铜材断线分析.doc

第一节 电弧伤害导致的断线
断头的特征是持续的退火电流熔化部分或熔断铜材，导致断线形成的。

局部的熔化是由于持续的退火导致。
原因：
1. 退火轮表面脏；
2. 卷筒张力不足导致（也许是收线机张力小或线抖导致）；
3. 退火轮调整不当，跳动。
来源：
1. 退火导轮；
2. 卷筒；
3. 张力控制。
第二节 中央爆裂（其他名字：杯状断裂；杯锥状断裂）

杯状断裂的断头两端

杯状断线的断头在铜材内部的发展过程。

杯状断裂的圆锥体

杯状断裂的深洞。
原因：
1. 高浓度的铜氧化物粒子在线的中央部分集中或沿轴向分布；
2. 存在一种微观的磁性或非磁性的杂质；
3. 不适当的模具形状设计、塔轮磨损、进入模具不均匀，模具润滑不足和/或不正确的模具减面率或进线角度，模具定径区过长。
来源：
1. 铜材含氧量过高（＞600万分之一）。
2. 在铸造过程中铜氧化物掉入熔融的铜熔池中。
3. 簇状的铜的氧化物（铜柱）掉入熔融的铜池中。
4. 铸造的铜杆儿的气体空穴的周围有簇状的氧化铜。
5. 铜棒不均匀的冷却在成铜氧化物的不均匀的分布。
6. 熔融的熔池中有微观的部分磁性非磁性的残留的不溶解的粒子。
7. 拉丝过程操作。
第二节 A类断头：氧化铜粒子造成的杯状断裂

中央爆裂的圆锥状断头

高浓度的氧化铜粒子在断头里面

断头里的高浓度的氧化铜粒子

偏析出的大大小小的氧化铜粒子
原因：
高浓度的氧化铜粒子或条状物在铜材中心，这些粒子扮演着张力集中点产生微小裂纹，这些裂纹将推广或直接造成铜杆断裂。
来源：
1. 铜材含有高浓度的氧化物（＞600）
2. 高浓度的铜氧化物掉入熔融铜池中。
3. 铜柱掉入熔融铜池中。
4. 在轧制过程中铜材上空洞里的气体周围的簇状的铜氧化物被冷轧进铜杆里了。
5. 在铜杆的冷却过程中不均匀的冷却导致铜氧化物不均匀的分布。
第二节B类磁性或非磁性物质造成的杯状断裂

杯状断裂的圆锥形断头前端的非磁性物质，经过X光分析是硅(可能是二氧化硅)。

高放大倍率的二氧化硅粒子图像。

杯状断裂圆锥端中心的的非磁性杂质，经过X光衍射分析确定粒子含有铝，硅和钛（可能为耐火砂混合物）。

高倍率的铝硅钛粒子照片。
原因：
断裂发生于拉制含有微观粒子的杂质的铜材，杂质含有硅和硅铝钛混合物。
来源：
1. 浇注口。
2. 中间罐，流水槽，熔炉内衬层。
第二节C类不正确的拉制参数导致的中央爆裂

中央爆裂机理简图

由于不正确的进线角度导致的中央爆裂

放大图像演示进线角度（20°）不对导致的中央爆裂内部断裂。

放大图像显示不正确的模具进线角度（20°）。

放大图像显示中央爆裂中间的圆锥体。
原因:
1 在铜线变形时过多的张力在铜线内部。
2. 过大的反拉力。
3. 不足的减面率。
4. 不合适的模具设计。
5. 过于陡峭的进线角度。
6. 由于不足的模具润滑和或不正确的模具减面率或进线角度导致摩擦力的增加。
7. 过分长的模具定径区和压缩面。
8. 塔轮磨损。
来源：
1. 拉丝机操作。
2. 特别的断线来源于过分的进线角度（20°）。
第三节 V型断裂
电线断头的形状是剪切的形状，通常与电线轴向呈45度角，实际显示断头区域没有减面。

