Alles über Kupferdraht

Die gewöhnlichsten Dinge, die in der Technik und im Alltag weit verbreitet sind, ziehen selten große Aufmerksamkeit auf sich. Und das ist völlig unverdient. Alles über Kupferdraht zu wissen, ist selbst für den gewöhnlichsten Menschen nützlich, nicht für einen Ingenieur oder Techniker.

Moderner Kupferdraht sieht aus wie die gleichen Produkte aus anderen Metallen, ähnlich einer dünnen Schnur. Technologen sprechen in solchen Fällen von einem sehr kleinen Querschnitt. Am häufigsten erfolgt die industrielle Herstellung von Kupferdraht durch Heiß- oder Kaltverformung.... Es gibt fast keine Verunreinigungen in seiner Zusammensetzung, es sollte Kupfer von außergewöhnlich reinen Qualitäten geben. Die aktuelle GOST für Kupferdraht wurde am 1. Januar 1992 in Kraft gesetzt.

Die Produktion soll laut Norm nach den Grundsätzen des aktuellen Standes der Technik erfolgen. Die Durchmesser, die Höhe der Abweichungen, die Nähe der Drähte und Stäbe zur Form eines Ovals werden normiert. Die Oberfläche des Produkts muss immer sauber und glatt sein. Nach dem Standard ungültig:

• Risse;
• Mängel wie Sonnenuntergänge;
• geht kaputt;
• gewalzte Bleche (wenn die Tiefe die Standardabweichung vom Durchmesser überschreitet).

Was aber durchaus vorhanden sein kann, ohne die etablierten Normen zu verletzen:

• gerötete Bereiche, die nach dem Ätzen übrig bleiben;
• Färbung von angelaufenen Tönen;
• kleine Einschlüsse von technologischen Schmierstoffen.

Es ist unbedingt erforderlich, die verbleibenden Zugspannungen zu entfernen. Dies wird durch Glühen bei niedrigen Temperaturen oder mechanische Behandlung erreicht. Die Beseitigung solcher Fehler ist die wichtigste Komponente im Technologiedesign. Das Verwickeln von Drahtreihen und das Auftreten von Knicken wird nicht empfohlen. Die Bindung erfolgt so, dass die Dichte der Reihen nicht gestört wird.

Der Hauptvorteil von Kupferdraht ist sein niedriger spezifischer Widerstand. Deshalb wird es aktiv in der Energiewirtschaft und beim Bau verschiedener Elektrogeräte eingesetzt. Die Herstellung von Drähten wird durch die hohe Duktilität des Metalls erheblich erleichtert. Hochwertiges Kupfer lässt sich im Hochpräzisionsmodus einfach verarbeiten. Die Legierungsformel wird in verschiedenen Fällen individuell gewählt, ausgehend von den angestrebten Eigenschaften. Der Schmelzpunkt von reinem Kupfer beträgt 1083 Grad Celsius oder 1356 Grad Kelvin. Und die Dichte dieses Metalls beträgt 2,07 g pro 1 cm3. Daher ist es nicht schwierig, die Masse über den Abschnitt zu berechnen:

• mit einer Dicke von 1,5 qm mm. - 0,0133 kg pro 1 m3;
• mit einem Querschnitt von 4 qm mm. - 0,035 kg pro 1 m3;
• mit einem Querschnitt von 6 qm mm. - 0,053 kg pro 1 m3.

Verzinnter Kupferdraht ist weit verbreitet... Unterm Strich ist es galvanisch verzinnt. Die Beschichtungsschicht kann je nach Situation von 1 bis 20 Mikrometer variieren. Bei einem bestimmten Produkt ist es jedoch immer gleich. Die Zinnschichtung erhöht die Verschleißfestigkeit und ermöglicht die Verwendung dünnerer Drähte als üblich. Die Lebensdauer von verzinnten Produkten ist viel länger als die von unbeschichtetem Draht. Darüber hinaus werden mit einer solchen Verarbeitung auch die grundlegenden technologischen Eigenschaften verbessert. Es wäre jedoch sehr leichtsinnig, den Durchmesser nur unter dem Gesichtspunkt der Haltbarkeit des Materials zu bewerten.

Die Dicke des Produkts wirkt sich direkt auf seinen Preis aus. Daher ist es in vielen Fällen viel rentabler, einen dünnen Draht mit einem Querschnitt von 1 mm oder 2 mm zu kaufen. Aber das ist nicht immer möglich.Bei der Herstellung von Drähten muss auch der elektrische Widerstand und die Wärmebeständigkeit berücksichtigt werden. In vielen Haushaltsgeräten müssen Sie sogar Kupferleiter mit einem Querschnitt von 3 mm, 4 mm und manchmal mehr verwenden. Es hängt alles davon ab, wie stark der Strom durch einen bestimmten Stromkreis geleitet werden soll.

