TJR铜绞线生产中的张力设定是确保产品质量（如结构稳定性、柔韧性和导电性）的核心参数之一。张力控制需贯穿拉丝、绞线、退火等关键工序，其设定需综合考虑铜丝直径、变形量、设备性能及工艺目标。以下是具体张力设定原则与控制要点：
一、张力设定的核心原则
均匀性：
各工序中铜丝张力需保持稳定（偏差≤5%），避免因张力波动导致直径超差、断丝或绞线松散。匹配性：
张力需与铜丝直径、变形量、设备速度动态匹配，防止过度拉伸或松弛。工艺目标导向：
拉丝工序：控制变形抗力，减少断丝风险。
绞线工序：确保绞线结构紧密且无回弹。
退火工序：防止铜丝因松弛而接触加热元件导致氧化或粘连。
二、各工序张力设定范围与控制要点
1. 拉丝工序张力设定
作用：
平衡铜丝与模具间的摩擦力，控制变形抗力，避免断丝或表面缺陷。设定范围：
单丝直径＞0.5mm：张力≈铜丝破断力的10%-15%。
单丝直径0.2-0.5mm：张力≈破断力的8%-12%。
单丝直径＜0.2mm：张力≈破断力的5%-8%（需更精细控制）。
控制要点：
张力递减：多道次拉丝中，后道次张力需略低于前道次（递减率≈5%），以补偿弹性变形。
润滑配合：高效润滑剂可降低摩擦系数，允许适当降低张力（减少断丝风险）。
在线监测：通过张力传感器实时反馈数据，PLC系统自动调整收线速度或模具间距。
2. 绞线工序张力设定
作用：
确保各股铜丝紧密绞合，避免松散或回弹，同时防止因张力过大导致铜丝伸长率超标。设定范围：
7股绞线：总张力≈单股张力×7×0.9（考虑绞合摩擦损耗）。
19股绞线：总张力≈单股张力×19×0.85（股数越多，摩擦损耗越大）。
单股张力：根据铜丝直径和绞线结构，通常为拉丝后张力的1.2-1.5倍（补偿绞合时的弹性变形）。
总张力：
控制要点：
分层控制：内层与外层张力需差异化设定（外层张力略高，防止回弹）。
绞向匹配：外层与内层绞向相反时，需适当增加外层张力（如增加5%-10%）。
动态补偿：高速绞线机（＞500rpm）需配备张力反馈系统，实时修正速度波动引起的张力变化。
3. 退火工序张力设定
作用：
保持铜丝在退火过程中的直线状态，防止因松弛而接触加热元件或粘连，同时避免过度拉伸导致性能劣化。设定范围：
张力值：退火前张力的80%-90%（需低于拉丝和绞线工序，防止再结晶时脆化）。
张力梯度：退火炉入口张力＞炉内张力＞出口张力（逐步放松，补偿热膨胀）。
控制要点：
气氛保护：氮气或氢气气氛中，张力需更低（比空气气氛低5%-10%），以减少氧化风险。
冷却同步：张力需与冷却速度匹配（快速冷却时需适当增加张力，防止铜丝收缩变形）。
设备隔离：退火炉前后需安装张力隔离装置（如浮辊），避免炉外张力波动影响炉内铜丝状态。
三、张力设定与产品性能的关系
| 张力参数 | 导电性（电阻率） | 柔韧性（弯曲次数） | 抗拉强度（MPa） | 绞线结构稳定性 |
|---|---|---|---|---|
| 张力过低 | 较低（电阻率↓） | 较高（柔韧性好） | 较低（过度软化） | 松散、易回弹 |
| 张力适中 | 较低（电阻率↓） | 较高（柔韧性好） | 适中（200-250） | 紧密、无回弹 |
| 张力过高 | 较高（电阻率↑） | 较低（易断裂） | 较高（硬度大） | 伸长率超标、断丝 |
四、张力控制技术手段
闭环控制系统：
采用张力传感器（如应变片式或磁阻式）实时监测张力，通过PLC调整收线/放线速度或模具位置。
浮辊装置：
在退火炉或绞线机中安装浮辊，利用重力或弹簧平衡张力波动，实现被动补偿。
模拟优化：
通过有限元分析（FEA）模拟铜丝在拉丝、绞线过程中的张力分布，优化设备参数（如模具角度、绞距）。
人机界面（HMI）：
操作人员可通过触摸屏输入铜丝直径、绞线结构等参数，系统自动计算并设定张力值。
五、典型案例分析
案例1：0.3mm铜丝拉丝张力设定
破断力≈120N，拉丝张力设定为10-12N（8%-10%），配合乳化液润滑，断丝率＜0.5%。
案例2：19股0.2mm铜绞线张力设定
单股拉丝后张力≈5N，绞线时单股张力调整为6N（增加20%），总张力≈6×19×0.85≈97N，绞线节距稳定在12mm。
案例3：退火工序张力优化
退火前张力=8N，炉内张力=7N，出口张力=6.5N，配合450℃退火温度和快速水冷，铜丝电阻率降低至0.0172Ω·mm²/m（符合IEC标准）。
总结
TJR铜绞线生产中，张力设定需遵循“均匀性、匹配性、工艺目标导向”原则，通过闭环控制、浮辊装置等技术手段实现精准调控。拉丝工序张力需与变形量匹配，绞线工序需分层控制以防止回弹，退火工序需逐步放松以避免氧化和粘连。合理设定张力可显著提升产品导电性、柔韧性和结构稳定性，降低断丝率和废品率。
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