一种全自动铜包铝线生产设备的制作方法

本实用新型涉及光缆制造技术领域，具体涉及一种全自动铜包铝线生产设备。

背景技术：

随着通信、电子等领域技术的快速发展，铜的需求量日益增大，作为地球上一种不可再生的自然资源，铜和其他金属、能源等矿藏一样，在人类的不断开采使用下储存量日益减少，铜价因供求关系的绝对改变而不可避免地不断攀升，上述问题迫使相关领域积极的寻求新的导体材料来代替铜线。铜包铝线兼具铜的导电性好、强度高、韧性好及铝的密度小、易加工、生产成本低的优点，因而成为替代纯铜导线的最佳选择。目前国内铜包铝线的制备工艺基本上均采用固相结合法，经过扩散热处理，最终形成界面牢固结合的铜包铝线。

目前在生产的过程中，由于以下问题使得整条铜包铝线生产线的在线处理难以实现完全的连续自动化生产：

金属铝具有化学活泼性，在通常环境下，金属铝极易氧化，其表面氧化层厚而致密，且在铝杆拉拔的过程中需要使用拉拔润滑油，对于铝杆表面的氧化层及润滑油清洁的通用方法是使用碱液漂洗铝杆表面去除氧化及污染层，然后通过反复冲洗去除碱液并加热干燥铝杆，在上述过程中碱液的漂洗和加热烘干等工艺步骤所需的时间难以满足产品连续生产的在线控制要求。

鉴于目前铜包铝线生产线所存在的问题，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种全自动铜包铝线生产设备，使其更具有实用性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可快速完成铝杆表面处理的全自动铜包铝线生产设备，从而保证生产可连续进行，极大程度上的提高了生产效率。

本实用新型解决其技术问题的技术方案是：

一种全自动铜包铝线生产设备，至少包括铝线拉拔装置、铝杆表面处理装置、包覆焊接装置和拉伸收线装置；铝线拉拔装置对铝材进行拉拔处理，以获得所需直径的铝杆；铝杆表面处理装置用于对铝杆表面的氧化层和污染层进行处理；包覆焊接装置用于将金属铜无缝的包覆于铝杆表面，并将包覆完成的铜包铝结构输送至拉伸收线装置处，完成线材的拉伸和收集；

铝线拉拔装置采用水溶性拉拔油，铝杆表面处理装置包括水洗装置和环风清洁装置，水洗装置用于对附着于铝杆表面的水溶性拉拔油进行溶解，环风清洁装置设置于水洗装置下游，用于对经水洗装置清洗后的铝杆表面通过逆向环形吹风的方式去除铝杆表面的水分和残余的拉拔油。

进一步地，包覆焊接装置至少包括激光检测头和焊枪调节装置；

其中，激光检测头包括垂直于金属铜传送方向并列设置的3个激光发射器，激光发射器同时工作；

位于中间位置的激光发射器用于向待焊接的焊缝处发送激光束，以检测焊缝是否发生偏移，位于两侧的激光发射器用于确定焊缝的偏移方向，焊枪调节装置用于根据激光检测头的检测结果适应性的调整焊枪的横向位置。

进一步地，水洗装置包括震荡水箱和喷淋装置，震荡水箱通过自身的震动对经过其内腔的铝杆表面进行清洗，喷淋装置用于对自震荡水箱清洗后的铝杆进行喷淋，以去除其表面残留的拉伸油。

进一步地，震荡水箱包括长方体的箱体，以及安装于箱体侧壁上的振动电机，振动电机带动箱体往复振动，从而使得放置于箱体内的水产生震荡。

进一步地，喷淋装置包括循环箱体、以及沿铝杆传播方向并列设置的至少两喷淋头，喷淋头设置于循环箱体顶部，用于向穿设于其中的铝杆进行喷淋，循环箱体底部设置有水循环系统。

进一步地，水循环系统内设置浓度检测传感器，用于感知循环水中拉伸油的浓度。

进一步地，环风清洁装置包括环形风腔和环形出风嘴；

进一步地，环形风腔与惰性气体气源连接，环形出风嘴包括环形进风端和环形出风端，环形进风端与环形风腔的内环连接，环形出风端围绕铝杆的环形表面设置，环形出风嘴的出风方向与铝杆的行进方向相反，且二者间成30°~60°夹角。

