أسلاك سبائك الألومنيوم : حيث يتفوق على الألمنيوم والنحاس النقي
يتم سحب أسلاك سبائك الألومنيوم من الألومنيوم المخلوط بكميات صغيرة من المغنيسيوم أو السيليكون أو الحديد أو النحاس - عادةً في نطاق 1-2٪ - لرفع قوة الشد أعلى بكثير من الألومنيوم النقي دون التخلي عن الكثير من الموصلية. سلك الألمنيوم النقي (درجة 1350) ناعم وعرضة للزحف تحت الضغط الميكانيكي المستمر، مما يقتصر في الغالب على قضبان الحافلات والمسافات القصيرة. سلك السبائك، الأكثر شيوعًا من سلسلة 8000 (أأ-8176 أو أأ-8030)، يتحمل ضغط الثني والاهتزاز والتركيب الذي تتعرض له الموصلات العلوية وأسلاك السيارات وأسلاك البناء.
بالمقارنة مع النحاس، يبلغ وزن سلك سبائك الألومنيوم حوالي ثلث الوزن لنفس الطول ولهذا السبب يهيمن على نقل الطاقة العلوية ويستخدم بشكل متزايد في أسلاك أسلاك السيارات حيث يؤثر تقليل الوزن على كفاءة استهلاك الوقود. المقايضة هي الموصلية - يحتاج سلك سبائك الألومنيوم إلى ما يقرب من 1.6 مرة من مساحة المقطع العرضي للنحاس لتحمل نفس التيار، لذلك يجب أن يأخذ اختيار المقياس هذا الاختلاف في الاعتبار بدلاً من الاستبدال على أساس الحجم مقابل الحجم.
درجات السبائك الشائعة والغرض الذي تم تصميم كل منها من أجله
يعتمد اختيار الدرجة على ما إذا كان التطبيق يعطي الأولوية للقوة أو التوصيل أو مقاومة الزحف:
| درجة السبائك | الملكية الرئيسية | تطبيق نموذجي |
|---|---|---|
| AA-8176 | توازن جيد بين القوة والموصلية | أسلاك البناء السكنية والتجارية |
| AA-8030 | ليونة أعلى، وأسهل للتجريد والإنهاء | أسلاك الدائرة الفرعية، وتجميعات الموصلات الثقيلة |
| 6201-T81 | قوة شد عالية، وانخفاض الترهل على مدى فترات طويلة | خطوط النقل والتوزيع الهوائية (AAAC) |
درجات أسلاك سبائك الألومنيوم الشائعة وتطبيقاتها الأساسية.
6201-T81 على وجه الخصوص يستحق وضع علامة منفصلة عن درجات أسلاك البناء من سلسلة 8000 - إنها سبيكة هيكلية تستخدم بشكل حصري تقريبًا في إنشاء الموصلات العلوية العارية (قلب AAAC وACSR)، وليس للأسلاك الداخلية المعزولة، نظرًا لأن قوتها تأتي من عملية المعالجة الحرارية بدلاً من نفس ملف تعريف الليونة مثل سلك سلسلة 8000.
لماذا تعتبر طريقة الإنهاء أكثر أهمية من النحاس
معظم حالات الفشل الميدانية المنسوبة إلى "سلك الألمنيوم السيئ" تعود في الواقع إلى الإنهاء، وليس السلك نفسه. يشكل الألومنيوم طبقة أكسيد رقيقة على الفور تقريبًا عند تعرضه للهواء، وهذه الطبقة موصلة رديئة. إذا تركت دون معالجة عند نقطة الاتصال، فإنها تتسبب في تراكم المقاومة والسخونة وفشل الاتصال في النهاية.
- استخدم موصلات وأطراف توصيل مصنفة خصيصًا للألمنيوم (تحمل علامة AL أو AL/CU)، والتي تشتمل على مركب مضاد للأكسدة وضغط التلامس الصحيح لمعدل التمدد الحراري العالي للألمنيوم
- ضع مركب مفصل مضاد للأكسدة عند نقطة الاتصال قبل التجعيد أو التثبيت، مما يمنع طبقة الأكسيد من إعادة التشكيل عند سطح التلامس
- قم بإعادة عزم الدوران للوصلات المثبتة بمسامير بعد الدورة الحرارية الأولية، نظرًا لأن معدل التمدد والانكماش العالي للألمنيوم مقارنة بالنحاس يمكن أن يؤدي إلى فك التوصيل الذي تم ربطه بشكل صحيح عند التثبيت
التوصيلات التي تخلط الألومنيوم والنحاس مباشرة، بدون جهاز مصنف AL/CU، معرضة أيضًا لخطر التآكل الجلفاني حيث يلتقي المعدنان، مما يؤدي إلى تسريع فشل الوصلة في البيئات الرطبة أو الخارجية.
تحجيم أسلاك سبائك الألومنيوم بشكل صحيح
نظرًا لأن سلك سبائك الألومنيوم يحمل تيارًا أقل لكل وحدة مقطع عرضي من النحاس، فلا يمكن استخدام جداول التحجيم المصممة للنحاس مباشرة. تتمثل الممارسة القياسية في قياس حجم موصلات الألومنيوم تقريبًا بمقاسين AWG أكبر من مكافئ النحاس لنفس التصنيف الحالي - على سبيل المثال، دائرة نحاسية 12 AWG عادةً ما تصل إلى 10 AWG من الألومنيوم. تنشر القوانين الكهربائية المحلية جداول معادلة دقيقة، وينبغي أن تكون هذه هي المرجع النهائي وليس قاعدة عامة، حيث تعتمد السعة أيضًا على نوع العزل ودرجة الحرارة المحيطة وملء القناة.
بالنسبة للتشغيلات العلوية والخارجية، تعتمد حسابات الترهل والشد على قوة الشد المحددة للسبائك بدلاً من الشكل العام للألمنيوم، لذا فإن سحب بيانات الإجهاد والانفعال الخاصة بالشركة المصنعة للحصول على الدرجة الدقيقة المحددة ضروري لتصميم مدى دقيق.
أسئلة يجب طرحها على المورد قبل الطلب بكميات كبيرة
تعمل بعض عمليات التحقق من المواصفات على منع حالات عدم التطابق الأكثر شيوعًا بين الأسلاك المقتبسة وما يحتاجه المشروع فعليًا:
- ما هي السبائك والمزاج المحدد الذي يتم توفيره، وهل يتوافق مع الدرجة المحددة في الرسومات أو المعايير الكهربائية للمشروع؟
- هل السلك مضغوط أم مجدول بشكل قياسي؟ يؤدي التجديل المضغوط إلى تقليل قطر الموصل الإجمالي لنفس مساحة المقطع العرضي، مما يؤثر على ملاءمة الموصل والقناة.
- ما هي شهادات الطرف الثالث المطبقة (UL، أو CSA، أو ما يعادلها)، نظرًا لأن أسلاك البناء المصنوعة من الألومنيوم بدون الاعتماد المناسب يمكن أن تؤدي إلى مشكلات تتعلق بالامتثال للتعليمات البرمجية عند الفحص.
يؤدي الحصول على تأكيد كتابي بشأن هذه النقاط الثلاث قبل الطلب بالجملة إلى تجنب المشكلة الأكثر تكلفة المتمثلة في استلام الأسلاك التي تلبي الوصف العام "سبائك الألومنيوم" ولكن ليس الدرجة المحددة التي تتطلبها المواصفات الهندسية للمشروع.
