เทมเปอร์ทองแดงกับรัศมีดัดต่ำสุด
เทมเปอร์ R220 R240 และ R290 ตาม EN 13601 กำหนดรัศมีดัดต่ำสุดของบัสบาร์ทองแดงอย่างไร วิธีอ่านใบรับรองโรงรีด และเมื่อใดที่การอบอ่อนคือคำตอบที่ผิด
อ่าน 10 นาทีปรับปรุง 2026-08-18
"บัสบาร์ทองแดง 100 × 10 ยาว 3 เมตร" ไม่ใช่สเปกที่สั่งซื้อได้ มันระบุโลหะและหน้าตัด แล้วละสมบัติข้อเดียวที่ตัดสินว่าบาร์จะดัดลงรัศมีตามแบบของคุณได้ หรือจะแตกขวางหน้าด้านนอกตั้งแต่ชิ้นแรก สมบัติข้อนั้นคือเทมเปอร์ และมันเป็นเรื่องของห่วงโซ่อุปทานก่อนจะเป็นปัญหาในโรงงาน เพราะเมื่อบาร์ขึ้นแร็กแล้ว ไม่มีใครเปลี่ยนมันได้ถ้าไม่มีเตาอบ
เนื้อหาต่อจากนี้จัดดัชนีแนวปฏิบัติเรื่องรัศมีดัดตามรหัสเทมเปอร์ที่ปรากฏบนใบสั่งซื้อและใบรับรองโรงรีด ไม่ใช่ตามความหนาเพียงอย่างเดียว ความหนามีความสำคัญ แต่เป็นตัวแปรลำดับที่สอง
รหัสของ EN 13601 หมายถึงอะไร
EN 13601 ครอบคลุมแท่ง บาร์ และลวดทองแดงสำหรับงานไฟฟ้า และสำหรับงานบัสบาร์ เกรดที่สนใจคือ Cu-ETP รหัส CW004A มาตรฐานระบุสภาพของวัสดุไว้สองแบบ และทั้งสองแบบปรากฏบนใบรับรอง
รหัส R อ้างอิงกับความแข็งแรงดึงต่ำสุดในหน่วย N/mm² R220 หมายถึงความแข็งแรงดึงต่ำสุด 220 รหัส H อ้างอิงกับความแข็งวิกเกอร์สต่ำสุด H040 หมายถึง 40 HV เป็นค่าต่ำสุด ทั้งสองรหัสเดินคู่ขนานกัน นั่นคือเหตุผลที่คุณเห็นมันเขียนเป็นคู่
| เทมเปอร์ | ความแข็งแรงดึง Rm | ความแข็งแรงพิสูจน์ 0.2% ตามปกติ | การยืดตัวตามปกติ A50 | ความแข็งตามปกติ |
|---|---|---|---|---|
| R220 / H040 (อบอ่อนนิ่ม) | 220–260 N/mm² | ≤ 140 N/mm² | ≥ 33% | 40–70 HV |
| R240 / H065 (กึ่งแข็ง) | 240–300 N/mm² | ≥ 180 N/mm² | ≥ 8% | 65–95 HV |
| R290 / H090 (แข็ง) | 290–360 N/mm² | ≥ 250 N/mm² | ≥ 4% | 90–110 HV |
ช่วงความแข็งแรงดึงเป็นของมาตรฐาน ส่วนตัวเลขความแข็งแรงพิสูจน์ การยืดตัว และความแข็ง เป็นตัวเลขที่เอกสารข้อมูลของโรงรีดเผยแพร่ควบคู่กับรหัสเหล่านี้สำหรับ Cu-ETP และควรถือเป็นค่าตามปกติ ไม่ใช่ค่าที่ใช้บังคับ แนวปฏิบัติเรื่องบัสบาร์ของ Copper Development Association อ้างความแข็งแรงพิสูจน์ไว้ที่ 50 ถึง 55 N/mm² สำหรับทองแดงหน้าตัดบัสบาร์ที่อบอ่อนเต็มที่ และ 170 ถึง 200 N/mm² สำหรับกึ่งแข็ง ซึ่งที่ฝั่งนิ่มต่ำกว่าตัวเลขของวัสดุแถบข้างบน