进一步地，环形出风端为聚拢型结构，用于增加出风速度。

进一步地，焊枪调节装置至少包括固定设置的两气缸，两气缸的活塞杆端部分别与焊枪关于焊缝的两侧连接，焊枪关于焊缝的两侧还分别与固定设置的复位弹簧连接，复位弹簧平行于气缸的活塞杆设置。

进一步地，拉伸收线装置至少包括拉伸装置和收线盘；拉伸装置包括沿铜包铝线传送方向依次串联设置的至少两个拉伸机。

采用了上述技术方案后，本实用新型具有以下的有益效果：

本实用新型中的全自动铜包铝线生产设备采用水溶性拉拔油对铝材进行拉伸，水溶性拉拔油为环保无油水基冲压润滑剂，不仅具有无毒性、稳定的化学性、水溶性、易清洗性，而且具有独特的热寻性，高附着力，高润滑膜强度，高抗极压性、高冷却性和高绝热性，可在充分保证拉拔效果的同时较少化学漂洗对环境的污染，且处理速度远远大于对传统拉伸油的处理速度，可实现在线控制的要求，而环风清洗装置的设置无需使得液体发生物态变化，而是通过物理性的强风逆向吹落的方式快速的实现水分和残余拉拔油自铝杆表面的清除，整个过程中无需加热，有效的节约了能源，且有效的降低了清理装置的尺寸，降低了经过表面处理后的铝杆的传送行程，避免了二次氧化的发生，从而保证生产可连续进行，极大程度上的提高了生产效率且提高了产品质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中全自动铜包铝线生产设备的结构示意图；

图2为环风清洁装置的结构示意图；

图3为焊枪调节装置的结构示意图；

图4为激光检测头的分布示意图；

附图标记：铝线拉拔装置1、铝杆表面处理装置2、箱体21a、振动电机21b、循环箱体22a、喷淋头22b、环风清洁装置23、环形风腔23a、环形出风嘴23b、包覆焊接装置3、激光发射器31、焊枪调节装置32、气缸32a、复位弹簧32b、拉伸收线装置4、拉伸装置41、收线盘42、焊枪5、焊缝6。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

如图1所示，一种全自动铜包铝线生产设备，至少包括铝线拉拔装置1、铝杆表面处理装置2、包覆焊接装置3和拉伸收线装置4；铝线拉拔装置1对铝材进行拉拔处理，以获得所需直径的铝杆；铝杆表面处理装置2用于对铝杆表面的氧化层和污染层进行处理；包覆焊接装置3用于将金属铜无缝的包覆于铝杆表面，并将包覆完成的铜包铝结构输送至拉伸收线装置4处，完成线材的拉伸和收集；其中，为了较少化学漂洗对环境的污染，铝线拉拔装置1采用水溶性拉拔油，水溶性拉拔油为环保无油水基冲压润滑剂，不仅具有无毒性、稳定的化学性、水溶性、易清洗性，而且具有独特的热寻性，高附着力，高润滑膜强度，高抗极压性、高冷却性和高绝热性；并通过以下结构对铝杆表面的氧化层和拉拔油进行清理：铝杆表面处理装置2包括水洗装置和环风清洁装置23，水洗装置用于对附着于铝杆表面的水溶性拉拔油进行溶解，环风清洁装置23设置于水洗装置下游，用于对经水洗装置清洗后的铝杆表面通过逆向环形吹风的方式去除铝杆表面的水分和残余的拉拔油。

