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1 目的

 

2 適用范圍

 

3引用/參考標(biāo)準(zhǔn)或料

 

4 材料介紹

 

4.1銅和銅合金板

 

4.2牌號(hào)及狀態(tài)

 

4.3力學(xué)性能

 

5規(guī)范內(nèi)容

 

5.1基本功能描述

 

5.2 技術(shù)要求

 

6 鉚接介紹

 

7 檢驗(yàn)/試驗(yàn)要求

 

7.1 檢查銅排及其附件的質(zhì)量，按圖紙技術(shù)要求檢驗(yàn)

 

7.2鍍層檢驗(yàn)

 

7.3 搭接面檢查

 

7.4 銅排樣件防腐試驗(yàn)

 

1 目的

 

本規(guī)范適應(yīng)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員，外協(xié)加工管理人員，目的是規(guī)范銅排結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)，指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員正確地選擇銅排形式和材料，保證設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出的零件有較好的加工工藝性，加快加工進(jìn)度，降低加工成本。同時(shí)指導(dǎo)銅排的加工、檢驗(yàn)和驗(yàn)收。

 

2 適用范圍

 

銅排設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)。 

 

3引用/參考標(biāo)準(zhǔn)或資料

 

GB5585.1-2005《電工用銅、鋁及其合金母線》 第1部分：銅和銅合金母線

 

 GB7251-2008《低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備》

 

 GB/T9798-2005《金屬覆蓋層 鎳電鍍層》

 

  GB/T/12599-2002《金屬覆蓋層 錫電鍍層》

 

  GB/T 5231-2001  加工銅及銅合金化學(xué)成分和產(chǎn)品形

 

  GB/T 2040-2002  銅及銅合金板材

 

   GB/T 2529-2005  導(dǎo)電用銅板和條

 

《電器制造技術(shù)手冊(cè)》之《第二十二章：母線連接工藝》等 

 

4 材料介紹

 

4.1銅和銅合金板

 

常用的銅和銅合金板材主要有兩種：紫銅T2和黃銅H62。

 

紫銅T2是最常見(jiàn)的純銅，外觀呈紫色，又稱紫銅，具有高的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性，良好的耐腐蝕性和成形性，但強(qiáng)度和硬度比黃銅低得多，價(jià)格也非常昂貴，主要用做導(dǎo)電、導(dǎo)熱，耐腐蝕元件，一般用于電源上需要承載大電流的零件。

 

黃銅H62，屬高鋅黃銅，具有較高的強(qiáng)度和冷、熱加工性，易進(jìn)行各種形式的成形加工和切削加工。主要用于各種深拉伸和折彎的受力零件，其導(dǎo)電性不如紫銅，但有較高的強(qiáng)度和硬度，價(jià)格也比較適中，在滿足導(dǎo)電要求的情況下，盡可能選用黃銅代替紫銅，可以大大降低材料成本。

 

4.2牌號(hào)及狀態(tài)

 

銅板常用二號(hào)銅的純銅，代號(hào)T2;銅母線使用二號(hào)銅的純銅，代號(hào)TM。

 

     A 所使用銅板的狀態(tài)、規(guī)格應(yīng)符合下表：

 

牌號(hào)	狀態(tài)	規(guī)格/mm
		厚度	寬度	長(zhǎng)度
T2	熱軋(R)	4～60	≤3000	≤6000
	軟(M)	0.2～12
	1/8硬(Y8)
	1/2硬(Y2)
	硬(Y)

 

銅板選用T2Y，狀態(tài)選用硬（Y） 

 

 所使用的銅母線的狀態(tài)、規(guī)格應(yīng)符合下表：

 

牌號(hào)	狀態(tài)	規(guī)格/mm
		厚度	寬度	長(zhǎng)度
TM	軟態(tài)(M)	2.24～50	16~400	≤8000
	硬態(tài)(Y)

 

通常銅母線選用TMY，狀態(tài)選用硬態(tài)（Y）

 

4.3力學(xué)性能

 

銅板的力學(xué)性能：

 

