铜杆拉线及连续退火作业指导书.docx
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铜杆拉线及连续退火作业指导书
圆铜杆拉丝及连续退火
作业指导书
圆铜杆拉线及连续退火作业指导书QJ/MG-TY.01-2020
1适用范围
本指导书适用于带连续退火的铜大拉和中、小拉线工艺过程操作。
附件编入的圆铜线非连续退火工艺内容，必要时可供沿用一般传统设备退火参照。
2工艺形式
2.1目前生产汽车电缆普遍采用“连续退火多头拉线机”的工艺过程：
（多根单线）进线→8～64根单线同时拉伸→多根单线进入同一退火装置→多根单线平行收到同一个线盘上。
2.2一般“带连续退火铜大拉和中、小拉线机”的工艺过程：
（圆铜杆或铜线）进线单根拉伸单根进入退火装置单根单盘或双盘收线。
2.3一般不带连续退火装置的工艺过程：
（圆铜杆或铜线）进线单根拉伸单根单盘或双盘收线在地坑罐式或钟罩式
电热退火炉退火。
3生产设备
3.1带连续退火功能的多头拉线机
为了提高导体质量，目前国内外生产汽车用电线已普遍采用带连续退火功能的多头拉线机。
在一台多头拉线机上，一次可拉制很多根单线，从8、16、32最多可达64根。
该设备主要有以下五个特性：
（1）采用了快速换模技术。
由于在一台拉线机中有两个驱动电机，所以更换规格时，只需换掉成品模和部分道次的模具，既省时又可减少模具的规格和数量。
（2）能保证多根导线延伸率的一致性。
由于多根导线在同一个退火装置，处同一档退火电压，在同样的冷却条件下退火。
所以，多根导体的伸长率均匀，大大提高了产品的质量。
（3）能确保收线张力的恒定。
这是由于同时将多根单线平行收到同一个线盘上，因此各单线的张力均匀；同时，在束线时又很容易把线分开并能快速放出。
（4）可大大减少下一工序放线的断线率。
由于是多根单线放线，放线张力是分散到多根单线上的。
所以，很明显不容易断线。
（5）该先进设备降低了机器成本，节省了占地面积等。
与传统设备比较，假如多头拉线机确定为8头，那末就省了7套退火装置、收线装置及有关的操作人员。
多头拉线机及其工艺的改进，其目的和效果就是要能够保证导体的圆整度，保证组
成多股单线的材质的一致性。
这是生产汽车用电缆的一个突出要求。
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QJ/MG-TY.01-2020
3.2带连续退火的铜大、中、小拉线机组
3.2.1优点
（1）利用导线自身电阻发热达到退火，可免去大量热能被线盘消耗和炉子散热以及因间歇地开启炉门等所损失的热能。
热能利用率高，比炉子退火节电30-50％。
（2）取消了传统退火工序。
减少换盘、运输、堆放等繁重操作，可大幅减少人力，提高产率，缩短生产周期。
（3）两工序得以合二为一连续进行，可大大减少线盘周转量及堆放场地，也减少中间运输，使费用和场地面积大为节约。
（4）拉线后立即退火，可避免线材因中间存放所导致的氧化，也使线材退火质量均匀稳定。
3.2.2铜线退火原理
一般带连续退火的铜大拉或中、小拉线机组，多采用“接触式”连续退火装置。
所谓接触式，是说退火时导线以一定线速度与通电的旋转导轮槽面，始终保持着良好（可靠）的动态接触，使两导轮间的线段得以无间断地通入退火电流，于是导线便得到连续加热退火。
接触式（也称电阻式）连续退火，通常有以下三种基本型式：
（1）二段式，即预热---退火的型式，这是最常用的，国产LH-400/13型大拉机上采用；
（2）三段式，即预热--退火—再热型式，一般中、小拉-连续退火都属此型式，如LH-280/17型中拉-连续退火生产线；
（3）三角形型式，即一段预热、一段退火、一段再热。
其中预热段使导线预热到在短时间不致氧化的最高温度（铜线为250-300℃），在退火段把导线再继续加热到再结晶退火的温度（500-600℃），退火后的导线经过放有少量拉线润滑剂乳液的水槽冷却，同时利用水蒸气保护退火段导线的表面，待线从水槽中出来后，用毛毡擦干水份或者用压缩空气吹干。
有再热段（也叫干燥段）的型式主要是为了加速导线的干燥，以使线的表面光亮。
三角形型式虽然也属三段式，但由于各导轮间距小，使线在行进过程中减少了抖动和由于抖动引起的接触不良而造成线被火花灼伤。
此外，通电导轮是主动的，减轻了导线的张力，所以它适用于细线的接触式连续退火。
我国现用中拉、小拉连续退火都属此型式。
由于连续退火速度极快，加热和保温时间极短---用若干千分之一秒计算。
因而决定了连续退火温度必须高于传统退火炉内温度。
退火速度越快，加热和保温时间也越短，需要的退火电压越高，电流也越大，同时要求退火电压越要稳定。
