Все о медной проволоке

Самые обычные вещи, широко употребляемые в технике и быту, редко обращают на себя пристальное внимание. И это совершенно незаслуженно. Знать все о медной проволоке полезно даже самому обычному человеку, не инженеру и не технику.

Особенности

Современная медная проволока выглядит, как и такие же изделия из других металлов, похожие на тонкую струну. Технологи говорят в таких случаях про очень малое поперечное сечение. Чаще всего промышленное производство медной проволоки ведется методом горячей или холодной деформации. В ее составе почти отсутствуют примеси, там должна быть медь исключительно чистых сортов. Действующий ГОСТ на проволоку из меди введен в действие 1 января 1992 года.

Согласно стандарту, производство должно вестись по принципам актуального технологического регламента. Нормируются диаметры, уровень отклонений, близость проволоки и прутков к форме овала. Поверхностная плоскость изделий неизменно должна быть чиста и гладка. Недопустимы по стандарту:

трещины;
такой вид дефектов, как закаты;
разрывы;
плены прокатные (если глубина превышает штатные отклонения от диаметра).

А вот что вполне может присутствовать, не нарушая установленных норм:

покрасневшие зоны, оставшиеся после протравливания;
окраска побежалых тонов;
небольшие включения технологических смазок.

Обязательно требуется убирать остающиеся напряжения растяжного типа. Достигается это при помощи отжига при малых температурах либо механической обработки. Удаление таких дефектов — важнейшая составляющая при проектировании технологии. Перепутывание проволочных рядов и появление изгибов не рекомендуется. Увязка идет так, чтобы плотность рядов не нарушалась.

На 100% мотков, барабанной или иной упаковки нужно использовать только один проволочный отрезок.

Свойства

Главным достоинством медной проволоки является ее малое удельное сопротивление. Именно поэтому она активно применяется в электроэнергетике и конструкциях различных электроприборов. Получение проводов существенно облегчает высокая пластичность металла. Качественную медь несложно обрабатывать в режиме высокой точности. Формулу сплава подбирают в различных случаях индивидуально, отталкиваясь от того, какие целевые свойства должны быть достигнуты. Температура плавления чистой меди составляет 1083 градуса по Цельсию или же 1356 градусов по Кельвину. А плотность этого металла составляет 2,07 г на 1 см3. Потому просчитать массу по сечению несложно:

при толщине 1,5 кв. мм. – 0,0133 кг на 1 м3;
при сечении 4 кв. мм. – 0,035 кг на 1 м3;
при сечении 6 кв. мм. – 0,053 кг на 1 м3.

Обзор видов

Достаточно широко встречается проволока из луженой меди. Суть в том, что ее покрывают оловом при помощи гальванических установок. Слой покрытия может варьироваться от 1 до 20 мкм, в зависимости от ситуации. Однако на конкретном изделии он всегда одинаков. Оловянное наслоение повышает стойкость к износу, что позволяет использовать более тонкую, чем обычно, проволоку. Срок службы луженых изделий куда больше, чем у проволоки без покрытия. Вдобавок улучшаются при такой обработке и базовые технологические характеристики. Но оценивать диаметр только с точки зрения долговечности материала было бы весьма опрометчиво.

Толщина изделия прямо влияет и на его цену. Так, во многих случаях гораздо выгоднее купить тонкую проволоку сечением 1 мм или 2 мм. Но не всегда это возможно. Для изготовления проводов приходится учитывать еще и уровень электрического сопротивления, и стойкость к нагреву. Во многих бытовых приборах даже приходится использовать медные жилы сечением 3 мм, 4 мм, а иногда и больше. Все зависит от того, насколько сильный ток предстоит пропускать по определенной цепи.

Для скрытой проводки и монтажа внутри электроприборов нужна более толстая медь, чем при наружной прокладке.

Серьезной проблемой для многих самодеятельных мастеров и даже для промышленных мастерских является то, что изолированная медная проволока стоит крайне дорого. Особенно велика цена на эмалированную защиту. Потому достаточно часто приобретают «голый» металл и покрывают его слоем лаковой изоляции. Но справиться с такой работой могут только подготовленные специалисты или настоящие энтузиасты электротехники. Мягкую проволоку получают путем отжига, и она ценится в основном там, где требуется вязать узлы, сгибать металл.

Но как твердые, так и мягкие разновидности изделий могут иметь:

квадратное;
полукруглое;
плоское сечение (о типовом круглом и говорить излишне).

Для заклепок

Промышленные потребители часто покупают катушки и барабаны медной проволоки, чтобы изготавливать заклепки. Диаметр и длина таких заклепок сильно отличаются. Кроме чистой меди, на них идут и различные сплавы, в том числе содержащие фосфор. Особенность в том, что при формовке вырабатывают основание в виде цилиндра и шляпку в форме полукруга. Размер заклепок сильно отличается, и его необходимо подбирать индивидуально. Заклепочные изделия бывают пустотелыми, дополненными шайбой, предназначенными для сцепления или для забивания молотком.

Электротехническая

С помощью такого вида проволоки делают провода сетевые и кабели для электроприборов. Применяется она и в производстве проводов с эмалевым покрытием, сетевых кабелей для протокола LAN. Номинальный диаметр электротехнической проволоки может составлять 1,15-4,5 мм. При отгрузке бухты, уложенные в коробку, иногда фиксируют пластиковой лентой. При отправке проволоки в стальных корзинах на них наматывают стрейч-пленку.