牌號(hào)	狀態(tài)	拉伸強(qiáng)度 Rm(MPa)	伸長(zhǎng)率 A11.3(%)	維氏硬度 HV
T2	熱軋(R)	≥195	≥30	——
	軟(M)	≥205	≥30	——
	1/8硬(Y8)	215~275	≥25	55～100
	1/2硬(Y2)	245~345	≥8	75～120
	硬(Y)	≥295	≥3	≥80

 

銅母線的力學(xué)性能

 

型號(hào)	抗拉強(qiáng)度 Rm(MPa)	伸長(zhǎng)率(%)	布氏硬度HB
TMR	≥206	≥35	——
TMY	——	——	≥205

 

銅板的彎曲性能

 

 

T≦10mm銅板的彎曲性能（T表示板厚）

 

牌號(hào)	狀態(tài)	厚度(mm)	彎曲試驗(yàn)
			彎曲角度(°)	彎曲半徑	彎曲結(jié)果
T2	熱軋(R) 軟(M) 1/8硬(Y8)	≤5 ＞5～10	180 180	0.5倍板厚 0.5倍板厚	彎曲外側(cè)不應(yīng)有肉眼可見(jiàn)的裂紋，內(nèi)側(cè)不應(yīng)有皺褶
	1/2硬(Y2) 硬(Y)	≤10	90	1.0倍板厚

 

銅母線的彎曲性能：銅母線的寬邊彎曲90°，表面應(yīng)不出現(xiàn)裂紋，彎曲圓柱的直徑應(yīng)

 

 

按厚度選定，應(yīng)符合下表規(guī)定。

 

厚度T（mm）	彎曲半徑（mm）
T≤2.8	2
2.8＜T≤4.75	4
4.75＜T≤10.00	8
10.00＜T≤25.00	16
25.00＜T	32

 

5規(guī)范內(nèi)容

 

5.1基本功能描述

 

5.1.1 滿足電氣功能需要，實(shí)現(xiàn)電流、電壓及電信號(hào)的傳輸；

 

5.1.2 對(duì)大截面導(dǎo)線用銅排代替，工藝要求低，易彎曲，容易實(shí)現(xiàn)連接；

 

5.1.3 對(duì)小截面導(dǎo)線用銅排代替，體積小，美觀且容易固定；

 

5.1.4 在實(shí)現(xiàn)電流匯接，接地功能時(shí)，接線方便；

 

5.1.5 銅排由機(jī)械加工后，直接連接在結(jié)構(gòu)件上，簡(jiǎn)化總裝生產(chǎn)。

 

5.2 技術(shù)要求

 

5.2.1 一般設(shè)計(jì)要求 

 

(1)   以合適的銅排滿足電氣性能要求。

 

(2)   電源、電氣產(chǎn)品中正常的工作、溫升、環(huán)境及運(yùn)輸時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)不應(yīng)使銅排連接有異常變化。

 

(3)   結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到不同材料的熱膨脹影響及電化學(xué)腐蝕作用對(duì)材料的影響。

 

(4)   銅排之間的連接應(yīng)保證有足夠和持久的接觸壓力，以滿足小的接觸電阻及溫升要求，但不應(yīng)使銅排產(chǎn)生永久變形。

 

5.2.2 設(shè)計(jì)選型

 

(1) 銅母線用型號(hào)，規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)表示(參考GB5585-85)。

           

       銅母線截面形狀

 

        a:厚度即窄邊尺寸mm

 

                                 b:寬度即寬邊尺寸mm

 

                                 r:圓角或圓邊

 

如：窄邊為10，寬邊為100的銅母線，硬狀態(tài)。在圖紙材料欄中表示為：TMY-100X10  

 

銅母線的型號(hào)如表1所示。

 

表1  銅母線的型號(hào)一覽表

 

型號(hào)	狀態(tài)	名稱	布氏硬度（最小）
TMR	O	軟銅母線	------
TMY	H	硬銅母線	HB65

 