剪切的形状的断线开始于山形的缺陷。

经过几道模具后的山形缺陷的拱起的表面。

电线表面的V型断裂的缺陷。

V形断线显示的三角口导致的断线。
原因：
断线起始于格子形的表面，最终这格子型的表面成为了断线点，这些格子型可能起源于：
1. 电线表面隆起；
2. 不适当的模具轮廓；
3. 铜材和模具不适当的接触角度；
4. 太短的模具定径区；
5. 模具排列不整齐；
6. 铜材的碎片从机器中进入或出去；
来源：
1. 断裂发生于铸造的铜棒；
2. 断裂发生于绕线；
3. 在冷拉过程中发生微观裂缝。
第三级A类断线结果源于突起的表面，线材里氧化物大部分来自于线材上的阻碍物

剪切的形状源于线材表面的鸡爪印的缺陷。

隆起的表面源于鸡爪印的缺陷。

电线纵向结构的破坏显示了格子和隆起的表面产生氧化物。

隆起的表面的氧化物清晰地显示着格子或鸡爪印区域。
原因：
发生于高度集中的氧化物集中的线材表面。
来源：
电线上的隆起的表面或阻碍。
第四节 混合断线
断裂发生在张力紧绷的横截面积减小的区域，断线然而显示有细小的裂缝缺陷在断裂点或碎片缺陷从断头表面脱落下来，这些缺陷是铜材开始断裂的起点。

原因：
线材表面的微小的裂缝或碎片可能在铜杆制造的过程中或拉丝过程中产生。
来源：
1. 铜杆儿表面缺陷；
2. 拉丝设备产生。
第五节杂质断线
断线特征是杂质现在或以前出现在断头表面。断裂的铜材可能含有磁性物质、非磁性物质或者两者的混合物能呈现出不同的断裂外形。杂质可以很容易的在铜材表面之下导致断线。
原因：
1. 磁性杂质在铸造和轧制过程中进入铜杆；
2. 非磁性物质（铜氧化物鳞片状，熔炉或槽里耐火材料粒子或熔渣）在铸造和轧制过程中进入铜杆；
3. 扎入杂质（从轧辊或其他部分扎入铁、钢的碎片）；
4. 拉丝过程中进入的杂质（出现在模具或润滑溶液中的硬的外来粒子）。
来源：
1. 钢带碎片在运送过程中带入铜材。
2. 测量装置部件腐蚀。
3. 钢棒经常用于清除喷射。
4. 车间钢带碎片如螺栓螺母等。
5. 熔炉烧制器末端恶化。
6. 熔炉修理导致电弧焊飞溅。
7. 微小碎屑，银屑和粒子被扎入铜材导致花边。
8. 熔池的耐火材料。
9. 槽里的耐火材料。
10. 浇灌喷射材料。
11. 氧化物聚集在喷射口上。
12. 粒子伴随着电荷引入。
13. 在熔融的金属池上方的固体铜杆儿上的氧化铜被刮落下来。
14. 氧化铜形成于早期传送过程中的裂缝。
15. 坚硬的外来粒子（磁性或非磁性）可能来源于模具或润滑液，基座碎片，断线的碎片。

第五节A类杂质断线
断线的特征是由于杂质出现在断头表面，杂质肯能是磁性非磁性或者两者的混合物。断线根据不同的断线形势和杂质尺寸表现出不同的断头外貌。
A-1磁性物质引发的的断头

放大的断线图片显示这一长条的铁杂质。
原因：
1. 一长条的铁磁性杂质被铸造或扎入铜杆；
2. 钢杂质来原因机械系统中的轧件或其他的钢的部分；
3. 熔铸贴的碎片从其他的操作部分。
来源：
1. 钢带碎片随电荷带入；
2. 测量装置腐蚀；
3. 钢棒经常用于清楚喷口；
4. 车间钢带碎片如螺栓螺母等；
5. 锅炉燃烧器提示恶化；
6. 修理锅炉时电弧焊飞溅；
7. 轧辊磨损导致微型粒子、碎片、银粒子脱落。