Ein gravierendes Problem für viele Heimwerker und sogar Industriewerkstätten ist, dass isolierter Kupferdraht extrem teuer ist.... Der Preis für den Emailleschutz ist besonders hoch. Daher erwerben sie häufig "blankes" Metall und bedecken es mit einer Schicht Lackisolierung. Aber nur ausgebildete Fachkräfte oder echte Elektrotechnik-Enthusiasten können solche Arbeiten bewältigen. Weicher Draht wird durch Glühen gewonnen und wird hauptsächlich dort geschätzt, wo er zum Verknoten und Biegen von Metall benötigt wird.

Aber sowohl harte als auch weiche Produktvarianten können:

• Quadrat;
• halbkreisförmig;
• flacher Abschnitt (es ist überflüssig, von einer typischen Runde zu sprechen).

Industrielle Verbraucher kaufen oft Spulen und Trommeln aus Kupferdraht, um Nieten herzustellen. Der Durchmesser und die Länge dieser Nieten sind sehr unterschiedlich. Sie verwenden neben reinem Kupfer auch verschiedene Legierungen, auch solche mit Phosphor. Die Besonderheit besteht darin, dass sie beim Formen eine Basis in Form eines Zylinders und eine Kappe in Form eines Halbkreises erzeugen.... Die Größe der Nieten variiert stark und muss individuell ausgewählt werden. Die genieteten Produkte sind hohl, mit einer Unterlegscheibe ergänzt, zum Einrasten oder zum Hämmern bestimmt.

Mit Hilfe dieser Art von Draht werden Netzwerkdrähte und Kabel für Elektrogeräte hergestellt. Es wird auch bei der Herstellung von emaillierten Drähten, Netzwerkkabeln für das LAN-Protokoll verwendet. Der Nenndurchmesser des Elektrokabels kann 1,15-4,5 mm betragen. Beim Versand werden Boxed Coils manchmal mit Plastikband gesichert. Beim Versenden von Draht in Stahlkörben wird Stretchfolie darauf gewickelt.

Der dafür vorgesehene Draht wird in erster Linie durch einen solchen Indikator bewertet wie Vakuumdichte... Sie wird durch die Fähigkeit bestimmter Teile und Teile bestimmt, das Ansaugen von Gasen und das Eindringen anderer Stoffe von außen zu verhindern. Daher wird besonderes Augenmerk auf die Beseitigung von Miniaturrissen und Haaren gelegt. Probleme können auch durch Poren und Schalen verursacht werden, die mit der Außenatmosphäre kommunizieren. Die Verwendung von metallhaltigen Verunreinigungen, die die Qualität der Vakuumumgebung gefährden, ist grundsätzlich inakzeptabel.

Aus diesem Grund werden Drähte für die Elektrovakuumindustrie unter strenger Konzentrationskontrolle hergestellt:

• Zink;
• Cadmium;
• Mangan;
• Zinn;
• Phosphor;
• Wismut;
• Antimon und eine Reihe anderer Elemente.

Wenn wir davon ausgehen, dass solche Verunreinigungen vorhanden sind, verdampfen sie bei der Herstellung verschiedener Produkte und bilden Ablagerungen auf den Teilen im Vakuumhohlraum. Die Grenzkonzentration aller Schadstoffe, die bei der Herstellung von Vakuumgeräten verdampfen können, beträgt 0,0001%. Berücksichtigt werden nicht nur reine Elemente, sondern auch deren Oxide, Oxide. Auch die Konzentration der Legierungszusätze ist streng genormt und kann bei verschiedenen Schmelzen innerhalb derselben Serie sehr leicht variieren.

Kupferlegierungen mit hochschmelzenden Stoffen werden üblicherweise durch Mischen der Pulver und anschließendes Sintern erhalten. In jedem Fall gibt es nur drei wichtige Elektrovakuum-Kupfersorten - MV, MB, MVK. Das Vorhandensein von Sauerstoff ist ebenfalls normalisiert - nicht mehr als 0,01 Gew.-%. Das Schmelzen der Kupfer-Tantal-Legierung erfolgt in Induktions-Vakuumöfen mit minimalem Restdruck.

So groß die Nachfrage nach Kupferdraht aus der Funktechnik-Industrie auch ist, er wird immer noch viel mehr beim Schweißen verwendet. Da Kupfer und auf seiner Basis in flüssigem Zustand gewonnene Legierungen heftig mit Sauerstoff und Wasserstoff reagieren, werden sie nur in einer Atmosphäre von Inertgasen verwendet. Die besten Ergebnisse werden durch Schweißen in einer Umgebung von Helium und Argon erzielt... Aber aus wirtschaftlichen Gründen verwende oft Stickstoff - bei geschickter Anwendung stellt sich heraus, dass es nicht schlimmer ist. Kupferdraht wird beim manuellen und halbautomatischen Schweißen sowie in der vollautomatischen Produktion verwendet.