     對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格銅母線滿足不了設(shè)計(jì)要求時(shí)，可使用純銅板，如厚度為3的純銅板零件，在圖紙材料欄中表示為：T2Y-3.0    （參考GB2059-89）

 

    (2) 基本狀態(tài)

 

        退火的   O——適用于完全退火而獲得最小強(qiáng)度狀態(tài)的壓力加工制品

 

        硬  的   H——適用于退火后進(jìn)行冷加工或冷加工與不完全退火結(jié)合而獲得標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的機(jī)械性能的制品。

 

    (3) 對(duì)母線材料及加工的技術(shù)要求

 

Ø 銅母線應(yīng)采用符合GB468-82要求的銅線錠制造

 

Ø 銅母線的電阻率不大于0.01774歐姆.mm2/m

 

Ø 銅排表面有裂痕,斑痕,凹坑及有硝石沉積的母線不得使用

 

Ø 表面有直徑大于2.5mm，深度大于0.15mm氣孔的母線不得使用

 

Ø 經(jīng)過(guò)折彎加工的母線不得平直或重新折彎使用

 

Ø 母線需矯直，校平，在剪切斷面，鉆孔及沖孔后應(yīng)去除毛刺

 

Ø 母線各搭接面應(yīng)用壓力機(jī)蹲平,校平，保證搭接面接觸良好

 

5.2.3基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

 

(1) 常用銅母線規(guī)格及載流量如表2所示。

 

表2  單條銅母線規(guī)格及載流量（銅母線最高允許溫度為70℃）一覽表

 

銅母線尺寸（截面，mm）	銅（A）
	交流（環(huán)境溫度）				直流（環(huán)境溫度）
	25℃	30℃	35℃	40℃	25℃	30℃	35℃	40℃
15 x 3＊	210	197	185	170	210	197	185	170
20 x 3＊	275	258	242	223	275	258	242	223
25 x 3＊	340	320	299	276	340	320	299	276
30 x 4＊	475	446	418	385	475	446	418	385
40 x 4＊	625	587	550	506	625	587	550	506
40 x 5	700	659	615	567	705	664	620	571
50 x 5＊	860	809	756	697	870	818	765	705
50 x 6	955	898	840	774	960	902	845	778
63 x 6＊	1125	1056	990	912	1145	1079	1010	928
80 x 6	1480	1390	1300	1200	1510	1420	1330	1225
100 x 6	1810	1700	1590	1470	1875	1760	1650	1520
60 x 8＊	1320	1240	1160	1070	1345	1265	1185	1090
80 x 8＊	1690	1590	1490	1370	1755	1650	1545	1420
100 x 8	2080	1955	1830	1685	2180	2050	1920	1770
125 x 8	2400	2255	2110	1945	2600	2445	2290	2105
60 x 10	1475	1388	1300	1195	1525	1432	1340	1235
80 x 10	1900	1786	1670	1540	1990	1870	1750	1610
100 x 10＊	2310	2170	2030	1870	2470	2320	2175	2000
125 x 10	2650	2490	2330	2150	2950	2770	2595	2390
注：1.本表系銅母線立放的數(shù)據(jù)。當(dāng)銅母線平放且寬度≤63mm時(shí)，表中數(shù)據(jù)應(yīng)乘以0.95，>63mm 時(shí)應(yīng)乘以0.92。
2.帶“＊”號(hào)的為優(yōu)選規(guī)格。

 

 注：1.本表系銅母線立放的數(shù)據(jù)。當(dāng)銅母線平放且寬度≤63mm時(shí)，表中數(shù)據(jù)應(yīng)乘以0.95，>63mm 時(shí)應(yīng)乘以0.92。

 

    2.帶“＊”號(hào)的為優(yōu)選規(guī)格。

 