杂质断线的电子扫描放大图像

杂质区域扫描放大图片显示出现铁和铜。
微观结构坚定不同类型的磁性杂质

经过硝酸酒精腐蚀剂后的直径为0.010毫米的铜线中含铁杂质。

在硝酸酒精溶液中直径为0.022毫米的铜线的含铁的杂质经鉴定来源于含铁铬4-6%钼1-2%钒0.8-1.5%的模具钢。

灰色含有铁的珍珠岩微观结构图（环形的碟状结构）

断线中发现的杂质显示珍珠岩和一些石墨碎片的微观结构。
对比轧辊中的含铁的材料和断线中发现的杂质的微观结构。

机器绞盘机的微观马氏体结构。

断线中发现的杂质的微观马氏体结构。

铸铁制造的轧辊的微观图像包含珍珠岩、石墨和磷共晶体。

断线中发现的杂质的微观图像显示珍珠岩和磷共晶体。
对比拉丝机中的钢件和断线发现的杂质的微观结构。
A-2类 非磁性杂质导致的断线形状

断线表面的氧化铜杂质
原因
1. 一长条的氧化铜被铸造或扎入铜杆中；
2. 其他的非磁性粒子导致断线的有：二氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化镁、硅和熔渣。
来源
1. 熔炉的耐火材料；
2. 槽的耐火材料；
3. 倾注喷口的材料；
4. 喷口残留的氧化物；
5. 电带入的粒子；
6. 固体铜棒在熔池上方被刮下来的氧化铜掉入熔池；
7. 在拉制早期氧化铜会导致断线；
8. 在铜杆准备工作时氧化物或粒子组织被扎入铜杆；
9. 熔渣在熔融或倾注时掉入。

A-3类 磁性和非磁性混合物杂质导致的断线

铁类的磁性和硅类的非磁性的杂质导致的断线
原因：
1. 断线原因来自与非磁性杂质（氧化铜，硅，碳化硅，二氧化硅，氧化铝，氧化镁和熔渣粒子）；
2. 铜材中的磁性物质（铁、钢、铸铁）；
来源:
1. 钢带碎片随着电荷（或承载）带入；
2. 测量装置磨损；
3. 钢棒经常用于清理喷口；
4. 车间钢带碎片如螺母和螺栓等；
5. 熔炉烧制器末端恶化；
6. 修理熔炉时电弧焊飞溅；
7. 轧辊磨损导致微型粒子、碎片、银粒子脱落；
8. 熔炉的耐火材料；
9. 槽的耐火材料；
10. 倾注喷口的材料；
11. 喷口残留的氧化物；
12. 电荷（或运载）过程中粒子进入；
13. 固体铜棒上的氧化物在熔池上方被刮落；
14. 在早期传送过程中氧化物形成于裂缝之中。
第五节 B类 杂质缺失断线又名杂质丢失断线、空芯
断线形状是剪切状并有一个浅洞在一边，浅洞是由于断线过程中或之后杂质丢失。

杂质丢失断线

杂质在铜材表面，飞出是出要的断线形式，发现里面含有铁。
表面微观杂质断线机理
横向视角

侧面的视角

铜杆表面下的杂质，在不断的拉制的过程中向表面暴露，最终导致断线。

浅洞由于杂质出现在线表面丢失所致，浅洞的样子是主要的电线表面样子。
原因：
磁性或非磁性的杂质在电线中开启断线的过程。在拉制的过程中，杂质从铜材上飞出，最终导致断线形成浅洞。
来源：
1. 铸造或轧制的过程中带入磁性或非磁性杂质；
2. 拉制过程中带入非磁性或磁性杂质。