水洗装置包括震荡水箱和喷淋装置，震荡水箱通过自身的震动对经过其内腔的铝杆表面进行清洗，喷淋装置用于对自震荡水箱清洗后的铝杆进行喷淋，以去除其表面残留的拉伸油。本实施例中震荡水箱沿铝杆传送方向往复运动，具体包括长方体的箱体21a，以及安装于箱体21a侧壁上的振动电机21b，振动电机21b带动箱体21a往复振动，从而使得放置于箱体21a内的水产生震荡，为了增加清理效果，应适当增大震动的频率而减小震动的振幅，高频的震荡能够加速拉拔油在水中的溶解度，提高生产效率；喷淋装置包括循环箱体22a、以及沿铝杆传播方向并列设置的三个喷淋头22b，喷淋头22b设置于循环箱体22a顶部，用于向穿设于其中的铝杆进行喷淋，循环箱体22a底部设置有水循环系统，通过调节喷淋头22b的出水速度同时减低出水面积，可有效的提高喷淋的效果，喷淋后的水流入水循环系统中，本实施例中，为了降低在水循环处理的过程中处理难度，在水循环系统内设置浓度检测传感器，用于感知循环水中拉伸油的浓度，通过设定上限值，可使得在一定的浓度内无需进行水处理或更换而连续性的进行喷淋，直至浓度达到上限值时，再通过更换喷淋水或者对循环水进行过滤即可。

环风清洁装置23包括环形风腔23a和环形出风嘴23b；其中，环形风腔23a与氮气气源连接，环形出风嘴23b包括环形进风端和环形出风端，环形进风端与环形风腔23a的内环连接，环形出风端围绕铝杆的环形表面设置，环形出风23b的出风方向与铝杆的行进方向相反，通过泵体对氮气进行压缩，提高其出风速度，通过物理性的强风逆向吹落的方式快速的实现水分和残余拉拔油自铝杆表面的清除，在此过程中无需加热过程中，有效的降低了能源，也无需经过传统的去除水分过程中的物态变化，加速了清理的时间，同时铝杆讲过环风清洁装置23中的形成较短，且通过惰性气体进行保护，避免了二次氧化，环风清洁装置23设置于喷淋装置的侧壁上，结构简单，便于实现，环形出风嘴的出风方向与铝杆的行进方向成45°夹角，此角度设置可使得风力产生分别产生水平的分力和竖直的分力，其中，水平的分力用于将位于水分反吹回至循环箱体22a内，而竖直的分力用于为残留在铝杆表面的拉伸油提供自其表面去除的力；环形出风端为聚拢型结构，用于增加出风速度。

为了减少废品率，包覆焊接装置3至少包括激光检测头和焊枪调节装置；其中，激光检测头包括垂直于金属铜传送方向并列设置的3个激光发射器31，激光发射器31同时工作；位于中间位置的所述激光发射器31用于向待焊接的焊缝6处发送激光束，以检测焊缝6是否发生偏移，位于两侧的激光发射器31用于确定焊缝6的偏移方向，焊枪调节装置32用于根据激光检测头的检测结果适应性的调整焊枪5的横向位置；焊枪调节装置32包括固定设置的两气缸32a，两气缸32a的活塞杆端部分别与焊枪5关于焊缝6的两侧连接，焊枪5关于焊缝6的两侧还分别与固定设置的复位弹簧32b连接，复位弹簧32b平行于气缸32a的活塞杆设置；上述结构通过以下控制方式实现其降低废品率的作用：在焊缝6向前行进的过程中，激光发射器31连续性的发射激光束并通过接收反射的激光来判断焊缝6是否偏移，当激光测距的结果减小时，说明激光的反射面为金属铜的表面，而非位于焊缝6底部的金属铝表面，而此时通过两侧的激光发射器31通过上述同样的方法来判断焊缝偏移的方向，此处每一激光发射器31所发射的光源均为线光源，三个并列设置，可完全覆盖焊缝6可能的偏移范围；当焊缝6向一侧偏移时，通过气缸32a推动焊枪5向偏移一侧行进，此处因为焊缝6本身存在一定的宽度，且在生产的过程中总结焊缝6的偏移量往往在一定合理的范围内发生，因此无需采用伺服电机等高附加值的产品作为动力源而对焊枪5进行过于精确的控制，可有效的降低成本，可根据焊缝6的进行速度调节气缸32a活塞杆缩回的时间，通过复位弹簧32b可保证焊枪5快速的返回原轨迹进行焊接。

拉伸收线装置4包括拉伸装置41和收线盘42；拉伸装置41包括沿铜包铝线传送方向依次串联设置的八个拉伸机，从而保证铜包铝线的最终尺寸。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。