标准铜排设计的技术规范.doc

-1- 铜排设计技术规范铜排设计技术规范 目录目录 目录目录.3 1 目的目的.4 2 适用范围适用范围.4 3 引用引用/参考标准或资料参考标准或资料.4 4 材料介绍材料介绍.5 4.1 铜和铜合金板5 4.2 牌号及状态5 4.3 力学性能6 5 规范内容规范内容7 5.1 基本功能描述7 5.2 技术要求.7 6 铆接介绍铆接介绍.14 7 检验检验/试验要求试验要求14 7.1 检查铜排及其附件的质量，按图纸技术要求检验.14 7.2 镀层检验15 7.3 搭接面检查.17 7.4 铜排样件防腐试验.18 - 2 1 目的目的 本规范适应于结构设计人员，外协加工管理人员，目的是规范铜排结构件 设计，指导结构设计人员正确地选择铜排形式和材料，保证设计人员设计出的 零件有较好的加工工艺性，加快加工进度，降低加工成本。同时指导铜排的加 工、检验和验收。 2 适用范围适用范围 适用于英威腾公司的铜排设计、制造和检验。 3 引用引用/参考标准或资料参考标准或资料 GB5585.1-2005电工用铜、铝及其合金母线 第1部分：铜和铜合金母线 GB7251-2008低压成套开关设备 GB/T9798-2005金属覆盖层 镍电镀层 GB/T/12599-2002金属覆盖层 锡电镀层 GB/T 5231-2001 加工铜及铜合金化学成分和产品形状 GB/T 2040-2002 铜及铜合金板材 GB/T 2529-2005 导电用铜板和条 电器制造技术手册之第二十二章：母线连接工艺等 4 材料介绍材料介绍 4.14.1 铜和铜合金板铜和铜合金板 常用的铜和铜合金板材主要有两种：紫铜 T2 和黄铜 H62。 紫铜 T2 是最常见的纯铜，外观呈紫色，又称紫铜，具有高的导电和导热性， 良好的耐腐蚀性和成形性，但强度和硬度比黄铜低得多，价格也非常昂贵，主 要用做导电、导热，耐腐蚀元件，一般用于电源上需要承载大电流的零件。 黄铜 H62，属高锌黄铜，具有较高的强度和冷、热加工性，易进行各种形式的 成形加工和切削加工。主要用于各种深拉伸和折弯的受力零件，其导电性不如 紫铜，但有较高的强度和硬度，价格也比较适中，在满足导电要求的情况下， 尽可能选用黄铜代替紫铜，可以大大降低材料成本。 4.24.2 牌号及状态牌号及状态 公司铜板常用二号铜的纯铜，代号T2;铜母线使用二号铜的纯铜，代号TM。 - 3 A 所使用铜板的状态、规格应符合下表： 规格/mm 牌号状态 厚度宽度长度 热轧(R)460 软(M) 1/8 硬(Y8) 1/2 硬(Y2) T2 硬(Y) 0.212 30006000 通常铜板选用 T2Y，状态选用硬（Y） B 所使用的铜母线的状态、规格应符合下表： 规格/mm 牌号状态 厚度宽度长度 软态(M) TM 硬态(Y) 2.245016400 8000 通常铜母线选用 TMY，状态选用硬态（Y） 4.34.3 力学性能力学性能 铜板的力学性能： 牌号状态 拉伸强度 Rm(MPa) 伸长率 A11.3(%) 维氏硬度 HV 热轧(R)195 30 软(M) 20530 1/8 硬(Y8)215275 25 55100 1/2 硬(Y2)245345 8 75120 T2 硬(Y) 295380 铜母线的力学性能 型号抗拉强度 Rm(MPa)伸长率(%)布氏硬度 HB TMR 20635 TMY 205 - 4 铜板的弯曲性能 T10mm 铜板的弯曲性能（T 表示板厚） 弯曲试验 牌号状态厚度(mm) 弯曲角度()弯曲半径弯曲结果 热轧(R) 软 (M) 1/8 硬(Y8) 5 510 180 180 0.5 倍板厚 0.5 倍板厚 T2 1/2 硬(Y2) 硬(Y) 1090 1.0 倍板厚 弯曲外侧不应 有肉眼可见的 裂纹，内侧不 应有皱褶 铜母线的弯曲性能：铜母线的宽边弯曲 90，表面应不出现裂纹，弯曲圆柱的 直径应 按厚度选定，应符合下表规定。 厚度 T（mm）弯曲半径（mm） T2.82 2.8T4.75 4 4.75T10.00 8 10.00T25.00 16 25.00T 32 5 规范内容规范内容 5.15.1 基本功能描述基本功能描述 5.1.1 满足电气功能需要，实现电流、电压及电信号的传输； 5.1.2 对大截面导线用铜排代替，工艺要求低，易弯曲，容易实现连接； 5.1.3 对小截面导线用铜排代替，体积小，美观且容易固定； 5.1.4 在实现电流汇接，接地功能时，接线方便； 5.1.5 铜排由机械加工后，直接连接在结构件上，简化总装生产。 5.25.2 技术要求技术要求 5.2.1 一般设计要求 (1) 以合适的铜排满足电气性能要求。 (2) 电源、电气产品中正常的工作、温升、环境及运输时产生的振动不应使 铜排连接有异常变化。 (3) 结构设计时应考虑到不同材料的热膨胀影响及电化学腐蚀作用对材料的 影响。 (4) 铜排之间的连接应保证有足够和持久的接触压力，以满足小的接触电阻 及温升要求，但不应使铜排产生永久变形。 5.2.2 设计选型 (1) 铜母线用型号，规格及标准编号表示(参考GB5585-85)。 - 5 铜母线截面形状 a:厚度即窄边尺寸mm b:宽度即宽边尺寸mm r:圆角或圆边半径mm 如：窄边为10，宽边为100的铜母线，硬状态。在图纸材料栏中表示为： TMY-100X10 铜母线的型号如表1所示。 表1 铜母线的型号一览表 型号状态名称布氏硬度（最小） TMRO 软铜母线 - TMYH 硬铜母线 HB65 对于标准规格铜母线满足不了设计要求时，可使用纯铜板，如厚度为3的纯铜 板零件，在图纸材料栏中表示为：T2Y-3.0 （参考GB2059-89） (2) 基本状态 退火的 O适用于完全退火而获得最小强度状态的压力加工制品 硬 的 H适用于退火后进行冷加工或冷加工与不完全退火结合而获 得标准规定的机械性能的制品。 (3) 对母线材料及加工的技术要求 铜母线应采用符合GB468-82要求的铜线锭制造 铜母线的电阻率不大于0.01774欧姆.mm2/m 铜排表面有裂痕,斑痕,凹坑及有硝石沉积的母线不得使用 表面有直径大于2.5mm，深度大于0.15mm气孔的母线不得使用 经过折弯加工的母线不得平直或重新折弯使用 母线需矫直，校平，在剪切断面，钻孔及冲孔后应去除毛刺 母线各搭接面应用压力机蹲平,校平，保证搭接面接触良好 5.2.3 基础数据 (1) 常用铜母线规格及载流量如表2所示。 表2 单条铜母线规格及载流量（铜母线最高允许温度为70）一览表 铜（A） 交流（环境温度） 直流（环境温度） 铜母线尺寸 （截面，mm） 2530354025303540 15 x 3210197185170210197185170 20 x 3275258242223275258242223 25 x 3340320299276340320299276 30 x 4475446418385475446418385 40 x 4625587550506625587550506 40 x 5700659615567705664620571 50 x 5860809756697870818765705 - 6 50 x 6955898840774960902845778 63 x 611251056990912114510791010928 80 x 614801390130012001510142013301225 100 x 618101700159014701875176016501520 60 x 813201240116010701345126511851090 80 x 816901590149013701755165015451420 100 x 820801955183016852180205019201770 125 x 824002255211019452600244522902105 60 x 1014751388130011951525143213401235 80 x 1019001786167015401990187017501610 100 x 1023102170203018702470232021752000 125 x 1026502490233021502950277025952390 注：1.本表系铜母线立放的数据。当铜母线平放且宽度63mm 时，表中数据应乘以 0.95，63mm 时应乘以 0.92。 2.带“”号的为优选规格。 表3 23片铜母线叠加时的载流量 （铜母线最高允许温度为70、 环境 温度为25 ） 铜（A） 铜母线尺寸 交流直流 （截面，mm） 2 片 3 片 2 片 3 片 40X4 1090 40X5 1250 50X5 1525 50X6.3 1700 63X6.31740224019902495 80X6.32110272026303220 100X6.32470317032453940 63X82160279024853020 80X82620337030953850 100X83060393038104690 125X83400434044005600 63X102560330027253530 80X103100399035104450 100X103610465043255385 125X104100520050006250 注 本表系铜母线立放的数据，铜母线间距等于厚度。 铜板制作的铜排结构件载流量参考以上表格 (2) 铜排应考虑到刚度进行选择；如在铜排上开多个孔必须考虑所开孔对铜排 截面的影响，适当增加铜排截面积。 - 7 (3) 根据选用铜排的宽度确定搭接形式及钻孔位置的要求如表4所示。 