表3  2～3片銅母線疊加時(shí)的載流量 （銅母線最高允許溫度為70℃、  環(huán)境溫度為25℃  ）

銅母線尺寸	銅（A）
	交流		直流
（截面，mm）	2片	3片	2片	3片
40X4			1090
40X5			1250
50X5			1525
50X6.3			1700
63X6.3	1740	2240	1990	2495
80X6.3	2110	2720	2630	3220
100X6.3	2470	3170	3245	3940
63X8	2160	2790	2485	3020
80X8	2620	3370	3095	3850
100X8	3060	3930	3810	4690
125X8	3400	4340	4400	5600
63X10	2560	3300	2725	3530
80X10	3100	3990	3510	4450
100X10	3610	4650	4325	5385
125X10	4100	5200	5000	6250
注  本表系銅母線立放的數(shù)據(jù)，銅母線間距等于厚度。

 

               銅板制作的銅排結(jié)構(gòu)件載流量參考以上表格

 

(2) 銅排應(yīng)考慮到剛度進(jìn)行選擇；如在銅排上開(kāi)多個(gè)孔必須考慮所開(kāi)孔對(duì)銅排截面的影響，適當(dāng)增加銅排截面積。

 

(3) 根據(jù)選用銅排的寬度確定搭接形式及鉆孔位置的要求如表4所示。

 

表4經(jīng)實(shí)際總結(jié)出的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用以規(guī)范結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定銅排的搭接形式；

 

開(kāi)孔大小及孔位尺寸

 

表4  根據(jù)選用銅排的寬度確定搭接形式及鉆孔位置的要求參照表

 

圖         例	銅   母  線  尺  寸							零  件
	A	B	D	F	E	C	f	直 徑	螺栓	螺母	墊圈	彈墊
	15	40	10			20	7	6	2	4	4	2
	20	50	12			26	9	8
	25	50	12			26	11	10
	30	60	15			30	13	12
	40	80	20			40	13	12
	50	75	14.5	14	22	23	13	12	3	3	6	3
	60	90	17	17	26	28
	60	60					11	10	4	4	8	4
	80	80					17	16
	80	100
	100	100
	15	15					7	6	1	1	2	1
	20	15
	25	15
	20	20					9	8
	25	20
	25	25					11	10
	30	25
	40	25
	30	30					13	12
	40	30
	40	40	11	11	18	18	11	10	2	2	4	2
	50	50	14	14	22	22	13	12
	60	50	14	17	26	22	13
	60	60	17	17	26	26	13
圖         例	銅   母  線  尺  寸							零  件
	A	B	D	F	E	C	f	直 徑	螺栓	螺母	墊圈	彈墊
	30	12		7	16		5.5	5	2	2	4	2
	40	12		10	20		5.5	5
	30	15		7	16		7	6
	30	20		7	16
	40	15		10	20
	40	20		10	20
	50	20		12	26		9	8
	50	25					11	10
	50	30					13	12
	50	40
	60	20		15	30
	60	25
	60	30
	60	40
	80	30		20	40
	80	40
	80	50
	80	60
	100	40		25	50
	100	50
	100	60
	60	15		12	26		7	6	2	2	4	2
	60	20					9	8
	80	15					7	6
	80	20					9	8
	80	25					11	10
	100	15		12	26		7	6	2	2	4	2
	100	20					9	8
	100	25					11	10
	100	30					13	12
	60	60					11	10	4	4	8	4
	80	80					17	16
	80	100
	100	100

 

(4) 銅排折彎，公司推薦的彎曲半徑如表5所示。

 

表5 銅排寬面彎曲（平彎）推薦的彎曲半徑

 

銅排厚度	折彎內(nèi)角半徑
T=1--2	R=2
T=3--4	R=4
T=5--6	R=10
T=8--12	R=15

 

 

（銅排截面）折彎內(nèi)半徑R示意圖

 

(5)  母線扭轉(zhuǎn)90°時(shí),其扭轉(zhuǎn)部分的總長(zhǎng)度不小于母線寬度2.5倍(不推薦)。

 

(6)  銅排折彎內(nèi)角需標(biāo)注在圖紙上。

 

(7)  銅排壓印等標(biāo)示應(yīng)標(biāo)注，壓印位置公差允許在±5mm范圍內(nèi)。

 

(8)  銅排通常外形倒角R2，特殊情況按圖紙標(biāo)注，如圖：

 