在连续退火工艺中，各段的温度是用各该段的电压、电流来控制的；其电压能随线速度加快而自动跟踪。
2
连续退火装置的
技术指标
连续退火装置与联用拉线机型号技术数据
LH-400/13
LH-280/17
TRB/3.6
预热段长度mm
9500
1100-2100可调
1550
加热（退火）段长度mm
4000
1250
800
预热段温度℃
250
200
300
退火段温度℃
500-550
500-600
600
最大退火电压V
35-66
40-42
18
最大退火电流A
4000
500
最大退火线速度m/s
16.5
18（φ0.4-0.5mm时）
60
14（φ0.51-0.8mm时）
退火冷却液用量升/min
650
蒸气消耗量kg/h
50
4-5（表压0.3-0.5kgf/Cm2）
接触轮名义直径mm
400
280
干燥段长度或干燥方式
压缩空气吹干
1100mm
540mm
功率KW
190
50
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一般大、中、小拉线机与联用的连续退火装置有关技术数据列于下表：
注：
TRB/3.6型小拉–连续退火生产线是意大利萨姆帕（SAMP）公司制造。
该生产线由
MS-206型25模拉线机与RC-30型退火装置组成，退火装置和收线装置都采用直流驱动。
3.3压（轧）头穿模机
它主要有两个特殊孔型的轧辊构成。
当它们转动时，孔型是由大逐渐变小，又突然变
大，这样周期变化，能使线材端部截面逐渐减小，其转动方向与一般轧机相反。
3.4碰焊机
拉线过程中，难免要对铜杆或断线进行接头，就要用到碰焊机。
碰焊是接触焊的一种形式，属于施加外力的塑性焊接方法。
其实质是在焊接处施加压力使金属产生塑性变形而焊合起来，所以压力在焊接过程中起着重要作用。
在焊接处通以电流的目的，是使两接头处表层金属达到熔化温度。
在压力作用下，熔化层从接头处完全
3
QJ/MG-TY.01-2020
挤出，其内部塑状层相遇并受压力而焊合，这样在接头处不存在机械性能不良的铸造组织。
碰焊的优点在于，能保证焊接处的导电及机械性能与焊接前相同或相近。
利用碰焊机还可进行钎焊。
铜线接头采用银焊法是钎焊中的一种，银焊可使焊接处的机械性能与其它部分接近，拉伸后，焊料呈细条状在线材内部沿轴向分布。
4拉线及连续退火工艺要点
4.1熟练掌握设备的操作
带连续退火的拉线设备结构相对复杂，因此操作技术要求较高。
操作前学习它们的构原理，严格遵守设备的操作规程并熟练掌握操作方法，都是十分必要的。
4.2使用的原材料
4.2.1GB3952-89标准规定的TG-1、TW-1型或TG-2、TW-2型电工圆铜杆。
圆铜杆表面不应有严重的氧化变色现象。
铜杆应光洁、圆整，尺寸均匀，不得有摺边、错圆、耳子、裂纹、斑疤、夹杂、扭结和其它对使用有害的缺陷。
4.2.2大、中规格圆铜线。
表面应光亮洁净，不得有毛刺、裂口、槽子、油污及波浪线等缺陷。
4.3铜拉线润滑液的配制
拉线润滑剂是否合适，直接关系到拉线质量，能源消耗和生产效率。
拉铜线常用润滑剂的组成状态是呈乳液状的，其配制要求如下表：
铜拉
工序
乳液状润滑液
组成
润滑液
温度≯
大拉
5-10％合成拔丝剂+95-90％水
1.5％肥皂+4.5％菜油+94％水
65℃
中拉
5-10％合成拔丝剂+95-90％水
1.5％肥皂+2.5％菜油+96％水
65℃
小拉
1.5％肥皂+2.5％菜油+96％水
2％中性肥皂+98％水
65℃
拉线用润滑剂必须清洁无杂质。
铜线拉伸时最多的杂质是铜粉。
一般循环式润滑系统可使铜粉
和凝固脂肪粒沉淀，但应定期
进行彻底清理。
润滑液的温度高低，浓度大小，
也都对线材润滑有着不良影响。
脂肪过高时，乳液将会分层，含
有铜粉的脂肪将漂浮在乳液上，
它将沾污模孔，使润滑作用变坏。
4
QJ/MG-TY.01-2020
4.4轧头与穿模
待轧头机孔型最大时，将导线送进，随孔型逐渐变小，线材截面减小，并被轧辊轧出。
为避免产生飞边，每轧一次，都要将线材转动900。
对中、小规格的线材穿模，可将线材先在碰焊机上或用其它方法加热，然后用手工拉细。
也可以不作加热，将线材绕过圆滑的固定物体，用力拉细后穿过模孔，再用钢丝钳拉出需要的长度，最后绕在绞轮上。
4.5接头
使用碰焊机时，将被焊金属线头固定在两个夹头上，一端固定，另一端可沿导轨移动，压力是通过活动夹头施加于接头处的。
电源通过变压器使夹头间的导线通过电流，由于接头处存在不大的接触电阻，于是局部温度迅速升高到金属熔点，这时应迅速施加压力，并切断电源使导线熔合。