มีสองข้อที่ตามมาจากตาราง และทั้งสองข้อสำคัญกว่าตัวเลขเอง
ข้อแรก ลูกโซ่นี้เดินทางเดียว การขึ้นรูปเย็นเพิ่มความแข็งแรงดึง เพิ่มความแข็งแรงพิสูจน์ เพิ่มความแข็ง และตัดการยืดตัวลง สมบัติทุกตัวในแถวเดียวกันขยับไปพร้อมกัน เพราะทั้งหมดมาจากความหนาแน่นของดิสโลเคชันเดียวกัน คุณซื้อทองแดงแข็งที่มีความสามารถขึ้นรูปแบบทองแดงนิ่มด้วยไม่ได้
ข้อสอง คอลัมน์การยืดตัวยุบลงเร็วกว่าที่คอลัมน์ความแข็งแรงเพิ่มขึ้นมาก การขยับจาก R220 ไป R290 ทำให้คุณได้ความแข็งแรงดึงเพิ่มราว 40% และเสียการยืดตัวไปราว 88% ความไม่สมมาตรนี้คือเหตุผลที่การเลือกเทมเปอร์ถูกครอบงำด้วยข้อพิจารณาด้านการขึ้นรูป มากกว่าด้านความแข็งแรง
ผลของขนาดที่ไม่มีใครพูดถึง
มีข้อควรระวังเรื่องเทมเปอร์แข็งที่ทำให้คนพลาดกันบนหน้าตัดใหญ่ ความแข็งแรงสูงสุดที่ทำได้ขึ้นกับหน้าตัด เพราะปริมาณการรีดลดขนาดแบบเย็นที่โรงรีดใส่เข้าไปในบาร์ได้ถูกจำกัดโดยการลดพื้นที่เท่าที่กระบวนการยอมให้ทำได้ แนวปฏิบัติของ CDA กำหนดบัสบาร์ในสภาพแข็งไว้ในช่วง 250 ถึง 340 N/mm² ขึ้นกับพื้นที่หน้าตัด โดยหน้าตัดที่ใหญ่กว่าอยู่ที่ปลายล่างของช่วง
ดังนั้นคำว่า "แข็ง" บนบาร์ 30 × 5 กับคำว่า "แข็ง" บนบาร์ 200 × 12 จึงไม่ใช่สภาพวัสดุเดียวกัน แม้ใบรับรองทั้งสองใบจะเขียนว่า R290 หน้าตัดใหญ่จะอยู่ใกล้ก้นช่วงมากกว่า จะดัดได้ผ่อนปรนกว่าเล็กน้อย และจะสปริงกลับน้อยกว่าเล็กน้อย ถ้าคุณกำลังโอนตารางค่าชดเชยที่พิสูจน์แล้วจากหน้าตัดเล็กไปหน้าตัดใหญ่ ให้คาดว่ามันจะอนุรักษ์นิยมมากกว่าจะผิด
รัศมีดัดต่ำสุด ทางแบน
จุดตั้งต้นที่เผยแพร่ไว้คือแนวปฏิบัติของ CDA สำหรับทองแดงที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงในเทมเปอร์กึ่งแข็งหรือแข็ง ซึ่งให้รัศมีทูลดัดต่ำสุดเป็นตัวคูณของความหนา
| ความหนา | รัศมีดัดต่ำสุด |
|---|---|
| ถึง 10 mm | 1 t |
| 11 ถึง 25 mm | 1.5 t |
| 26 ถึง 50 mm | 2 t |
เหนือ 50 mm ตามปกติจะไม่ดัดบาร์เลย CDA ระบุไว้ว่าทำได้ด้วยการอบอ่อนเฉพาะจุดก่อนขึ้นรูป
ตัวเลขเหล่านั้นสมมติเทมเปอร์ที่แข็งกว่าไว้อยู่แล้ว จึงเป็นพื้นที่ปลอดภัยสำหรับ R240 และ R290 สำหรับ R220 คุณดัดแคบกว่านั้นได้ แต่ไม่ค่อยมีเหตุผลที่จะทำ สิ่งที่ช่วงความหนาไม่ได้แสดงคือแกนของเทมเปอร์ ในทางปฏิบัติตารางที่ใช้งานจริงจึงหน้าตาใกล้เคียงแบบนี้มากกว่า
