2022年标准铜排设计的技术规范 .pdf

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1、-1- 铜排设计技术标准目录目录 . 11 目的. 22 适用范围 . 23 引用/参考标准或资料 . 24 材料介绍 . 2铜和铜合金板 . 2牌号及状态 . 2力学性能 . 35 标准内容 . 4基本功能描述 . 45.2 技术要求 . 46 铆接介绍 . 97 检验/试验要求 . 97.1 检查铜排及其附件的质量，按图纸技术要求检验 . 9镀层检验 . 97.3 搭接面检查 . 117.4 铜排样件防腐试验 . 11精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 11 页- 2 1 目的本标准适应于结构设计人员，外协加工管理人员，

2、目的是标准铜排结构件设计，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 适用范围适用于英威腾公司的铜排设计、制造和检验。3 引用/参考标准或资料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

3、技术手册之第二十二章：母线连接工艺等4 材料介绍4.1 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。4.2 牌

4、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 。 A 所使用铜板的状态、规格应符合下表：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 11 页- 3 牌号状态规格/mm 厚度宽度长度T2 热轧(R) 460 3000 6000 软(M) 0.212 1/8 硬(Y8) 1/2 硬(Y2) 硬(Y) 通常铜板选用 T2Y，状态选用硬 YB 所使用的铜母线的状态、规格应符合下表：牌号状态规格/mm 厚度宽度长度TM 软态(M) 2.2450 16400 8000 硬态(Y) 通常铜母线选用 TMY ，状态选

5、用硬态 Y4.3 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 T2 热轧(R) 195 30软(M) 205 30 1/8 硬(Y8) 215275 25 55100 1/2 硬(Y2) 245345 8 75120 硬(Y) 295 3 80 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 206 35 TMY 205 铜板的弯曲性能T10mm铜板的弯曲性能 T 表示板厚牌号状态厚度(mm) 弯曲试验弯曲角度 ( ) 弯曲半径弯曲结果T2热轧(R) 软(M) 1/8 硬(Y8)5 510 180 180 弯

6、曲外侧不应有肉眼可见的精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 11 页- 4 1/2 硬(Y2) 硬(Y)10 90 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，外表应不出现裂纹，弯曲圆柱的直径应按厚度选定，应符合下表规定。厚度 Tmm 弯曲半径 mm T2 2.8 T4 4.75 T8 10.00 T16 25.00 T 32 5 标准内容5.1 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. 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

7、排代替，体积小，美观且容易固定；5. 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。5.2 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)。铜母线截面形状 a:

8、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 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 11 页- 5 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-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

9、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欧姆.mm2/m ?铜排外表有裂痕 , 斑痕, 凹坑及有硝石沉积的母线不得使用?外表有直径大于，深度大于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

10、为 70一览表铜母线尺寸 截面， mm铜 A交流环境温度直流环境温度253035402530354015 x 3210 197 185 170 210 197 185 170 20 x 3275 258 242 223 275 258 242 223 25 x 3340 320 299 276 340 320 299 276 30 x 4475 446 418 385 475 446 418 385 40 x 4625 587 550 506 625 587 550 506 40 x 5 700 659 615 567 705 664 620 571 50 x 5860 809 756 697

11、 870 818 765 705 50 x 6 955 898 840 774 960 902 845 778 63 x 61125 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 81320 1240 1160 1070 1345 1265 1185 1090 80 x 81690 1590 1490 1370 1755 1650 1545 1420 100 x 8 2080 1

12、955 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 102310 2170 2030 1870 2470 2320 2175 2000 125 x 10 2650 2490 2330 2150 2950 2770 2595 2390 精选学习资料 - - - - - - - - -

13、名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 11 页- 6 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，63mm 时应乘以。“”号的为优选规格。表3 2 3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铜母线尺寸铜 A交流直流截面， mm2 片3 片2 片3 片40X4 1090 40X5 1250 50X5 1525 1700 1740 2240 1990 2495 2110 2720 2630 3220 2470 3170 3245 3940 63X8 2160 2790 2485 3020 80X8 2620 3370 3095 38