若不及时断电，将会产生爆炸闪光，被抛出的熔渣，可能伤人。
碰焊机的操作，关键是要根据线径的大小（粗细），调节（控制）好焊接电流的大小。
这可通过碰焊机壳体上的转换开关或变换插头进行调整。
同时，还要把握好通电时间的长短、接头处压力的大小和要将两个线头中心对正。
在焊接拉伸过的线材时，由于焊接处受热产生再结晶，其机械性能与焊接处两侧的线材差异较大。
所以在接头后，必须将这部分线段在碰焊机两夹头间进行通电加热，使焊接处往两侧的线材机械性能缓慢过渡，以避免线材较易从焊接处拉断。
利用碰焊机还可进行钎焊。
对于铜线焊接，采用银焊，它是钎焊方法的一种。
在钎焊过程中，铜线不熔化，它是靠焊料与铜原子相互溶解时的扩散达到焊接目的。
焊接铜导体时，是用带状的“银铜合金”作“焊料”；为在焊接过程中能除去铜线表面的氧化物和污垢，并保护铜线不继续氧化，降低熔化焊料的表面张力，改善它的流动性，还须用“脱水硼砂（Na2B4O2）”作为银焊时的“焊剂”，它能强烈溶解铜的氧化物，它与银铜合金焊料熔点接近，都低于铜的熔点。
当用银焊法焊接大截面铜线时，须将铜线端部锯或搓成斜面，再将沾上硼砂的银焊片夹于两个斜面之中，放在碰焊机上通电使焊片熔化，然后切断电源，同时用手钳将两斜面夹紧直到焊料凝固为止。
细铜线银焊时，通常使用酒精灯加热，焊料也是银铜合金，但呈颗粒状。
先把细铜线的端部用酒精灯加热呈红色，然后将端部沾上银焊料颗粒，使两线头接触至焊料凝固为止。
铜线接头采用银焊法，可使焊接处的机械性能与其它部分接近，而拉伸后焊料呈细条状在线材内部沿轴向分布。
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QJ/MG-TY.01-2020
4.6配模与连续退火工艺表
4.6.1国产拉线机的一般拉线规格区间数据列于下表，供作参考。
拉线
级别
最大进线直径
（mm）
出线直径范围
（mm）
模数
（个）
主电机功率
（KW）
出线速度
（m/min）
大拉
8.0
4.0-1.20
9-13
185
6.6-16.5
中拉
3.0
1.20-0.40
17
55
15-25
小拉
1.6
0.40-0.12
17
22
15-25
细拉
0.6
0.15-0.05
17
4
15-25
微拉
0.12
0.05-0.02
20
1.1
15-20
4.6.2拉线配模与连续退火工艺数据，需根据设备条件及拉线规格要求，从1-6卡中选用。
日本标准汽车用电缆用到的圆铜线规格只有φ0.16，0.18，0.19，0.21，0.23，0.24，
0.26，0.29，0.32，0.37，0.40，0.45和0.80mm共13个规格。
当测量线径超过允许的公差时，必须对成品模进行更换。
铜线的其它要求，见QJ/MG-01.06-2020《汽车用耐热低压电缆工序质量控制与检验标准》中的第1节：
铜杆拉线+连续退火工序质量控制与检验。
6
QJ/MG-TY.01-2020
卡1
级九模铜大拉配模及连续退火工艺卡
规格
mm
进线mm
配模道次
退火电压V
退火电流A
出线速度m/s
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1.2
8.0
5.95
4.65
3.65
2.95
2.4
1.95
1.65
1.4
1.2
1.25
8.0
5.95
4.65
3.65
2.95
2.44
2.82
1.68
1.45
1.25
1.3
8.0
5.95
4.65
3.65
3.0
2.45
2.05
1.76
1.5
1.3
1.35
8.0
5.95
4.65
3.65
3.0
2.5
2.12
1.81
1.56
1.35
1.4
8.0
5.95
4.7
3.8
3.05
2.65
2.25
1.88
1.62
1.4
1.45
8.0
6.0
4.75
3.88
3.2
2.7
2.3
1.98
1.68
1.45
1.5
8.0
6.0
4.8
3.9
3.25
2.75
2.35
2.02
1.72
1.5
1.56
8.0
6.0
4.9
4.1
3.45
2.9
2.44
2.08
1.78
1.56
1.6
8.0
6.0
4.9
4.1
3.45
2.9
2.45
2.12
1.81
1.6
1.62
8.0
6.0
5.0
4.1
3.5
2.95
2.5
2.14
1.83
1.62
1.68
8.0
5.9
4.3
3.5
3.05
2.6
2.25
1.92
1.68
1.74
8.0
6.0
4.7
3.9
3.25
2.75
2.35
2.0
1.74
1.84
8.0
6.0
4.9
4.0
3.35