 R角位置示意圖

 

6 鉚接介紹

 

銅排可以直接通過(guò)攻絲、鉚接螺母或光孔形式來(lái)實(shí)現(xiàn)連接。（視板材厚度而定）

 

銅排厚度	推薦	不推薦
T=1--3	鉚接螺母或光孔	攻絲
T=4--12	M3、M4螺紋直接攻絲， M5以上螺紋采用漲鉚螺母或光孔	--------

 

銅排在使用漲鉚螺母時(shí),為了連接牢固可靠,一般選取六角漲鉚螺母,供應(yīng)商選擇螺母時(shí)會(huì)根據(jù)銅排厚度來(lái)選用適合板厚的螺母(鉚接厚銅排的螺母一般為定制).

 

銅排上有時(shí)也會(huì)鉚接螺釘,通常選用(HFH)高強(qiáng)度鉚釘來(lái)實(shí)現(xiàn)。

 

7 檢驗(yàn)/試驗(yàn)要求

 

7.1 檢查銅排及其附件的質(zhì)量，按圖紙技術(shù)要求檢驗(yàn)

 

表面質(zhì)量

 

7.1.1.銅排應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)材料，材料表面缺陷少、顏色均勻

 

7.1.2.加工時(shí)須進(jìn)行表面保護(hù)，避免損傷表面；裝配人員安裝時(shí)必須戴手套，防止表面留下手印、污漬。

 

7.1.3.銅排折彎后，彎角處不能有明顯裂紋.

 

7.1.4.嚴(yán)禁在銅排沖錯(cuò)孔的情況下，在圓孔位置填充同樣大小的銅材進(jìn)行修補(bǔ)。

 

7.1.5.銅母線需經(jīng)過(guò)校直，銅母線寬面的彎曲度每米不大于2mm，窄面的彎曲度每米不大于3mm。

 

7.2　鍍層檢驗(yàn)

 

主要應(yīng)用的鍍層:亮鎳, 亮錫

 

鍍層性能、特點(diǎn)

 

電鍍鎳（推薦使用）

 

1.電鍍鎳層在空氣中的穩(wěn)定性很高，由于金屬鎳具有很強(qiáng)         的鈍化能力，在表面能迅速生成一層極薄的鈍化膜，能抵抗大氣、堿和某些酸的腐蝕。

 

2.可作為防護(hù)裝飾性鍍層

 

3.厚度均勻性

 

 電鍍錫

 

具有抗腐蝕、耐變色、無(wú)毒、易焊、柔軟和延展性好，但易劃傷，不宜接觸手汗，不宜存放在潮濕地方，否則易變色。

 

7.2.1 鍍層表示法

 

 圖紙要求標(biāo)注為：鍍鎳 Cu/Ni15b　　鍍錫 Cu /Sn15b　　　

 

 標(biāo)注詮釋:

 

 (1)  Cu/-表示基體為銅或銅合金

 

 (2)  化學(xué)符號(hào)Ni，表示鎳鍍層；Sn, 表示錫鍍層

 

 (3)  Ni、Sn后的數(shù)字，代表鍍層的最小厚度，um

 

 (4) 按使用條件為室外一般的大氣環(huán)境，且銅層作為底層時(shí)的鍍層的最小厚度為15um

 

 (5) 數(shù)字后的小寫(xiě)字母，表示鍍層的類型：

 

  b——表示是全光亮的電鍍規(guī)范下沉積的鍍層。

 

7.2.2 銅基體電鍍前的處理

 

    電鍍生產(chǎn)方和需方應(yīng)對(duì)電鍍前基體的表面狀態(tài)作出規(guī)定或協(xié)商認(rèn)可。通常采用砂光銅排表面的作法；然后供方對(duì)工件主要表面進(jìn)行檢查，確認(rèn)是否有明顯的表面缺陷，如氣孔，裂紋和不合要求的覆蓋層，或者任何對(duì)最后的精飾不利的其它缺陷，檢查銅排表面平面度，特別是搭接部分的平面度。所有缺陷都應(yīng)在作任何處理之前提請(qǐng)需方注意。