空芯和压成的空芯
第五节 C类 拉制过程中带入的杂质
线材不良或缺陷特征是由于电线上有杂质或杂质小坑在表面或表面之下。外来粒子在拉制过程中可能轻易的进入线材表面之下。

铁粒子嵌入线材表面
原因：
坚硬的外来磁性或非磁性粒子在模具中或润滑液中可能拉制进入线材表面，最终将要导致断线的结果。
来源：
1. 金属粒子在润滑液中；
2. 模具磨损（模具碎片）；
3. 基座碎片；
4. 破损的电线碎片。
第五节 D类 拉丝带入的杂质丢失
线材缺陷特征是由于杂质导致的坑的出现。杂质在拉制的过程中进入线材表面。

缺口由于断头表面的杂质丢失，杂质是铸造过程中的铁粒子。

缺口由于断头表面的杂质丢失，杂质是铸造过程中的铁粒子。
原因：
在拉制过程中铁粒子的引入。
来源：
1. 过分多的微粒在润滑油系统中；
2. 基座上的金属微粒废弃物。

线材表面的凹坑是经过0.289的模具减面后被钢线仅仅的涮了一下。
原因：
外来含铁或不含铁的物质进入铜棒或润滑液或拉丝过程中进入线材产生一个严重的表面缺陷。这个缺陷将产生应力集中，在后续的拉制过程中导致断线的结果。
来源：
进入带或线进入铜棒。
第六节 打结断线
断线特征是线局部扭劲了或线与模具错位了。

打结断线
原因：
1. 拉丝塔轮不令人满意的牵引，穿线，缠绕，抓住。

2. 润滑液不足；
3. 不正确的模具设计。
来源：
1. 拉丝设备塔轮；
2. 拉丝设备润滑系统。
第六节 机械损伤断线
由于机械损伤导致断线发生。机械损坏包括小坑、大坑、严重的磨损和很深的沟。

铜杆在拉制前就受到了机械损伤。

断头附近的摩擦损伤。
原因：
断裂原因由于拉丝机塔轮在断线后的磨损。
来源：
拉丝机塔轮。
第七节 空心断线
断头的形状是一个深深的，漏斗形的空心。空心的内壁看起来很光滑，没有污染和颗粒，只含有一个空洞，这个空洞从断头表面可以延伸到线内部几毫米。

电子扫描图片显示漏斗形的空心断线。

纵向部分的光学放大图片显示空芯中心和金属流动情况。
原因：
空洞位于线中心线，他们可能在铸造时形成。在铸造过程中过度的气体熔融在金属中，或在凝固的过程中收缩形成中心空腔。
来源：
1. 过分的气体（氢）溶解在熔融的金属中；
2. 在铸造过程中凝固时收缩形成中心空腔；
3. 熔池中熔融金属波动导致不均匀的铸造。
第八节 缝和扎进碎片
断线特征是断线位置附近有裂缝存在，这些裂缝肯呢个含有氧。

断线和铜杆轧制缺陷有关。

断线和裂缝相关。
原因：
1. 轧制过程中碎片被扎入；
2. 纵向的断裂。
来源：
1. 轧制过程中碎片被扎入；
2. 铜棒在轧制过程中产生纵向的裂缝；
3. 轧制过程中，扎入量过多导致。
第九节 ：小块薄片
缺陷特征是线材表面有褶皱的金属薄片。

这个薄片显示特征为褶皱的金属碎片是由于扎入过量导致的。

这个碎片很明显是由于拉制过程中遇到问题所致。

断线显示断头表面碎片。
原因：
1. 机械损伤；
2. 热轧过程中的损伤；
3. 在热轧过程中扎入量过多或有毛边。
来源：
1. 棒材表面缺陷；
2. 机械操作；
3. 热轧过程中扎入量过大。