| ความหนา | R220 / H040 | R240 / H065 | R290 / H090 |
|---|---|---|---|
| ≤ 10 mm | 1 t | 1 t | 1 ถึง 1.5 t |
| 11–25 mm | 1 t | 1.5 t | 2 t |
| 26–50 mm | 1.5 t | 2 t | 2.5 t ให้ทวนสอบ |
ให้ถือคอลัมน์ R220 และคอลัมน์ R290 เป็นค่าบ่งชี้ ตารางของ CDA คือหลักยึดที่ผ่านการทวนสอบแล้ว ส่วนช่วงกระจายทั้งสองฝั่งของมันสะท้อนแนวปฏิบัติตามปกติของโรงงาน และควรยืนยันกับชิ้นงานตัวอย่างแรกสำหรับทุกชุดผสมของวัสดุ ความหนา และทูล
การยืดตัวใช้จัดอันดับเทมเปอร์ ไม่ได้ใช้ตั้งงบความเครียดในการดัด
ความเครียดทางวิศวกรรมที่เส้นใยด้านนอกของรอยดัดตามมาจากรูปทรงโดยตรง
ε = t / (2R + t) = 1 / (2·(R/t) + 1)
ที่ R/t = 1 ค่านั้นคือ 33% ที่ R/t = 2 คือ 20% ที่ R/t = 4 คือ 11% เทียบค่าเหล่านั้นกับคอลัมน์การยืดตัว R290 ถูกกำหนดไว้ที่ 4% เป็นค่าต่ำสุด ซึ่งถ้าอ่านอย่างตรงไปตรงมาจะเรียกร้อง R/t เหนือ 11 ก่อนที่เส้นใยด้านนอกจะรอด
มันไม่ได้เรียกร้องอย่างนั้น และการรู้ว่าเพราะอะไรจะหยุดคนจากการกำหนดรัศมีเผื่อเกินจำเป็น การทดสอบแรงดึงวัดการยืดตัวจนแตกในช่วงเกจที่มีหน้าตัดสม่ำเสมอ ซึ่งคอคอดก่อตัวและลุกลามได้อย่างอิสระ ส่วนในการดัด ความเครียดสูงสุดมีอยู่เฉพาะที่ผิวด้านนอกบนส่วนโค้งสั้น ๆ และเนื้อวัสดุรอบข้างที่ไม่ถูกยืดจะยึดรั้งไม่ให้คอคอดก่อตัวขึ้นมาได้ ความเครียดในการดัดที่ทำได้จริงจึงสูงกว่าการยืดตัวจากการทดสอบแรงดึงอยู่มาก นั่นคือเหตุผลที่ CDA กำหนด 1 t สำหรับทองแดงแข็งที่ความหนาถึง 10 mm บนวัสดุที่มีการยืดตัว 4% ได้พอดี
ให้ใช้ตัวเลขการยืดตัวเพื่อจัดอันดับเทมเปอร์เทียบกันเอง และเพื่อทำนายว่าตัวไหนจะแตกก่อน อย่าใช้มันเป็นงบความเครียดในการดัด
ความเสียหายมีหน้าตาอย่างไร
การแตกที่เส้นใยด้านนอกดำเนินไปเป็นขั้น ๆ ที่สังเกตออกได้ และการจับได้ตั้งแต่ขั้นแรกช่วยรักษาทั้งล็อตไว้
ผิวเปลือกส้มมาก่อน ผิวด้านนอกหยาบขึ้นจนเห็นเป็นลวดลาย เพราะเกรนแต่ละเม็ดเสียรูปอย่างเป็นอิสระต่อกัน ตัวมันเองเป็นเรื่องความสวยงามของผิว แต่มันบอกคุณว่าเส้นใยด้านนอกใกล้ขีดจำกัดของตัวเองแล้ว และมันแย่ลงเมื่อเกรนหยาบ ซึ่งเกรนหยาบเองก็เป็นอาการของการอบอ่อนมากเกินไป
