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.

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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!).

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.

О том, как сделать гвозди или заклепки из медной проволоки, смотрите в следующем видео.