第十节 末端分叉
断线特征是铜材中间有一个常常的裂缝导致末端分叉。
原因：
1. 高强度压出空芯；
2. 铸造时铜棒形成畸形裂缝；
3. 一个巨大的氧化铜层出现在铜材中间；
4 外来物质出现在铜材里；
5. 在轧辊操作中，扎入碎片。
来源：
1. 在轧制铜杆时产生裂缝；
2. 在铸造过程中带入氧化铜碎片；
3. 在铸造或轧制过程中带入外来物质；
4. 碎片来自于剥皮机。
第十节 A类氧化铜层导致分叉断线

在断头表面出现的大量氧化铜层
原因：
巨大的氧化铜层出现在铸造的铜棒中，被扎入铜棒中。
来源：
氧化铜层在铸造过程中被带入。
第十节 B类氧化铜层分离导致电线末端分叉

放大的氧化铜层分离导致的电线末端分叉图片
原因：
高度集中的氧化铜粒子在铸件中，以易碎的中心和条状的氧化物形式保持分散在铜材内。
来源：
1. 铜氧化物碎片掉落入熔融的金属池中；
2. 铜的垂柱掉落入熔融的金属池中；
3. 簇状的铜氧化物在铸造的同帮的气孔和凉的褶皱周围；
4. 由于不均匀的铜杆冷却导致铜氧化物不均匀的分散。

C类 铜棒中的外来物（装置的耐火材料）导致末端分叉

末端分叉断线的放大图片显示装置的耐火材料出现在断线表面。
原因：
在铸造或轧制过程中带入的外来物。
来源：
装置耐火材料出现在轧制区域。
第十节 D类 轧制进铜碎片导致末端分叉断线

由于轧进碎片导致的不同样貌的末端分叉断线的放大图片
原因：
在轧制初期带入的铜碎片。
来源：
铜碎片来源于剥皮机。
第十一节 张力断线
断头外形是有一个显著的截面积减少的地缩颈区域，并且末端有一个小坑。一个张力断裂发生在张力超过线材的极限抗拉强度时。

一个典型的张力断线断头外形的微观电子扫描图显示两边对称的截面积缩小的缩颈。

电镜扫描张力断线断头的前端小坑的样子。

电镜扫描张力断线断头的前端小坑里的特征：微空隙和细长的外围墙壁表明材料的塑性良好。

无氧铜
原因：
1. 不适当的配模或模具之间缠线不正常；
2. 塔轮磨损导致不合适的滑动或不正确的绕线圈数；
3. 不正确的塔伦直径；
4. 不合适的模具轮廓，太小的角度减小或者太长的定径区；
5. 模具入口处很脏有很多碎片混合物，人为地制造了较小尺寸的模具；
6. 塔轮表面磨损或者缠绕太多圈数导致铜线在塔轮上转弯；
7. 拉丝机猛地一动；
8. 过多的铜粉粒子。
来源：
拉丝设备和、或操作。
第十一节 A类模具角度不当

原因：
模具角度或模具座不当。
来源：
模具或模具座。
第十一节 B类模具堵塞断线

模具堵塞断线
原因：
1. 电线打卷进入机器导致张力增大；
2. 润滑液里过分多的碎片；
3. 接触角度和压缩角度配合不协调；
4. 润滑液喷射口没有对准模具入口。
来源：
1. 不适当的润滑液保养系统；
2. 模具的几何形状。
第十一节 C类塔轮压线导致张力断线
断线是由于上层导线对下层导线过紧的缠绕或擦伤导致的。

由于塔轮绕线压线产生的张力断线。
原因：
1. 不正确的模具设计；
2. 不好的塔轮线槽；
3. 不适当的模具和塔轮排列。
来源：
1. 模具；
2. 塔轮绕线；
3. 模具座；
4. 操作。
第十一节 D类不正确的传输导致的张力断线
断线产生于线在从一个满线的塔轮上进入另一个空的塔轮时不适当的进入平台。