 

7.2.3 外觀

 

電鍍后未經(jīng)任何加工的表面，不應(yīng)有明顯的電鍍?nèi)毕?，如鼓泡，麻點(diǎn)，孔隙，脫皮，粗糙，裂紋，漏鍍，污跡或不良顏色。表面上不可避免的掛具痕跡及其位置也應(yīng)由需方作出規(guī)定。

 

 a 所有零件都應(yīng)按 GB 5926-86 進(jìn)行外觀檢查。

 

b 鎳鍍層應(yīng)是光亮帶有柔和淺黃色的銀白色；錫鍍層應(yīng)是呈光亮淡灰色。

 

c 鍍層結(jié)晶應(yīng)均勻、細(xì)致、光滑、連續(xù)。

 

d 在零件的非主視表面，允許有以下缺陷：

 

    1）小而少的夾具?。▕A具印小于 1×1 mm2）；

 

2）鎳鍍層局部呈霧狀、錫鍍層輕微的水印或灰暗影（霧狀、水印或灰暗影面積小于10×10  mm2）。

 

不允許：  

 

    3）鍍層有斑點(diǎn)、黑點(diǎn)、燒焦、粗糙、針孔、麻點(diǎn)、分層、起泡、起皮、脫落：

 

    4）樹(shù)枝狀、海綿狀和條紋狀鍍層；  

 

    5）局部無(wú)鍍層（盲孔內(nèi)、以及深度大于直徑的孔內(nèi)部分除外）；

 

7.2.4 鍍層厚度的測(cè)定

 

     鍍層厚度測(cè)定在需方指定的主要表面上任何位置進(jìn)行，所用方法測(cè)量誤差必須小于10%。

 

     (1).厚度儀法（膜厚計(jì)）

 

     (2).直接測(cè)量

 

    確定一個(gè)參考點(diǎn)，測(cè)定前后該點(diǎn)的厚度便可得出鍍層厚度。這可使用普通的工程量具，如千分尺、深度規(guī)等進(jìn)行。

 

7.2.5 結(jié)合強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)

 

鍍層的結(jié)合強(qiáng)度應(yīng)按GB5270中規(guī)定的銼刀試驗(yàn)，或熱震試驗(yàn)方法中的一種進(jìn)行。試驗(yàn)后鍍層不應(yīng)與基體有任何形式的分離。

 

7.3 搭接面檢查

 

檢查各電氣連接處接觸是否可靠，可檢查銅排連接處間隙大小或連接處的溫度高低。

 

7.3.1銅排連接處的檢驗(yàn)方法

 

        (1).使用0.03mm塞尺插入銅排搭接面的間隙中，從四個(gè)方向插入，塞尺四個(gè)方向插入的最大深度之和不大于該處搭接周長(zhǎng)的12.5%。

 

　　　　單個(gè)方向塞尺插入的長(zhǎng)度不大于該處搭接長(zhǎng)度的25%

 

 

             L1+L2+L3+L4≦(A+B+A+B)×12.5%；

 

             L1≦A×25％，L3≦A×25％；

 

 L2≦B×25％，L4≦B×25％；

 

L1,L2,L3,L4:插入方向1，2，3，4的塞尺最大插入深度。

 

A:銅排1的搭接寬度。

 

B:銅排2的搭接寬度。

 

(2).可拆連接處接觸壓力不小于10MPa.

 

(3).連接處接觸電阻不大于同等長(zhǎng)度單根銅排的電阻，或電壓降不大于7mV.

 

(4).如以連接處的溫度高低判斷，溫度不高于70℃.

 

7.3.2 以20～25Hz的固有頻率施加9.8m/s2加速度6h，無(wú)變形和松動(dòng)，接觸電阻及溫升值不變.

 

7.4 銅排樣件防腐試驗(yàn)

 

通常通過(guò)考查鍍層厚度，（厚度可用厚度儀測(cè)量來(lái)測(cè)量）一般不作試驗(yàn)  。