14、50 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。(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

15、数据，用以标准结构设计，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图例铜母线尺寸零件A B D F E C 直径螺栓螺母垫圈弹垫15 40 10 20 7 6 2 4 4 2 20 50 12 26 9 8 25 50 12 26 11 10 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 11 页- 7 30 60 15 30 13 12 40 80 20 40 13 12 50 75 14 22 23 13 12 3 3 6 3 60 90 17 17 26 28 60 60 1

16、1 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 图例铜母线尺寸零件A B D F E C 直径螺栓螺母垫圈弹垫30 12 7 16 5 2 2 4 2 40 12 10 20 5 30 15 7

17、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 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 11 页- 8 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 1

18、0 100 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) 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=1-2 R=2 T=3-4R=4T=5-6R=10T=8-12R=15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

19、范围内。(8) 铜排通常外形倒角 R2 ，特殊情况按图纸标注，如图：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 11 页- 9 R角位置示意图6 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 ,供给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/试验要求7.1 检查铜排及其附件的质量，按图纸技术要求检验外表质量7.1.1. 铜排应选用优

20、质材料，材料外表缺陷少、颜色均匀7.1.2. 加工时须进行外表保护，防止损伤外表；装配人员安装时必须戴手套，防止外表留下手印、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 。7.2 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 强铜排厚度推荐不推荐T=1-3 铆接螺母或光孔攻丝T=4-12

21、 M3 、M4 螺纹直接攻丝， M5以上螺纹采用涨铆螺母或光孔-精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 11 页- 10 的钝化能力，在外表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,

22、 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标准下沉积的镀层。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外表状态作出规定或协商认可。通常采用砂光铜排外表的作法；然后供方对工件主要外表进行检查，确认是否有明显的外表缺陷，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，检查铜排外表平面度，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

23、加工的外表，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。外表上不可防止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。d 在零件的非主视外表，允许有以下缺陷： 1小而少的夹具印夹具印小于 1 1 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

24、局部无镀层盲孔内、以及深度大于直径的孔内部分除外；7.2.4 镀层厚度的测定镀层厚度测定在需方指定的主要外表上任何位置进行，所用方法测量误差必须小于 10% 。 (1).厚度仪法膜厚计 (2).直接测量确定一个参考点，测定前后该点的厚度便可得出镀层厚度。这可使用普通的工程量具，如千分尺、深度规等进行。7.2.5 结合强度实验镀层的结合强度应按GB5270中规定的锉刀试验， 或热震试验方法中的一种进行。试验后镀层不应与基体有任何形式的别离。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 11 页- 11 7.3 搭接面检查检查各电气连接

25、处接触是否可靠，可检查铜排连接处间隙大小或连接处的温度高低。7.3.1 铜排连接处的检验方法 (1).使用mm 塞尺插入铜排搭接面的间隙中，从四个方向插入， 塞尺四个方向插入的最大深度之和不大于该处搭接周长的12.5%。单个方向塞尺插入的长度不大于该处搭接长度的25% L1+L2+L3+L4(A+B+A+B) 12.5%； L1A25，L3A25；L2B25，L4B25；L1,L2,L3,L4:插入方向 1，2，3，4的塞尺最大插入深度。A:铜排1的搭接宽度。B:铜排2的搭接宽度。(2). 可拆连接处接触压力不小于10MPa. (3). 连接处接触电阻不大于同等长度单根铜排的电阻，或电压降不大于7mV. (4). 如以连接处的温度高低判断，温度不高于70. 7.3.2 以 2025Hz的固有频率施加 /s2 加速度 6h，无变形和松动， 接触电阻及温升值不变 . 7.4 铜排样件防腐试验通常通过考查镀层厚度， 厚度可用厚度仪测量来测量一般不作试验。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 11 页