2.85
2.4
2.05
1.84
1.88
8.0
4.9
4.1
3.45
2.95
2.5
2.14
1.88
1.95
8.0
5.0
4.25
3.6
3.05
2.6
2.4
1.95
2.14
8.0
5.0
4.7
4.0
3.35
2.83
2.4
2.14
2.24
8.0
6.1
5.0
4.25
3.6
3.05
2.6
2.24
2.49
8.0
6.0
5.15
4.75
3.95
3.35
2.85
2.49
2.73
8.0
6.0
5.0
4.25
3.6
3.05
2.73
2.8
8.0
6.9
5.9
4.8
3.95
3.25
2.8
3.0
8.0
6.9
5.9
4.8
4.1
3.45
3.0
卡2
级九模铜大拉配模及连续退火工艺卡
规格
mm
进线mm
配模道次
退火电压V
退火电流A
出线速度m/s
1
2
3
4
5
6
7
8
9
2.0
8.0
6.3
5.4
4.6
4.0
3.45
3.0
2.6
2.26
2.0
2.03
8.0
6.3
5.4
4.6
4.0
3.45
3.0
2.6
2.26
2.03
2.12
8.0
6.3
5.4
4.6
4.0
3.45
2.95
2.45
2.12
2.14
8.0
6.3
5.4
4.6
4.0
3.45
2.95
2.45
2.14
2.24
8.0
6.3
5.4
4.6
4.0
3.45
3.0
2.55
2.24
2.25
8.0
6.3
5.4
4.6
4.0
3.45
3.0
2.55
2.25
2.36
8.0
7.0
5.4
4.3
3.45
2.95
2.6
2.36
2.50
8.0
6.3
5.4
4.6
4.0
3.45
2.95
2.50
2.52
8.0
6.3
5.4
4.6
4.0
3.45
2.95
2.52
2.62
8.0
7.2
5.65
4.65
3.85
3.35
3.05
2.62
2.76
8.0
6.4
5.7
4.8
4.1
3.6
3.1
2.76
2.85
8.0
6.3
5.4
4.5
3.8
3.25
2.85
3.0
8.0
6.3
5.4
4.6
4.0
3.45
3.0
7
QJ/MG-TY.01-2020
卡311模铜中拉配模及连续退火工艺卡
规格
mm
进线mm
配模道次
退火电压V
退火电流A
出线速度m/s
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0.65
2.13
2.03
1.8
1.6
1.41
1.25
1.12
1.01
0.9
0.8
0.72
0.65
0.68
2.13
2.05
1.82
1.62
1.45
1.3
1.16
1.05
0.95
0.85
0.76
0.68
0.72
2.13
2.05
2.03
1.8
1.6
1.41
1.25
1.12
1.01
0.9
0.8
0.72
0.64
2.13
2.03
1.8
1.6
1.41
1.25
1.12
1.01
0.9
0.8
0.72
0.64
0.41
1.0
0.93
0.86
0.79
0.73
0.68
0.63
0.58
0.54
0.5
0.46
0.41
0.43
1.0
0.94
0.87
0.81
0.74
0.69
0.64
0.59
0.55
0.51
0.47
0.43
0.39
1.0
0.91
0.83
0.76
0.7
0.65
0.59
0.55
0.5
0.47
0.43
0.39
0.62
2.0
1.8
1.62
1.45
1.3
1.17
1.06
0.96
0.86
0.77
0.69
0.62
0.64
2.0
1.8
1.62
1.45
1.3
1.17
1.06
0.96
0.86
0.77
0.7
0.64
0.63
2.0
1.8
1.62
1.45
1.3
1.17
1.06
0.96
0.86
0.77
0.69
0.63
卡4φ3.0mm进线铜中拉配模及连续退火工艺卡
线径
mm
配模道次
电压V
电流A
线速
m/s
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
0.52
2.76
2.52
2.35
2.16
1.92
1.7
1.52
1.35
1.25
1.16
1.03
0.9
0.81
0.73
0.66
0.61
0.58
0.55
16
50
0.68
2.76
2.52
2.35
2.16
1.92
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