Для электровакуумной промышленности

Предназначенную для нее проволоку оценивают прежде всего по такому показателю, как вакуумная плотность. Она определяется способностью конкретных деталей и частей препятствовать подсосу газов и попаданию других веществ извне. Поэтому особое внимание уделяется устранению миниатюрных трещин и волосовин. Проблемы также могут доставить поры и раковины, которые сообщаются с внешней атмосферой. Категорически неприемлемо использование металла, содержащего опасные для качества вакуумной среды примеси.

Оттого проволоку для электровакуумной промышленности производят со строгим контролем концентрации:

цинка;
кадмия;
марганца;
олова;
фосфора;
висмута;
сурьмы и ряда других элементов.

Если допустить присутствие таких примесей, то в процессе производства различных изделий они испарятся и создадут налеты на деталях в вакуумной полости. Предельная концентрация всех вредных веществ, способных испаряться при производстве вакуумной техники, составляет 0,0001%. Учитываются не только чистые элементы, но и их оксиды, окислы. Концентрация легирующих добавок также строго нормируется, причем в разных плавках в пределах одной серии она может меняться очень незначительно.

Получение сплавов меди с веществами, имеющими высокую точку плавления, обычно происходит путем перемешивания порошков и дальнейшего их спекания. В любом случае есть только три ключевые электровакуумные марки меди — МВ, МБ, МВК. Нормируется и присутствие кислорода — не более 0,01% по массе. Выплавка медно-танталового сплава идет в индукционных вакуумных печах с минимальным остаточным давлением.

Разумеется, выбрать конкретный сплав и вид проволоки могут только опытные инженеры.

Сварочная

Какой бы большой спрос на медную проволоку ни предъявляла радиотехническая отрасль, все равно куда больший объем ее используют при сварочных работах. Так как медь и полученные на ее основе сплавы в жидком состоянии бурно реагируют с кислородом и водородом, их применяют только в атмосфере инертных газов. Наилучшие результаты дает сварка в среде гелия и аргона. Но, по соображениям экономии, часто используют азот — при умелом использовании он оказывается не хуже. Медную проволоку применяют и при ручной, и при полуавтоматической сварке, и на полностью автоматизированных производствах.

Обычная газовая сварка с такой проволокой тоже иногда используется. Но это скорее характерно для работ, не требующих особой ответственности. Медь полезна для наплавочных операций, когда обрабатываемым поверхностям придают специальные дополнительные свойства (стойкость к износу, стойкость к коррозии и так далее).

Сварочные изделия иностранного производства маркируют по нормам стандарта AWS (США) либо в соответствии с требованиями ЕС.

Важно: стоит различать медную присадочную и омедненную проволоку. Когда создают шов без особых требований к прочности, применяют техническую медь (например, изделия М1). Варить константан, мельхиор советуют с медно-никелевыми присадками. Вот еще несколько соответствий:

присадки на базе меди и никеля подходят для бронзы, получаемой на базе алюминия;
медно-кремниевую проволоку используют для работы с кремнисто-медной, цинко-медной конструкцией, а также для сварки электрической дугой оцинкованной стали в окружении аргона;
медно-оловянная проволока нужна для электрического соединения бронз на базе олова в инертной среде;
латунь (Л60-1, Л63 и иные) нужна, чтобы выполнять газовую сварку латуни и наплавлять покрытия на сталь с повышенной концентрацией углерода.

Маркировка

Специальные обозначения четко показывают, для чего нужна медная проволока:

М1 или М1р — автоматизированная электросварка в химически стабильной среде, получение электродов;
М2р — газосварка универсальных изделий из меди;
МСр1 — ответственные газосварочные работы (а также выработка электротехнических приборов);
МНЖ5-1 — получение сварочных электродов;
БрАМц9-2 — ручная сварка некоторых сплавов в защитной среде, ручная и механизированная наплавка на сталь;
БрХ0,7 — автоэлектросварка бронзы на основе хрома под слоем флюса;
ММЛ — для электротехнических целей и токопроводящих жил;
МС — создание воздушных линий связи.

Где применяется?

Это зависит от марки металла, для заземления можно применять проволоку М1. Она отличается не только превосходной электропроводностью, но и отлично проводит тепло. Это изделие будет сгибаться без всяких проблем. На основе проволоки М1 делают различные провода для воздушного и морского транспорта, для криогенного оборудования. А вот электротехническая круглая проволока нужна, чтобы получать:

обмотку электромоторов;
шнуры;
кабели и провода.

Подробно разобранную выше сварочную проволоку применяют в качестве соединения полупроводниковых элементов, при отжиге и обработке кремниевых кристаллов. Кроме этих применений, медная проволока нужна для:

крешерных столбиков;
получения заклепок, гвоздей и прочей фурнитуры;
создания строительных конструкций и полиграфических машин;
производства аппаратов легкой промышленности;
производства бижутерии и декоративных товаров;
создания цепочек, колец, браслетов, бисера;
некоторых медицинских вмешательств (только наружно!).

Как очистить?

Даже самая лучшая медная проволока при повседневном применении неизбежно покрывается слоем окислов. На ней могут скапливаться и другие загрязнения. Очень хорошим способом очистки является помещение проволоки в 70%-ный раствор уксуса. В таком растворе грязный предмет надо кипятить; жидкость должна быть чуть выше уровня металла. «Варка» занимает 30 минут, после нее проволоку отмывают водой и убирают с нее окись чисто механически.

Незначительные загрязнения убирают с помощью томатного кетчупа. Но рассчитывать на очистку таким способом при серьезном окислении нельзя. Самым же эффективным вариантом давно признано использование раствора аммиака (в концентрации 10%). Выдерживать деталь в таком растворе надо не более 10 минут. После обработки ее основательно промывают и механически очищают.