خواص، انواع و کاربردهای سیم آلومینیومی

سیم آلومینیومی در مقابل سیم مسی

مس بر اساس اندازه به اندازه، الکتریسیته را بهتر از آلومینیوم هدایت می کند - تقریباً 61٪ از نظر سطح مقطع بهتر است - اما آلومینیوم تقریباً یک سوم وزن دارد و معمولاً قیمت هر پوند رسانا کمتر است. این مبادله به این دلیل است که سیم آلومینیومی در کاربردهایی که وزن و هزینه آن بیشتر از به حداقل رساندن اندازه هادی مهم است، مانند خطوط انتقال برق سربار، غالب است، در حالی که مس در فضاهای تنگ تر مانند سیم کشی انشعابات مسکونی، جایی که گیج کوچکتر با جریان مشابه اهمیت بیشتری دارد، استاندارد باقی می ماند.

تفاوت های کلیدی بین سیم آلومینیوم و مس

سیم آلومینیومی نرم چیست؟

سیم آلومینیومی نرم سیم آلومینیومی آنیل شده نیز نامیده می شود، سیم آلومینیومی است که پس از کشش برای کاهش تنش داخلی و بازیابی شکل پذیری تحت عملیات حرارتی قرار گرفته است. در طول فرآیند سیم کشی، آلومینیوم وقتی از قالب های کوچکتر کشیده می شود، سخت می شود و با هر بار عبور، سفت تر و انعطاف پذیرتر می شود. بازپخت این سخت شدن را با حرارت دادن سیم تا دمای کنترل شده معکوس می کند - معمولاً 300 تا 400 درجه سانتیگراد برای آلومینیوم - که به ساختار دانه فلز اجازه می دهد تا به حالت نرم تر و قابل کارتر تبدیل شود.

نتیجه سیمی است که به راحتی بدون ترک خوردگی خم می‌شود، می‌پیچد و شکل می‌گیرد، به قیمت استحکام کششی کمی پایین‌تر در مقایسه با سیم سخت کشیده‌شده که از مرحله بازپخت رد می‌شود.

سیم آلومینیومی آنیل شده در مقابل سیم سخت کشیده شده

سیم آلومینیومی آنیل شده و سخت کشیده شده از نظر خواص مکانیکی و استفاده مقایسه شده است.

فرآیند تولید سیم آلومینیومی

تولید سیم آلومینیومی معمولاً مراحل زیر را دنبال می کند:

1. آلومینیوم مذاب به شکل میله ای ریخته می شود، معمولاً از طریق ریخته گری مداوم، سیم پیچ های میله ای با قطر بزرگ را به عنوان پایه اولیه تولید می کند.
2. میله از طریق یک سری قالب های به تدریج کوچکتر کشیده می شود و قطر را در مراحل کاهش می دهد تا زمانی که به گیج سیم مورد نظر برسد. این کار باعث سخت شدن فلز در حین نازک شدن آن می شود.
3. برای سیم نرم / آنیل شده، سیم کشیده شده از یک کوره بازپخت یا خط بازپخت مداوم عبور می کند و آن را گرم می کند تا استرس داخلی را کاهش دهد و انعطاف پذیری را بازیابی کند.
4. سیم در نظر گرفته شده برای کابل رشته یا بافته شده در یک ماشین رشته به هم پیچیده می شود تا هادی های چند سیمی با ساختار مورد نیاز را تشکیل دهد.
5. سیم یا کابل تمام شده قبل از بسته بندی برای حمل و نقل قرقره شده و در صورت نیاز پوشش داده می شود یا عایق بندی می شود.

خواص سیم آلومینیومی

• وزن سبک - تقریباً یک سوم چگالی مس، کاهش بار ساختاری در زیرساخت های پشتیبانی مانند برج های انتقال.
• مقاومت در برابر خوردگی - آلومینیوم به طور طبیعی یک لایه اکسید نازک را تشکیل می دهد که در برابر خوردگی بیشتر محافظت می کند، اگرچه این لایه همچنین می تواند در اتصالات الکتریکی تداخل ایجاد کند، اگر در پایانه ها به درستی درمان نشود.
• انبساط حرارتی - آلومینیوم با تغییرات دما بیشتر از مس منبسط و منقبض می شود، عاملی که مهندسان در طراحی خطوط هوایی با دهانه بلند به حساب می آورند.
• شکل پذیری (به صورت آنیل شده) - سیم نرم آلومینیومی را می توان به طور مکرر خم کرد و بدون شکستگی شکل داد و برای کاربردهای سیم پیچی و شکل دهی مناسب است.
• ثبات هزینه - آلومینیوم عموماً نسبت به مس فراوان‌تر و از نظر قیمت فرار کمتری دارد، که عاملی در تصمیم‌گیری‌های خرید در مقیاس بزرگ است.

کاربردها و کاربردهای سیم آلومینیومی نرم

انعطاف‌پذیری مفتول آلومینیومی نرم (بازپخت) آن را برای کاربردهایی که شامل خمش، سیم‌پیچ یا شکل‌دهی در حین نصب یا ساخت هستند، مناسب می‌سازد:

• اتصالات و پایانه های الکتریکی - جایی که سیم باید بدون ترک در اطراف شاخه ها یا نقاط اتصال شکل بگیرد.
• برنامه های سیم پیچ - سیم پیچ های ترانسفورماتور، سیم پیچ های موتور و موارد مشابه که در آن سیم به طور محکم به دور یک هسته پیچیده می شود.
• کابل انعطاف پذیر و بافته شده - هادی‌های رشته‌ای که باید در حین نصب یا در حین سرویس به طور مکرر خم شوند، مانند سیم‌های دستگاه یا مجرای لوله‌های انعطاف‌پذیر.
• سیم اتصال و اتصال به زمین - کاربردهایی که سیم در اطراف موانع قرار می گیرد و باید با مسیرهای نامنظم مطابقت داشته باشد.
• کاربردهای برق عمومی - سیم کشی ساختمان، تولید لوازم خانگی و تابلوهای کنترل صنعتی که در آن انعطاف پذیری در حین نصب زمان کار را کاهش می دهد.

نمودار گیج سیم آلومینیومی

گیج های سیم معمولی AWG با قطر تقریبی و کاربرد معمولی.

از آنجایی که رسانایی آلومینیوم کمتر از مس است، سیم آلومینیومی معمولاً یک یا دو عدد گیج بزرگتر از سیم مسی است که برای همان ظرفیت حمل جریان لازم است - یک تفاوت مشخصات کلیدی که باید در هنگام جایگزینی آلومینیوم در طرحی با اندازه اولیه مس در نظر گرفته شود..