銅排設(shè)計規(guī)范規(guī)范銅排結(jié)構(gòu)件設(shè)計

1 目的

本規(guī)范適應(yīng)于結(jié)構(gòu)設(shè)計人員，外協(xié)加工管理人員，目的是規(guī)范銅排結(jié)構(gòu)件設(shè)計，指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計人員正確地選擇銅排形式和材料，保證設(shè)計人員設(shè)計出的零件有較好的加工工藝性，加快加工進度，降低加工成本。同時指導(dǎo)銅排的加工、檢驗和驗收。

2 適用范圍

銅排設(shè)計、制造和檢驗。

3引用/參考標準或資料

GB5585.1-2005《電工用銅、鋁及其合金母線》 第1部分：銅和銅合金母線

GB7251-2008《低壓成套開關(guān)設(shè)備》

GB/T9798-2005《金屬覆蓋層鎳電鍍層》

GB/T/12599-2002《金屬覆蓋層錫電鍍層》

GB/T 5231-2001 加工銅及銅合金化學成分和產(chǎn)品形

GB/T 2040-2002 銅及銅合金板材

GB/T 2529-2005 導(dǎo)電用銅板和條

《電器制造技術(shù)手冊》之《第二十二章：母線連接工藝》等

4 材料介紹

4.1銅和銅合金板

常用的銅和銅合金板材主要有兩種：紫銅T2和黃銅H62。

紫銅T2是最常見的純銅，外觀呈紫色，又稱紫銅，具有高的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性，良好的耐腐蝕性和成形性，但強度和硬度比黃銅低得多，價格也非常昂貴，主要用做導(dǎo)電、導(dǎo)熱，耐腐蝕元件，一般用于電源上需要承載大電流的零件。

黃銅H62，屬高鋅黃銅，具有較高的強度和冷、熱加工性，易進行各種形式的成形加工和切削加工。主要用于各種深拉伸和折彎的受力零件，其導(dǎo)電性不如紫銅，但有較高的強度和硬度，價格也比較適中，在滿足導(dǎo)電要求的情況下，盡可能選用黃銅代替紫銅，可以大大降低材料成本。

4.2牌號及狀態(tài)

銅板常用二號銅的純銅，代號T2;銅母線使用二號銅的純銅，代號TM。

A 所使用銅板的狀態(tài)、規(guī)格應(yīng)符合下表：

銅板選用T2Y，狀態(tài)選用硬（Y）

所使用的銅母線的狀態(tài)、規(guī)格應(yīng)符合下表：

通常銅母線選用TMY，狀態(tài)選用硬態(tài)（Y）

4.3力學性能

銅板的力學性能：

銅母線的力學性能

銅板的彎曲性能

T≦10mm銅板的彎曲性能（T表示板厚）

銅母線的彎曲性能：銅母線的寬邊彎曲90°，表面應(yīng)不出現(xiàn)裂紋，彎曲圓柱的直徑應(yīng)

按厚度選定，應(yīng)符合下表規(guī)定。

5規(guī)范內(nèi)容

5.1基本功能描述

5.1.1滿足電氣功能需要，實現(xiàn)電流、電壓及電信號的傳輸；

5.1.2對大截面導(dǎo)線用銅排代替，工藝要求低，易彎曲，容易實現(xiàn)連接；

5.1.3 對小截面導(dǎo)線用銅排代替，體積小，美觀且容易固定；

5.1.4在實現(xiàn)電流匯接，接地功能時，接線方便；

5.1.5 銅排由機械加工后，直接連接在結(jié)構(gòu)件上，簡化總裝生產(chǎn)。

5.2 技術(shù)要求

5.2.1一般設(shè)計要求

(1) 以合適的銅排滿足電氣性能要求。

(2) 電源、電氣產(chǎn)品中正常的工作、溫升、環(huán)境及運輸時產(chǎn)生的振動不應(yīng)使銅排連接有異常變化。

(3) 結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)考慮到不同材料的熱膨脹影響及電化學腐蝕作用對材料的影響。

(4) 銅排之間的連接應(yīng)保證有足夠和持久的接觸壓力，以滿足小的接觸電阻及溫升要求，但不應(yīng)使銅排產(chǎn)生永久變形。

5.2.2設(shè)計選型

(1)銅母線用型號，規(guī)格及標準編號表示(參考GB5585-85)。

銅母線截面形狀

a:厚度即窄邊尺寸mm

b:寬度即寬邊尺寸mm

r:圓角或圓邊

如：窄邊為10，寬邊為100的銅母線，硬狀態(tài)。在圖紙材料欄中表示為：TMY-100X10

銅母線的型號如表1所示。

表1 銅母線的型號一覽表

對于標準規(guī)格銅母線滿足不了設(shè)計要求時，可使用純銅板，如厚度為3的純銅板零件，在圖紙材料欄中表示為：T2Y-3.0（參考GB2059-89）

(2) 基本狀態(tài)