表4经实际总结出的经验数据，用以规范结构设计，确定铜排的搭接形式； 开孔大小及孔位尺寸 表4 根据选用铜排的宽度确定搭接形式及钻孔位置的要求参照表 铜铜 母母 线线 尺尺 寸寸零零 件件 图图 例例ABDFEC 直 径 螺 栓 螺 母 垫 圈 弹 垫 1540102076 2050122698 255012261110 306015301312 408020401312 2442 507514.5142223 609017172628 13123363 60601110 8080 80100 100100 1716 4484 1515 2015 2515 76 2020 2520 98 2525 3025 4025 1110 3030 4030 1312 1121 4040111118181110 50501414222213 60501417262213 60601717262613 12 2242 图图 例例铜铜 母母 线线 尺尺 寸寸零零 件件 - 8 ABDFEC 直 径 螺 栓 螺 母 垫 圈 弹 垫 30127165.55 401210205.55 3015716 3020716 40151020 40201020 76 502098 50251110 5030 5040 1226 6020 6025 6030 6040 1530 8030 8040 8050 8060 2040 10040 10050 10060 2550 1312 2242 601576 602098 801576 802098 8025 1226 1110 2242 1001576 1002098 100251110 10030 1226 1312 2242 60601110 8080 80100 100100 1716 4484 (4) 铜排折弯，公司推荐的弯曲半径如表5所示。 表5 铜排宽面弯曲（平弯）推荐的弯曲半径 铜排厚度折弯内角半径 T=1-2R=2 T=3-4R=4 T=5-6R=10 T=8-12R=15 - 9 （铜排截面）折弯内半径R示意图 (5) 母线扭转90时,其扭转部分的总长度不小于母线宽度2.5倍(不推荐)。 (6) 铜排折弯内角需标注在图纸上。 (7) 铜排压印等标示应标注，压印位置公差允许在5mm范围内。 (8) 铜排通常外形倒角R2，特殊情况按图纸标注，如图： R角位置示意图 6 铆接介绍铆接介绍 铜排可以直接通过攻丝、铆接螺母或光孔形式来实现连接。 （视板材厚度而定） 铜排在使用涨铆螺母时,为了连接牢固可靠,一般选取六角涨铆螺母,供应商选 择螺母时会根据铜排厚度来选用适合板厚的螺母(铆接厚铜排的螺母一般为定制). 铜排上有时也会铆接螺钉,通常选用(HFH)高强度铆钉来实现。 7 检验检验/试验要求试验要求 7.17.1 检查铜排及其附件的质量，按图纸技术要求检验检查铜排及其附件的质量，按图纸技术要求检验 表面质量 铜排厚度推荐不推荐 T=1-3 铆接螺母或光孔攻丝 T=4-12 M3、M4螺纹直接攻丝， M5以 上螺纹采用涨铆螺母或光孔 - - 10 7.1.1.铜排应选用优质材料，材料表面缺陷少、颜色均匀 7.1.2.加工时须进行表面保护，避免损伤表面；装配人员安装时必须戴手套， 防止表面留下手印、污渍。 7.1.3.铜排折弯后，弯角处不能有明显裂纹. 7.1.4.严禁在铜排冲错孔的情况下，在圆孔位置填充同样大小的铜材进行修补。 7.1.5.铜母线需经过校直，铜母线宽面的弯曲度每米不大于2mm，窄面的弯曲度 每米不大于3mm。 7.27.2 镀层检验镀层检验 主要应用的镀层:亮镍, 亮锡 镀层性能、特点 电镀镍（推荐使用） 1.电镀镍层在空气中的稳定性很高 ，由于金属镍具有很强 的 钝化能力，在表面能迅速生成一层极薄的钝化膜，能抵抗大气、碱和某些酸 的腐蚀。 2.可作为防护装饰性镀层 3.厚度均匀性 电镀锡 具有抗腐蚀、耐变色、无毒、易焊、柔软和延展性好，但易划伤，不 宜接触手汗，不宜存放在潮湿地方，否则易变色 。 7.2.1 镀层表示法 图纸要求标注为：镀镍 Cu/Ni15b 镀锡 Cu /Sn15b 标注诠释: (1) Cu/-表示基体为铜或铜合金 (2) 化学符号 Ni，表示镍镀层；Sn, 表示锡镀层 (3) Ni、Sn 后的数字，代表镀层的最小厚度，um (4) 按使用条件为室外一般的大气环境，且铜层作为底层时的镀层的最小 厚度为 15um (5) 数字后的小写字母，表示镀层的类型： b表示是全光亮的电镀规范下沉积的镀层。 7.2.2 铜基体电镀前的处理 电镀生产方和需方应对电镀前基体的表面状态作出规定或协商认可。通 常采用砂光铜排表面的作法；然后供方对工件主要表面进行检查，确认是否有 明显的表面缺陷，如气孔，裂纹和不合要求的覆盖层，或者任何对最后的精饰 不利的其它缺陷，检查铜排表面平面度，特别是搭接部分的平面度。所有缺陷 都应在作任何处理之前提请需方注意。 7.2.3 外观 电镀后未经任何加工的表面，不应有明显的电镀缺陷，如鼓泡，麻点，孔 隙，脱皮，粗糙，裂纹，漏镀，污迹或不良颜色。表面上不可避免的挂具痕迹 及其位置也应由需方作出规定。 a 所有零件都应按 GB 5926-86 进行外观检查。 b 镍镀层应是光亮带有柔和浅黄色的银白色；锡镀层应是呈光亮淡灰色。 c 镀层结晶应均匀、细致、光滑、连续。 - 11 d 在零件的非主视表面，允许有以下缺陷： 1）小而少的夹具印（夹具印小于 11 mm2） ； 2）镍镀层局部呈雾状、锡镀层轻微的水印或灰暗影（雾状、水印或灰暗 影面积小于 1010 mm2） 。 不允许： 3）镀层有斑点、黑点、烧焦、粗糙、针孔、麻点、分层、起泡、起皮、 脱落： 4）树枝状、海绵状和条纹状镀层； 5）局部