不正确的传输导致的断线。
原因：
1. 塔轮线槽损坏；
2. 筒或磁棒磨损；
3. 不正确的速度调节；
4. 不正确的张力调节。
来源：
1. 线槽平台；
2. 筒；
3. 储线轮。
第十一节 E类模具刮伤导致断线
断线是由于磨损的模具，硬的粒子进入模具，润滑液不足，不正确的模具设计，模具制造不正确，不正确的模具排列，拉丝液温度高于规定导致。

模具刮伤导致断线。
原因：
1. 模具磨损；
2. 坚硬粒子进入模具；
3. 润滑液不足；
4. 不合适的模具设计；
5. 不正确的模具制造；
6. 模具排列不正确；
7. 润滑液温度过高。
来源：
1. 定径区过长；
2. 模具磨损；
3. 铜材表面缺陷严重；
4. 减面率过小或过大；
5. 模具有环沟不光滑。
第十一节 F类绝缘疙瘩导致张力断线
在挤出机产生绝缘材料疙瘩通过小孔时，电线张力急剧增加导致断线。

绝缘疙瘩导致张力断线。
原因：
机器速度比率波动导致电线停顿或扭曲，结果大致绝缘加厚。
来源：
挤出工序。
第十一节 G类退火熔断导致断线

退火工序电弧打火或产生太高温度导致断线。

退火工序打火烧断导致张力断线。
原因：
1. 退火电弧；
2. 不正确的收线张力；
3. 退火皮带过脏；
4. 退火皮带磨损了；
5. 退火机和拉丝机速度不协调；
6. 退火电压或温度设置不当；
7. 退火炉之间速度匹配不当。
来源：
退火区。
第十二节 缠结断线、
两个或更多线材产生了一个缠结点导致断线，这种类型的断线外形有一个切断断头外貌。

缠结断线
原因：
1. 不正确的线材缠绕；
2. 不正确的材料操作。
来源：
1. 绕线机；
2. 材料操作或绕线机操作。
第十三节焊接断线
断线特征类似于鱼嘴形、平整的断头、剪切的断头、缩颈的断头。通常这种断线发生于早期拉制过程。
第十三节 A类平坦的焊接断线
断裂产生于焊接区域，外形是一个平坦的轮廓。这种失效的形式是由于焊接区域的低延展性。

平坦的焊接断线。
原因：
不适当的焊接铜杆。
1. 不合适的热焊座，太长或太短；
2. 对接段准备不好；
3. 没有很好的去除焊接毛刺；
4. 坚硬的铜材段。
来源：
1. 焊接设备或和操作。
第十三节 B类鱼嘴型焊接断线

鱼嘴型断裂通常发生在有一个剪切力作用在焊接的焊缝区域，然后在这个焊接区域的裂缝断裂。

鱼嘴型断裂的断头
原因：
导体焊接不良。
1. 热焊温度不适当——太高或太低；
2. 不正确的焊接端操作；
3. 毛刺去除不良；
4. 焊接端太硬。
来源：
焊接机器和或操作。
第十三节C类 焊缝剪切断裂
断线形状是断头斜面和轴向倾斜45°。在没有干扰的情况下这样的断裂情况经常发生。断裂区域通常是断裂导致剪切力传播。

焊接剪切断线。
原因：
焊接不当
1. 热焊温度调整不当——太高或太低；
2. 焊接端毛刺处理不当；
3. 焊接端没准备好；
4. 铜材焊接端太硬。
来源：
焊接设备和或操作。
第十三节D类焊接缩颈断线
断线发生在焊接区域，断线点的形状是缩颈。焊接区域组织结构通常延展性好并且包含很多空隙和内部缺陷，断裂就是在这个地方开始的。

缩颈焊接断线
原因：
铜材焊接不好
1. 不适当的热焊温度设定——太高或太低；
2. 焊接端处理不当；
3. 毛刺处理不当；
4. 焊接端太硬了。
来源：
焊接设备和或操作原因。
结束