退火的O——適用于完全退火而獲得最小強度狀態(tài)的壓力加工制品

硬 的H——適用于退火后進行冷加工或冷加工與不完全退火結(jié)合而獲得標準規(guī)定的機械性能的制品。

(3) 對母線材料及加工的技術(shù)要求

?銅母線應(yīng)采用符合GB468-82要求的銅線錠制造

?銅母線的電阻率不大于0.01774歐姆.mm2/m

?銅排表面有裂痕,斑痕,凹坑及有硝石沉積的母線不得使用

?表面有直徑大于2.5mm，深度大于0.15mm氣孔的母線不得使用

?經(jīng)過折彎加工的母線不得平直或重新折彎使用

?母線需矯直，校平，在剪切斷面，鉆孔及沖孔后應(yīng)去除毛刺

?母線各搭接面應(yīng)用壓力機蹲平,校平，保證搭接面接觸良好

5.2.3基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

(1) 常用銅母線規(guī)格及載流量如表2所示。

表2 單條銅母線規(guī)格及載流量（銅母線最高允許溫度為70℃）一覽表

表3 2～3片銅母線疊加時的載流量 （銅母線最高允許溫度為70℃、 環(huán)境溫度為25℃ ）

銅板制作的銅排結(jié)構(gòu)件載流量參考以上表格

(2)銅排應(yīng)考慮到剛度進行選擇；如在銅排上開多個孔必須考慮所開孔對銅排截面的影響，適當增加銅排截面積。

(3) 根據(jù)選用銅排的寬度確定搭接形式及鉆孔位置的要求如表4所示。

表4經(jīng)實際總結(jié)出的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，用以規(guī)范結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定銅排的搭接形式；

開孔大小及孔位尺寸

表4根據(jù)選用銅排的寬度確定搭接形式及鉆孔位置的要求參照表

(4) 銅排折彎，公司推薦的彎曲半徑如表5所示。

表5銅排寬面彎曲（平彎）推薦的彎曲半徑

（銅排截面）折彎內(nèi)半徑R示意圖

(5) 母線扭轉(zhuǎn)90°時,其扭轉(zhuǎn)部分的總長度不小于母線寬度2.5倍(不推薦)。

(6) 銅排折彎內(nèi)角需標注在圖紙上。

(7) 銅排壓印等標示應(yīng)標注，壓印位置公差允許在±5mm范圍內(nèi)。

(8) 銅排通常外形倒角R2，特殊情況按圖紙標注，如圖：

R角位置示意圖

6鉚接介紹

銅排可以直接通過攻絲、鉚接螺母或光孔形式來實現(xiàn)連接。（視板材厚度而定）

銅排在使用漲鉚螺母時,為了連接牢固可靠,一般選取六角漲鉚螺母,供應(yīng)商選擇螺母時會根據(jù)銅排厚度來選用適合板厚的螺母(鉚接厚銅排的螺母一般為定制).

銅排上有時也會鉚接螺釘,通常選用(HFH)高強度鉚釘來實現(xiàn)。

7檢驗/試驗要求

7.1檢查銅排及其附件的質(zhì)量，按圖紙技術(shù)要求檢驗

表面質(zhì)量

7.1.1.銅排應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)材料，材料表面缺陷少、顏色均勻

7.1.2.加工時須進行表面保護，避免損傷表面；裝配人員安裝時必須戴手套，防止表面留下手印、污漬。

7.1.3.銅排折彎后，彎角處不能有明顯裂紋.

7.1.4.嚴禁在銅排沖錯孔的情況下，在圓孔位置填充同樣大小的銅材進行修補。

7.1.5.銅母線需經(jīng)過校直，銅母線寬面的彎曲度每米不大于2mm，窄面的彎曲度每米不大于3mm。

7.2鍍層檢驗

主要應(yīng)用的鍍層:亮鎳, 亮錫

鍍層性能、特點

電鍍鎳（推薦使用）

1.電鍍鎳層在空氣中的穩(wěn)定性很高，由于金屬鎳具有很強的鈍化能力，在表面能迅速生成一層極薄的鈍化膜，能抵抗大氣、堿和某些酸的腐蝕。

2.可作為防護裝飾性鍍層

3.厚度均勻性

電鍍錫

具有抗腐蝕、耐變色、無毒、易焊、柔軟和延展性好，但易劃傷，不宜接觸手汗，不宜存放在潮濕地方，否則易變色。

7.2.1 鍍層表示法

圖紙要求標注為：鍍鎳 Cu/Ni15b鍍錫 Cu /Sn15b

標注詮釋:

(1) Cu/-表示基體為銅或銅合金

(2) 化學符號Ni，表示鎳鍍層；Sn, 表示錫鍍層

(3) Ni、Sn后的數(shù)字，代表鍍層的最小厚度，um

(4) 按使用條件為室外一般的大氣環(huán)境，且銅層作為底層時的鍍層的最小厚度為15um

(5) 數(shù)字后的小寫字母，表示鍍層的類型：

b——表示是全光亮的電鍍規(guī)范下沉積的鍍層。

7.2.2銅基體電鍍前的處理

電鍍生產(chǎn)方和需方應(yīng)對電鍍前基體的表面狀態(tài)作出規(guī)定或協(xié)商認可。通常采用砂光銅排表面的作法；然后供方對工件主要表面進行檢查，確認是否有明顯的表面缺陷，如氣孔，裂紋和不合要求的覆蓋層，或者任何對最后的精飾不利的其它缺陷，檢查銅排表面平面度，特別是搭接部分的平面度。所有缺陷都應(yīng)在作任何處理之前提請需方注意。

7.2.3外觀

電鍍后未經(jīng)任何加工的表面，不應(yīng)有明顯的電鍍?nèi)毕?，如鼓泡，麻點，孔隙，脫皮，粗糙，裂紋，漏鍍，污跡或不良顏色。表面上不可避免的掛具痕跡及其位置也應(yīng)由需方作出規(guī)定。

a所有零件都應(yīng)按GB 5926-86 進行外觀檢查。

b鎳鍍層應(yīng)是光亮帶有柔和淺黃色的銀白色；錫鍍層應(yīng)是呈光亮淡灰色。

c 鍍層結(jié)晶應(yīng)均勻、細致、光滑、連續(xù)。

d在零件的非主視表面，允許有以下缺陷：

1）小而少的夾具?。▕A具印小于1×1 mm2）；

2）鎳鍍層局部呈霧狀、錫鍍層輕微的水印或灰暗影（霧狀、水印或灰暗影面積小于10×10 mm2）。

不允許：

3）鍍層有斑點、黑點、燒焦、粗糙、針孔、麻點、分層、起泡、起皮、脫落：

4）樹枝狀、海綿狀和條紋狀鍍層；

5）局部無鍍層（盲孔內(nèi)、以及深度大于直徑的孔內(nèi)部分除外）；

7.2.4鍍層厚度的測定

鍍層厚度測定在需方指定的主要表面上任何位置進行，所用方法測量誤差必須小于10%。

(1).厚度儀法（膜厚計）

(2).直接測量

確定一個參考點，測定前后該點的厚度便可得出鍍層厚度。這可使用普通的工程量具，如千分尺、深度規(guī)等進行。

7.2.5結(jié)合強度實驗

鍍層的結(jié)合強度應(yīng)按GB5270中規(guī)定的銼刀試驗，或熱震試驗方法中的一種進行。試驗后鍍層不應(yīng)與基體有任何形式的分離。

7.3搭接面檢查

檢查各電氣連接處接觸是否可靠，可檢查銅排連接處間隙大小或連接處的溫度高低。

7.3.1銅排連接處的檢驗方法

(1).使用0.03mm塞尺插入銅排搭接面的間隙中，從四個方向插入，塞尺四個方向插入的最大深度之和不大于該處搭接周長的12.5%。

單個方向塞尺插入的長度不大于該處搭接長度的25%

L1+L2+L3+L4≦(A+B+A+B)×12.5%；

L1≦A×25％，L3≦A×25％；

L2≦B×25％，L4≦B×25％；

L1,L2,L3,L4:插入方向1，2，3，4的塞尺最大插入深度。

A:銅排1的搭接寬度。

B:銅排2的搭接寬度。

(2).可拆連接處接觸壓力不小于10MPa.

(3).連接處接觸電阻不大于同等長度單根銅排的電阻，或電壓降不大于7mV.

(4).如以連接處的溫度高低判斷，溫度不高于70℃.

7.3.2以20～25Hz的固有頻率施加9.8m/s2加速度6h，無變形和松動，接觸電阻及溫升值不變.

7.4銅排樣件防腐試驗

通常通過考查鍍層厚度，（厚度可用厚度儀測量來測量）一般不作試驗。

審核編輯：郭婷