รอยแตกจุลภาคตามขวางตามมา วิ่งขนานกับแกนดัดพาดหน้าด้านนอก บนบาร์ที่ชุบผิวไว้ รอยแตกอาจแสดงออกเพียงเป็นรอยขาดของชั้นชุบ ถึงจุดนี้ชิ้นงานเป็นเศษแล้ว เพราะรอยแตกคือจุดรวมความเค้นที่อยู่ตรงตำแหน่งซึ่งภาระความล้าสูงที่สุดขณะใช้งานพอดี ส่วนการแตกทะลุคือขั้นสุดท้ายและไม่ต้องอธิบายอะไร
ที่หน้าด้านในรูปแบบความเสียหายต่างออกไป คือการไร้เสถียรภาพภายใต้แรงอัด ซึ่งแสดงออกเป็นการโก่งเดาะหรือการย่นตัว บนการดัดทางแบน ตามปกติมันเป็นสัญญาณว่าบาร์ได้รับการรองรับไม่เพียงพอ บนการดัดทางสัน มันคือข้อจำกัดที่เป็นตัวกำหนด ไม่ใช่เรื่องพลอยเกิดขึ้นข้าง ๆ
การดัดทางสันต้องใช้รัศมีใหญ่กว่ามาก
ทุกอย่างข้างบนเป็นเรื่องของการดัดทางแบน ซึ่งบาร์พับข้ามความหนาของตัวเอง และมิติเล็กเป็นตัวกำหนดความเครียด ดัดบาร์ตัวเดียวกันในทางยาก คือข้ามความกว้าง แล้วรูปทรงจะเปลี่ยนไปโดยสิ้นเชิง เส้นใยด้านนอกจะอยู่ห่างจากแกนสะเทินเท่ากับครึ่งหนึ่งของความกว้างบาร์ แทนที่จะเป็นครึ่งหนึ่งของความหนา และเส้นใยด้านในมีช่วงยาวที่ไม่มีสิ่งรองรับอยู่ใต้แรงอัด
หลักฐานในทางปฏิบัติอยู่ในตารางความสามารถของเครื่อง SMART-603CNC-S มีพิกัด 260 × 20 mm สำหรับการดัดทางแบน และ 125 × 15 mm สำหรับการดัดทางสัน และการลดลงราวครึ่งหนึ่งของทั้งสองมิตินี้คือรูปแบบที่คุณจะพบทั่วไปในอุปกรณ์ดัดบัสบาร์ รัศมีต่ำสุดสำหรับงานดัดทางสันคิดเป็นตัวคูณของความกว้างบาร์ ไม่ใช่ความหนา และโดยทั่วไปเป็นหลายเท่าของค่าทางแบน การเปรียบเทียบการดัดบัสบาร์ทางสันกับทางแบน ครอบคลุมกลศาสตร์และทางเลือกในการออกแบบ
อย่าเอากฎรัศมีของการดัดทางแบนข้ามไปใช้กับการดัดทางสัน นั่นคือเส้นทางที่เร็วที่สุดไปสู่ขอบด้านนอกที่แตก
ทิศทางเกรน
ทองแดงที่ผ่านการรีดและการดึงมีเท็กซ์เจอร์เชิงผลึกเรียงตัวไปตามทิศทางการขึ้นรูป ผลที่ตามมาคือความสามารถขึ้นรูปมีทิศทาง กฎทั่วไปจากการขึ้นรูปแผ่นใช้ได้ที่นี่ รอยดัดที่มีแกนตั้งฉากกับทิศทางการรีดคือทิศทางที่เอื้อ ส่วนรอยดัดที่มีแกนขนานกับทิศทางการรีดคือทิศทางที่แตก
สำหรับบัสบาร์ทั่วไป เรื่องนี้เข้าข้างคุณอยู่แล้วโดยไม่ต้องทำอะไร บาร์ถูกรีดหรือดึงไปตามความยาว และการดัดตามขวางตามปกติทำให้แกนดัดพาดขวางบาร์ ตั้งฉากกับทิศทางการขึ้นรูป คุณอยู่ในทิศทางที่ดีอยู่แล้ว
