以銅包鋁線為內導體的CATV同軸電纜的特性

2019-11-03 10:04:05

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以銅包鋁線為內導體的CATV同軸電纜的特性（戴雅康）［提要］銅包鋁線是CATV同軸電纜純銅線內導體的“更新換代”產品。本文闡述了銅包鋁線的規格及對銅包鋁線質量和性能的要求，介紹了國內用包覆焊接法生產的銅包鋁線的特性，以及用國產鋼包鋁線制成的同軸電纜的特性。【關鍵飼】CATV同軸電纜銅包鋁線包覆焊接法銅包鋁線是在鉛芯線上同心地包覆銅層并使銅鋁界面形成金屬結合的雙金屬復合導線。它是CATV同軸電纜純銅線內導體的“更新換代”產品，具有合理利用自然資源、穩定傳輸電視信號、降低電纜生產成本、方便網絡工程施工等優點。美國的CATV電纜早在七十年代就使用銅包鋁線。近年來由于國產銅包鋁線問世，我國生產的75—9、75一12和540等CATV電纜也開始大量使用銅包鋁線作內導體。隨著我國信息產業的迅速發展，有線電視網絡將不斷興建或更新，并將發展有線電視、電話和計算機三網合一的網絡，使用銅包鋁線的同軸電纜將有廣闊的應用前景。為此，本文主要介紹銅包鋁線的有關知識、國產銅包鋁線的特性以及以銅包鋁線為內導體的同軸電纜特性，供網絡施工人員參考。1銅包鋁線的規格及對其質量和性能的要求1.1銅包鋁線的規格銅包鋁線按銅層體積比（銅層體積占銅包鋁線體積的百分比）不同分為兩種：銅層體積比在8～12％范圍內的為10％級（簡記為10）；銅層體積比在13～17％范圍內的為15％級（簡記為15）。銅包鋁線按軟硬狀態不同又分為兩種：拉拔后未通火者為硬態（以H表示）；拉拔后退火者為軟態（以A表示）。因此，銅包鋁線可分為四類：10H、10A、15H和15A。各類銅包鋁線又可拉拔成不同的標稱直徑。銅包鋁線以代號CCA（Copper Clad Aluminum）表示。其規格表示方法為：例如，對于直徑為2.77、銅層體積比為15％的軟態銅包鋁線，其規格的標記為：CCA－15A－2.77。1.2對銅包鋁線質量的要來（1）銅層厚度沿圓周方向分布應均勻。標準規定銅層沿圓周方向的最薄點，對于10A、10H銅包鋁線不應小干導線半徑的3.5％；對于15A、15H的不應小于導線半徑的5％，否則將影響電視信號的傳輸。（2）銅層應有較好的密合性，保證使用過程中不開裂。可取一段銅包鋁線，在其直徑15倍處的兩端夾緊，將其正向扭轉三圈后再反向扭轉三圈來檢查。（3）銅層與鋁芯界面上應形成原子間結合，即具有較好的銅鋁粘合性。一般可通過將銅包鋁線用任意方法彎斷，觀察其斷回來檢查。若斷口上銅鋁分層，表明兩者沒有粘合好。1.3對銅包鋁線性能的要成（1）對抗拉強度和伸長率的要求。不同直徑的硬態和軟態銅包鋁線的抗拉強度和伸長率有著不同的要求，這在國外和我國銅包鋁線標準中都有明確的數值規定。一般硬態銅包鋁線的抗拉強度較高、伸長率較低；軟態的則抗拉強度較低而伸長率較高。硬態和軟態的選用主要取決于電纜生產廠家成纜時的要求。（2）對直流電阻率的要求。直流電阻率取決于銅村質量、銅層厚度、銅鋁粘合性以及軟化退火工藝，反映了銅包鋁線材質和加工工藝水平。2銅包鋁線的工業主產模式及其產品的特性2.1銅色鋁線的工業生產模式銅包鋁線的工業生產模式主要有三種。（1）鋁線鍍銅法。是將鋁芯線表面電鍍銅層以獲得銅包鋁線的方法。這種方法較簡便，但鍍銅層的成分不純、性能較脆。并且鍍銅層與鋁芯線往往不同心，難以滿足同軸電纜生產和使用要求。目前國內已不再生產。（2）軋輥壓接法。將經過清理并加熱的兩條銅帶從上、下兩個方向包覆鋁芯線，利用軋輥的強大壓力，將銅帶與鋁芯線壓接在一起。然后將銅帶接縫的兩個凸耳切除，形成線還。再將線還進行拉拔獲得所需直徑，通過熱處理賦予所需性能。這種工藝較為復雜，軋壓設備投資較大，因覆焊接裝置，將經過清理的銅帶逐步形成圓管狀，包覆在清理過的鋁芯線周圍，采用氬弧焊將銅管的縱縫連續不斷地焊接起來形成線坯。然后通過技拔和熱處理以獲得所需的直徑和性能。這種工藝模式較為簡單，設備不太復雜，投資較少。所生產的銅包鋁線質量較好，為國內目前主要的生產方法。此法所用的包覆焊接裝置獲得國家專利。大連通發新材料開發公司將包覆焊接法生產銅包鋁線這一創新技術產業化、商品化，填補了國內空自。2.2色覆焊接法生產的銅色鋁線的特性現以通發公司用包覆焊接法生產的銅包鋁線為例，介紹其質量和性能。（1）銅包鋁線的結構。銅層沿圓周方向的分布是十分均勻的。因而銅層與鋁芯線具有較好的同心度。（2）銅與鋁界面的冶金結合。由于在包覆焊接前對銅帶與鋁芯線進行了徹底清理和嚴密保護的措施，在銅層與錯芯線的邊界上不存在黑色的非金屬夾雜物，為兩種金屬原子間的鍵合創造了條件。當將成品彎曲折斷或拉斷后，從斷口上看不到包覆分層的現象。（3）銅包鋁線的性能。通發銅包鋁線的力學性能（抗拉強度和伸長率）及直流電阻率經電子工業信息傳輸線質量監督檢測中心檢驗結果列于表1，在表中還給出了美國ASTM B 566—93《銅包鋁線標準規范》及我國電子行業標準《銅包鋁線》（報批稿）中對銅包鋁線力學性能及直流電阻率的要求，以作比較。退火工藝對于軟態銅包鋁線的力學性能和電阻率有很大影響。銅包鋁線在退火過程中，在銅和鋁的邊界上由于加熱形成了一層白亮的金屬化合物（CuA12）層。這種化合物層性能很脆，當其厚度較大時，會降低銀包鋁線的伸長率和導電性。從實際使用考慮，如果退火工藝恰當，化合物層的厚度小平2pm，對銅包鋁線的性能不會產生不良影響。 3以鋼包鋁線為內導體的同軸電纜的特性珠海漢勝特種電線有限公司采用美國進口銅包鋁線與大連通發公司的銅包鋁線10制成12C一FT／A同軸電纜，經國家廣播電影電視總局有線電視系統質量監督檢驗測試中心按國家廣播電影電視總局頒布的行業標準GY ／T135～1998的要求進行了檢測。測試結果利于表2。

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