產品設計與工藝匹配分析

鄒德圣 韓俊瑋 張博峰 王子卓

摘要：在分析硬質耐火電纜的生產方法和使用要求的基礎上，設計和生產了專用于硬質耐火電纜護套的銅帶產品的所需產品特性，以及相應的生產工藝。

關鍵字：硬質耐火電纜;銅及銅合金帶;產品設計

防火電纜是具有防火性能的電線電纜的總稱。在國內，它被稱為礦物電纜或剛性防火電纜。根據國家有關部門的統計，由電路引起的火災占起火原因的50%以上。隨著家庭生活水平的提高和全體員工的安全意識的提高，當前全社會對消防水平的需求正在逐步增加，硬質耐火電纜的市場需求急劇增加，銅及銅合金帶，通常稱為普通退火銅或銅合金材料。在當前的國內銅和銅合金產品市場中，沒有用于硬質耐火電纜護套的銅帶的特殊品種，并且常規的銅和銅合金帶狀產品不能完全滿足從生產到使用的硬質耐火電纜的總體需求。相應的銅帶產品迫切需要有針對性的設計和開發。

一、硬質耐火電纜護套銅帶的性能要求分析

材料的結構決定性能，而性能決定其最終用途。根據特定產品的目的，支撐材料的性能通常可以分為兩類：滿足可用性要求的性能和滿足功能要求的性能。根據這個想法，設計為滿足剛性防火電纜護套要求的銅帶產品應具有以下特性。目前，中國最常用的剛性耐火電纜的生產方法是銅帶縱包層氬弧焊，連續軋制，在線退火生產。主要工藝為導體和銅帶的退繞，縱向包覆銅帶和連續氬弧焊，鎂粉垂直填充，多道次軋制，在線退火等。原理是縱向和縱向焊接銅帶，使用高氧化鎂粉的比重，以實現將氧化鎂粉垂直填充到焊接的銅管中，然后使用多道次軋制去除銅管中的氧化鎂粉。軋制以確保固定導體芯不偏離。進一步水平軋制以制成直徑，將電纜的外徑軋制到標準尺寸;最后，通過退火，冷卻，干燥等方法將電纜纏繞成電纜。

二、硬質耐火電纜護套銅帶產品設計

根據常規銅及銅合金帶材產品的技術指標，設計了硬質耐火電纜護套專用銅帶的技術指標。在設計用于護套的專用銅帶的尺寸精度時，必須確保縱向包覆成型的焊接尺寸的精度和穩定性，以獲得穩定且均勻的焊接和成形精度。根據較大長度的剛性防火電纜進行定制生產，以減少鋪設接頭的需要。就護套專用銅帶的形狀和外觀設計而言，產品內徑和外徑的選擇應與剛性耐火電纜生產線的開卷/復卷能力相適應。銅帶縱向熔覆氬弧焊連續軋制在線退火生產方法的核心控制點是連續穩定地實現氬弧焊。除了對護套專用銅帶的材料和尺寸精度的影響外，最重要的是護套專用銅帶的標準狀態。除了確保表面無氣孔和分層的基本要求外，核心還必須確保表面清潔無油。產品的機械性能設計和狀態選擇，根據剛性耐火電纜縱向包層多道次軋制的加工要求，護套專用銅帶的機械性能設計應基于產品縱向包層的精度過程。管形成后，多道次軋制保留了塑料加工能力。

三、用于硬質耐火電纜護套的銅帶工藝匹配

為了確保用于剛性防火電纜護套的銅帶最終能夠一一達到上述產品特性，在傳統的銅和銅合金帶材產品的生產工藝基礎上，需要實施以下支撐工藝。方坯的供應過程是匹配的。當前的國內帶鋼坯供應過程主要包括立式半連鑄+熱軋計劃，臥式連鑄計劃和擠壓坯進料計劃。這三種方案都可以滿足形狀外觀和尺寸精度的要求，但與水平連鑄方案相比，水平連鑄方案生產的鑄錠具有易成層和疏松的特點，以及鑄坯尺寸不易變形的特點。通過擠壓供應方案生產的板坯。立式半連續鑄造加熱軋制液可有效避免高溫大功率鑄錠分層和松動，具有規格齊全，配置靈活的特點。它適合作為護套銅帶的首選坯料供應工藝。當然，由于設備投資大，面積大，工序復雜，因此垂直半連續鑄造熱軋程序也具有產品成本方面的缺點。精確的分切過程是匹配的。傳統的分切工藝不可避免地會在切割端面上產生毛刺。對于帶護套的銅帶產品，毛刺的存在會導致連續氬弧焊過程的電弧不穩定，甚至漏焊。盡管邊緣處理可以在一定程度上減輕毛刺的影響，但是仍然存在風險。與護套專用銅帶的切割工藝相對應，切割計劃應直接切成矩形端面，以無毛刺為目標。具體的切割工藝應在傳統工藝的基礎上根據零背隙，負刀縫和壓力破壞方法實施。

四、結論

根據生產工藝和常規銅帶產品的工藝參數，接近剛性耐火電纜護套的功能要求，不增加銅帶生產設備的投資和操作難度，通過優化生產工藝流程和調整工藝參數的要求，并與核心技術指標相對應，有針對性地生產用于護套的銅帶產品，無論是滿足電纜功能還是匹配電纜生產，都能充分滿足市場需求，大大減少了護套異常引起的電纜 質量生產過程中的廢料和廢物。 在當前升級國內外銅和銅合金產品的過程中，大力促進高純度和合金化，充分研究市場客戶的應用需求，圍繞特定產品的需求進行設計，并通過個性化和微觀化來適應個性化需求。 創新。 定制功能產品，促進產品升級以及培養企業產品在市場中的核心競爭力也是實現產品升級目標的方法之一。

參考文獻

[1]克里斯·拉夫特里. 產品設計工藝：經典案例解析. 中國青年出版社， 2008.

遼寧大連 大連工業大學 116000