จุดที่เรื่องนี้เลิกเป็นอัตโนมัติคือบาร์ที่ตัดมาจากแผ่นกว้างหรือตัดแถบมาจากคอยล์ ซึ่งความยาวของบาร์สำเร็จอาจไม่ตรงกับทิศทางการรีดเดิม ถ้าผู้จำหน่ายเปลี่ยนไปส่งวัสดุตัดแถบแทนบาร์ที่ดึงขึ้นรูป พฤติกรรมการดัดอาจเปลี่ยนไปได้ แม้ใบรับรองจะอ่านได้เหมือนกันทุกอย่างในเรื่องความแข็งแรง นั่นคือเหตุผลที่ดีที่จะบันทึกรูปแบบของวัสดุไว้ด้วย ไม่ใช่แค่เกรดและเทมเปอร์ ในบันทึกกระบวนการการดัด
การอ่านใบรับรองโรงรีด
ใบรับรองที่ใช้งานได้จริงสำหรับบัสบาร์ต้องมีเกรดและมาตรฐาน คือ Cu-ETP CW004A ตาม EN 13601 มีชื่อเทมเปอร์ทั้งสองรูปแบบเมื่อโรงรีดระบุทั้งคู่ คือ R240 / H065 มีค่าความแข็งแรงดึง การยืดตัว และความแข็งที่วัดได้ ผูกกับหมายเลขเทหล่อหรือหมายเลขล็อต และมีค่าการนำไฟฟ้าเป็นเปอร์เซ็นต์ของ IACS ซึ่งสำหรับวัสดุอบอ่อนควรอยู่ที่ 100% หรือดีกว่า และสำหรับวัสดุที่ดึงแข็งควรอยู่ที่อย่างน้อย 97% เพราะการขึ้นรูปเย็นทำให้เสียค่าการนำไฟฟ้าไป 2 ถึง 3%
สิ่งที่ใบรับรองมักไม่มี ถ้าคุณไม่ขอ คือค่าความแข็งแรงพิสูจน์ที่ 0.2% ที่วัดได้ นั่นคือตัวเลขที่การคำนวณการสปริงกลับ ต้องใช้ และสำหรับ R220 มันมีช่วงกระจายที่ยอมให้ได้กว้างที่สุด มาตรฐานตั้งเพดานของความแข็งแรงพิสูจน์สำหรับวัสดุนิ่ม ไม่ได้ตั้งพื้น ดังนั้นบาร์ R220 สองท่อนที่สอดคล้องกับข้อกำหนดทั้งคู่จึงสปริงกลับต่างกันได้ถึงสองเท่า ถ้าคุณเดินทองแดงนิ่มในการผลิต ให้ระบุค่า Rp0.2 ที่วัดได้ลงในใบสั่งซื้อ
อีกอย่างที่ควรตรวจคือใบรับรองต้องอ้างถึงล็อตที่ส่งมอบจริง ไม่ใช่อ้างถึงการทดสอบเฉพาะแบบ ใบรับรองการทดสอบเฉพาะแบบพบได้ทั่วไป และไม่ใช่หลักฐานชนิดเดียวกัน
เมื่อใดที่การอบอ่อนคือคำตอบที่ถูก
มีกรณีที่ชอบธรรมอยู่ บาร์หนาเกิน 50 mm ซึ่งการอบอ่อนเฉพาะจุดที่รอยดัดก่อนขึ้นรูปเป็นทางเดียวที่ทำได้จริง งานแก้ไขบาร์ที่ขึ้นรูปไปแล้ว ซึ่งเขตดัดผ่านการขึ้นรูปแข็งจากงานครั้งแรก และการดัดครั้งที่สองที่ตำแหน่งเดิมจะทำให้แตก และรัศมีที่แคบมากในงานปรับปรุงของเดิม ซึ่งบาร์ถูกตัดไปแล้วและทางเลือกอื่นคือทิ้งเป็นเศษ
