkan, dan mengasingkannya menghentikan hujah kebolehbentukan daripada bocor ke dalam hujah penyaizan.