产品设计与工艺匹配分析

邹德圣 韩俊玮 张博峰 王子卓

摘要：在分析硬质耐火电缆的生产方法和使用要求的基础上，设计和生产了专用于硬质耐火电缆护套的铜带产品的所需产品特性，以及相应的生产工藝。

关键字：硬质耐火电缆;铜及铜合金带;产品设计

防火电缆是具有防火性能的电线电缆的总称。在国内，它被称为矿物电缆或刚性防火电缆。根据国家有关部门的统计，由电路引起的火灾占起火原因的50%以上。随着家庭生活水平的提高和全体员工的安全意识的提高，当前全社会对消防水平的需求正在逐步增加，硬质耐火电缆的市场需求急剧增加，铜及铜合金带，通常称为普通退火铜或铜合金材料。在当前的国内铜和铜合金产品市场中，没有用于硬质耐火电缆护套的铜带的特殊品种，并且常规的铜和铜合金带状产品不能完全满足从生产到使用的硬质耐火电缆的总体需求。相应的铜带产品迫切需要有针对性的设计和开发。

一、硬质耐火电缆护套铜带的性能要求分析

材料的结构决定性能，而性能决定其最终用途。根据特定产品的目的，支撑材料的性能通常可以分为两类：满足可用性要求的性能和满足功能要求的性能。根据这个想法，设计为满足刚性防火电缆护套要求的铜带产品应具有以下特性。目前，中国最常用的刚性耐火电缆的生产方法是铜带纵包层氩弧焊，连续轧制，在线退火生产。主要工艺为导体和铜带的退绕，纵向包覆铜带和连续氩弧焊，镁粉垂直填充，多道次轧制，在线退火等。原理是纵向和纵向焊接铜带，使用高氧化镁粉的比重，以实现将氧化镁粉垂直填充到焊接的铜管中，然后使用多道次轧制去除铜管中的氧化镁粉。轧制以确保固定导体芯不偏离。进一步水平轧制以制成直径，将电缆的外径轧制到标准尺寸;最后，通过退火，冷却，干燥等方法将电缆缠绕成电缆。

二、硬质耐火电缆护套铜带产品设计

根据常规铜及铜合金带材产品的技术指标，设计了硬质耐火电缆护套专用铜带的技术指标。在设计用于护套的专用铜带的尺寸精度时，必须确保纵向包覆成型的焊接尺寸的精度和稳定性，以获得稳定且均匀的焊接和成形精度。根据较大长度的刚性防火电缆进行定制生产，以减少铺设接头的需要。就护套专用铜带的形状和外观设计而言，产品内径和外径的选择应与刚性耐火电缆生产线的开卷/复卷能力相适应。铜带纵向熔覆氩弧焊连续轧制在线退火生产方法的核心控制点是连续稳定地实现氩弧焊。除了对护套专用铜带的材料和尺寸精度的影响外，最重要的是护套专用铜带的标准状态。除了确保表面无气孔和分层的基本要求外，核心还必须确保表面清洁无油。产品的机械性能设计和状态选择，根据刚性耐火电缆纵向包层多道次轧制的加工要求，护套专用铜带的机械性能设计应基于产品纵向包层的精度过程。管形成后，多道次轧制保留了塑料加工能力。

三、用于硬质耐火电缆护套的铜带工艺匹配

为了确保用于刚性防火电缆护套的铜带最终能够一一达到上述产品特性，在传统的铜和铜合金带材产品的生产工艺基础上，需要实施以下支撑工艺。方坯的供应过程是匹配的。当前的国内带钢坯供应过程主要包括立式半连铸+热轧计划，卧式连铸计划和挤压坯进料计划。这三种方案都可以满足形状外观和尺寸精度的要求，但与水平连铸方案相比，水平连铸方案生产的铸锭具有易成层和疏松的特点，以及铸坯尺寸不易变形的特点。通过挤压供应方案生产的板坯。立式半连续铸造加热轧制液可有效避免高温大功率铸锭分层和松动，具有规格齐全，配置灵活的特点。它适合作为护套铜带的首选坯料供应工艺。当然，由于设备投资大，面积大，工序复杂，因此垂直半连续铸造热轧程序也具有产品成本方面的缺点。精确的分切过程是匹配的。传统的分切工艺不可避免地会在切割端面上产生毛刺。对于带护套的铜带产品，毛刺的存在会导致连续氩弧焊过程的电弧不稳定，甚至漏焊。尽管边缘处理可以在一定程度上减轻毛刺的影响，但是仍然存在风险。与护套专用铜带的切割工艺相对应，切割计划应直接切成矩形端面，以无毛刺为目标。具体的切割工艺应在传统工艺的基础上根据零背隙，负刀缝和压力破坏方法实施。

四、结论

根据生产工艺和常规铜带产品的工艺参数，接近刚性耐火电缆护套的功能要求，不增加铜带生产设备的投资和操作难度，通过优化生产工艺流程和调整工艺参数的要求，并与核心技术指标相对应，有针对性地生产用于护套的铜带产品，无论是满足电缆功能还是匹配电缆生产，都能充分满足市场需求，大大减少了护套异常引起的电缆 质量生产过程中的废料和废物。 在当前升级国内外铜和铜合金产品的过程中，大力促进高纯度和合金化，充分研究市场客户的应用需求，围绕特定产品的需求进行设计，并通过个性化和微观化来适应个性化需求。 创新。 定制功能产品，促进产品升级以及培养企业产品在市场中的核心竞争力也是实现产品升级目标的方法之一。

参考文献

[1]克里斯·拉夫特里. 产品设计工艺：经典案例解析. 中国青年出版社， 2008.

辽宁大连 大连工业大学 116000