และยังมีกรณีที่พบบ่อยซึ่งไม่ใช่เหตุผลอันชอบธรรม คือการซื้อบาร์แข็งเพราะร้านค้ามีแต่ของแบบนั้น แล้วเอามาอบอ่อนให้ดัดได้ ลำดับแบบนี้จ่ายค่าการขึ้นรูปเย็นไปครั้งหนึ่ง แล้วจ่ายอีกครั้งเพื่อเอามันออก และทิ้งสมบัติเชิงกลที่เทมเปอร์แข็งกำลังให้อยู่ไปเสีย บาร์แข็งต้านการแอ่นตัวในช่วงยาวที่ไม่มีสิ่งรองรับ และต้านการเสียรูปถาวรภายใต้แรงแม่เหล็กไฟฟ้าจากการลัดวงจร อบอ่อนบาร์ทั้งท่อนแล้วคุณจะไม่ได้ทั้งความสามารถขึ้นรูปของ R220 และความแข็งเกร็งของ R290
มีข้อจำกัดทางเทคนิคสองข้อที่ใช้บังคับก่อนคุณจะตัดสินใจอบอ่อน Cu-ETP อ่อนตัวลงเรื่อย ๆ เหนือราว 150 °C และการอบอ่อนให้ตกผลึกใหม่เต็มที่ตามปกติทำที่ราว 400 °C ซึ่งการตกผลึกใหม่เสร็จสมบูรณ์ในทางปฏิบัติภายในไม่กี่นาที การแช่อุณหภูมิที่นานกว่านั้นทำให้เกรนโต และเกรนหยาบทำให้เกิดผิวเปลือกส้มในการดัดครั้งต่อไป การอบอ่อนที่นานจึงทำให้ผิวสำเร็จแย่ลงได้ในขณะที่ทำให้วัสดุนิ่มลง
ข้อจำกัดที่สองเป็นเรื่องเฉพาะของเกรดนี้ Cu-ETP มีออกซิเจนตกค้างอยู่ อบอ่อนมันในบรรยากาศที่มีไฮโดรเจน แล้วไฮโดรเจนจะแพร่เข้าไป รีดิวซ์อนุภาคออกไซด์ และเกิดเป็นไอน้ำที่ขอบเกรน ซึ่งทำให้วัสดุเปราะอย่างย้อนกลับไม่ได้ EN 13601 มีข้อกำหนดเรื่องความปลอดจากการเปราะจากไฮโดรเจนอยู่ด้วยเหตุผลนี้พอดี ถ้าการอบอ่อนเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการของคุณ ให้ควบคุมบรรยากาศในเตา หรือระบุเกรดปลอดออกซิเจนแทน
การเขียนใบสั่งซื้อ
ชุดข้อมูลขั้นต่ำสำหรับคำสั่งซื้อบัสบาร์คือเกรดและมาตรฐาน ชื่อเทมเปอร์ หน้าตัด รูปแบบของวัสดุ และข้อกำหนดเรื่องใบรับรอง การเพิ่มค่าความแข็งแรงพิสูจน์ที่วัดได้เข้าไปไม่ทำให้โรงรีดมีต้นทุนเพิ่ม และตัดแหล่งความเคลื่อนที่ใหญ่ที่สุดแหล่งเดียวในงานดัดออกไป ถ้าบาร์กำลังจะขึ้นเครื่องดัดบัสบาร์ ที่มีตารางค่าชดเชยการสปริงกลับเก็บไว้ รหัสเทมเปอร์คือสิ่งที่ตารางนั้นใช้อ้างอิง และเทมเปอร์ที่ไม่ระบุหมายความว่าตารางไม่มีรายการที่ใช้ได้
เทมเปอร์ไม่มีผลต่อความสามารถนำกระแสด้วย ซึ่งกำหนดโดยหน้าตัด การจัดวาง และสภาพแวดล้อมทางความร้อน ถ้านั่นคือข้อจำกัดที่คุณกำลังทำงานด้วย เครื่องคำนวณพิกัดกระแสบัสบาร์ จัดการเรื่องนั้นโดยไม่ขึ้นกับว่าบาร์ถูกขึ้นรูปมาอย่างไร การตัดสินใจสองเรื่องนี้แยกจากกันได้ และการแยกมันไว้จะกันไม่ให้ข้อถกเถียงเรื่องความสามารถขึ้นรูปรั่วไปปนกับข้อถกเถียงเรื่องการกำหนดขนาด