Manchmal wird auch konventionelles Gasschweißen mit einem solchen Draht verwendet.... Dies ist jedoch eher typisch für Jobs, die keine besondere Verantwortung erfordern. Kupfer ist für Oberflächenbehandlungen nützlich, wenn den behandelten Oberflächen besondere zusätzliche Eigenschaften (Verschleißbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit usw.) verliehen werden.

Wichtig: Es ist zwischen Kupferfüllstoff und verkupfertem Draht zu unterscheiden. Wenn eine Naht ohne besondere Festigkeitsanforderungen erstellt wird, wird Industriekupfer verwendet (z. B. M1-Produkte). Beim Kochen von Konstantan wird Cupronickel mit Kupfer-Nickel-Zusätzen empfohlen. Hier noch einige Spiele:

• Zusätze auf Kupfer- und Nickelbasis eignen sich für aus Aluminium gewonnene Bronze;
• Kupfer-Silizium-Draht wird verwendet, um mit Silizium-Kupfer-, Zink-Kupfer-Strukturen zu arbeiten sowie zum Lichtbogenschweißen von verzinktem Stahl, der von Argon umgeben ist;
• Kupfer-Zinn-Draht wird für die elektrische Verbindung von Bronzen auf Zinnbasis in einer inerten Umgebung benötigt;
• Messing (L60-1, L63 und andere) wird zum Gasschweißen von Messing und Überzugsschichten auf Stahl mit erhöhter Kohlenstoffkonzentration benötigt.

Die besonderen Bezeichnungen machen deutlich, wofür der Kupferdraht steht:

• М1 oder М1р - automatisiertes Elektroschweißen in einer chemisch stabilen Umgebung, um Elektroden zu erhalten;
• М2р - Gasschweißen von universellen Kupferprodukten;
• MSr1 - verantwortungsvolles Gasschweißen (sowie die Herstellung von Elektrogeräten);
• MNZh5-1 - Herstellung von Schweißelektroden;
• BrAMts9-2 - manuelles Schweißen einiger Legierungen in einer geschützten Umgebung, manuelles und mechanisiertes Auftragen auf Stahl;
• BrKh0.7 - automatisches elektrisches Schweißen von Bronze auf Chrombasis unter einer Flussmittelschicht;
• ММЛ - für elektrische Zwecke und leitfähige Leiter;
• MS - Schaffung von Freileitungen.

Es hängt von der Metallqualität ab; M1-Draht kann zur Erdung verwendet werden. Es zeichnet sich nicht nur durch eine hervorragende elektrische Leitfähigkeit, sondern auch durch eine hervorragende Wärmeleitung aus. Dieses Produkt lässt sich ohne Probleme biegen. Auf Basis des M1-Drahtes werden verschiedene Drähte für den Luft- und Seetransport, für kryogene Geräte hergestellt. Es wird jedoch ein elektrischer Runddraht benötigt, um zu empfangen:

• Wicklung von Elektromotoren;
• Schnüre;
• Kabel und Leitungen.

Der oben im Detail zerlegte Schweißdraht wird als Verbindung von Halbleiterelementen, beim Glühen und Bearbeiten von Siliziumkristallen verwendet. Zusätzlich zu diesen Anwendungen wird Kupferdraht benötigt für:

• Zerkleinerungspfosten;
• Aufnahme von Nieten, Nägeln und anderem Zubehör;
• Erstellung von Baukonstruktionen und Druckmaschinen;
• Herstellung von Geräten für die Leichtindustrie;
• Herstellung von Schmuck- und Dekorationsartikeln;
• Herstellung von Ketten, Ringen, Armbändern, Perlen;
• einige medizinische Eingriffe (nur äußerlich!).

Auch der beste Kupferdraht ist im täglichen Gebrauch unweigerlich mit Oxiden überzogen. Auch andere Verunreinigungen können sich darauf ansammeln. Eine sehr gute Reinigungsmethode besteht darin, den Draht in eine 70%ige Essiglösung zu legen. Bei einer solchen Lösung muss ein schmutziger Gegenstand gekocht werden; die Flüssigkeit sollte sich leicht über dem Metallspiegel befinden.Das "Kochen" dauert 30 Minuten, danach wird der Draht mit Wasser gewaschen und rein mechanisch vom Oxid befreit.

Leichte Verunreinigungen werden mit Tomatenketchup entfernt. Aber Sie können sich bei einer ernsthaften Oxidation nicht auf eine solche Reinigung verlassen. Die effektivste Option ist seit langem die Verwendung einer Ammoniaklösung (in einer Konzentration von 10%). Es ist notwendig, das Teil nicht länger als 10 Minuten in einer solchen Lösung zu halten. Nach der Verarbeitung wird es gründlich gewaschen und mechanisch gereinigt.

Informationen zur Herstellung von Nägeln oder Nieten aus Kupferdraht finden Sie im nächsten Video.