Разработка технологических процессов изготовления сваркой взрывом медно-алюминиевых элементов токоподводящих узлов для предприятий энергетики и электрометаллургии

• Автор: Пеев, Александр Петрович
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 147 с. : ил

Пеев А.П.
Кандидатская диссеутаиия
Содержание
композитов
3.3 Анализ закономерностей пластического деформирования металла око-лошовной зоны сваренных взрывом медно-алюминиевых модельных пластин с энергетических позиций
Выводы к главе
Глава IV. Исследование структуры и свойств сваренных взрывом медно-алюминиевых композиционных материалов
4.1 Влияние условий сварки взрывом на структуру зоны соединения меди с алюминием
4.2 Влияние температурно-временных условий термического воздействия на структуру и электрофизические свойства медно-алюминиевых соединений
4.3 Влияние температурно-временных условий термического воздействия на пластические и механические свойства медно-алюминиевых соединений
Выводы к главе
Глава V. Разработка технологических процессов изготовления композиционных токоподводящих узлов и деталей силового электрооборудования предприятий энергетики и электрометаллургии
5.1 Разработка технологических процессов изготовления медноалюминиевых заготовок переходных элементов коммутационнораспределительных устройств оборудования АЭС
5.2 Разработка технологии изготовления сваркой взрывом медноалюминиевых токоподводящих клемм катодной секции электролизёра алюминия для ОАО «Волгоградский алюминий»
Выводы по главе
Общие выводы
Литература
Приложение

Пеев А.П.
Кандидатская диссеутаиия
Введение
ВВЕДЕНИЕ
Современный уровень развития энергоёмких отраслей производства, таких как химия, цветная и чёрная металлургии и др. предъявляет повышенные требования к показателю затрачиваемой электроэнергии на выпуск единицы продукции. Одним из возможных путей снижения удельного расхода электроэнергии является уменьшение потерь в токоподводящих узлах силовых электротехнических устройств (электролизёров, сталеплавильных печей, коммутационных распределителей и др.).
Как правило, внутренние части и выводы электротехнических устройств изготавливаются из меди, а силовые магистральные токоподводящие элементы (кабели, шины, провода) выполняются из алюминия, что обусловлено его хорошей электропроводностью, относительно невысокой стоимостью по сравнению с медью и малым удельным весом.
Для соединения разнородных участков силовых цепей широко применяются переходные элементы, изготавливаемые различными методами. Из всей гаммы известных способов сварка взрывом, благодаря быстротечности процесса (1св~10~6 с), позволяет получать высококачественные медно-алюминиевые переходные элементы различных типоразмеров и конфигураций. Применение сваренных взрывом медно-алюминиевых композитов в качестве контакт-элементов силового электрооборудования позволяет, во-первых, снизить потери электроэнергии при соединении разнородных участков токоподводящих узлов и, во-вторых, уменьшить материальные затраты за счёт экономии дефицитных материалов при монтаже (замене) новой конструкции (узла, секции).
Однако, несмотря на то, что в области сварки взрывом одно- и разнородных металлов накоплен значительный теоретический и экспериментальный материал, ряд явлений, протекающих в условиях высокоскоростного соударения соединяемых металлов, ещё недостаточно изучен. Так, вопросам свариваемости меди с алюминием с позиции совместного пластического деформирования металла ОШЗ в отечественных и зарубежных исследовательских работах уде-
Леев А.П.
Кандидатская диссеутаиия
Глава!
Установлено [82], что при образовании твёрдого раствора в зоне соединения металлов повышение электросопротивления может быть весьма значительным. Так, в непрерывном ряду твёрдых растворов электросопротивление тем больше, чем дальше по своему составу сплав отстоит от чистых компонентов. Максимум электросопротивления в двойных сплавах, как правило, лежит при 50% (ат), при этом он может в несколько раз превышать электросопротивление компонентов.
Таблица 1.
Вклад дефектов кристаллического строения на электросопротивление металла
Тип дефекта Порядок величины А1 Си
Вакансии мкОмсм 2,2 1,
Межузельные атомы мкОм'см 4,0 2,
Границы зёрен 10'7 мкОм'см2 13,5 31,2 40 [79-81]
Дислокации 10~13 мкОм'см3 10,0 1,0 2,8 [79]
Снижение электропроводности при химическом взаимодействии компонентов объясняется тем, что металлическая связь между атомами частично заменяется ковалентной или даже ионной и концентрация носителей тока, сво-
бодных электронов, уменьшается [74].
В работах [23, 83] приведена зависимость величины переходного электросопротивления /С от энергии УК2, затрачиваемой на пластическую деформацию при сварке взрывом меди с алюминием. Установлено, что недостаточный уровень
Кк 108 Ом м ) {
50 40 30 20
0,15 0,40 0,75 Щ, МДж/м
Рис. 1.14. Влияние энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию металлов, на величину переходного электросопротивления [23, 83].
У о

і <7 у
V',