Квадрат медный: сортамент, механические свойства и применение
Квадрат медный профильный прокат сплошного сечения с четырьмя равными сторонами, изготовленный из меди марок M1, M1р, M2, M2р по ГОСТ 859. Продукция поставляется в прутках мерной, кратной и немерной длины от 1 до 6 м. Основные нормативные документы: ГОСТ 1535 (прутки медные), ТУ 48-21-1-83. Квадрат медный востребован в электротехнике, машиностроении, судостроении и производстве токопроводящих шин.
Сортамент и геометрические параметры
Размеры квадрата медного варьируются от 4 до 100 мм по стороне квадрата. Предельные отклонения по точности изготовления: нормальная (класс В) и повышенная (класс А). Для квадрата медного 10 мм допуск составляет 0,3 мм (класс В) и 0,15 мм (класс А). Кривизна прутка не превышает 5 мм на 1 м длины. Скручивание вокруг продольной оси не более 3 на 1 м.
| Сторона квадрата, мм | Площадь сечения, мм | Масса 1 м, кг | Допуск класс В, мм | Допуск класс А, мм |
|---|---|---|---|---|
| 6 | 36 | 0,32 | 0,25 | 0,12 |
| 12 | 144 | 1,28 | 0,30 | 0,15 |
| 20 | 400 | 3,56 | 0,40 | 0,20 |
Химический состав и механические характеристики
Медь марки M1 содержит не менее 99,9% Cu, M2 не менее 99,7% Cu. Примеси (кислород, свинец, висмут, сурьма) строго лимитируются. Временное сопротивление разрыву для квадрата медного в твердом состоянии (Т) составляет от 270 до 350 МПа, относительное удлинение не менее 6%. В полутвердом состоянии (ПТ) предел прочности от 240 до 300 МПа, удлинение от 8 до 12%. В мягком (отожженном) состоянии (М) прочность снижается до 200240 МПа, удлинение возрастает до 3040%.
Электрические и тепловые свойства
Удельное электрическое сопротивление медного квадрата при 20 C не более 0,01724 Оммм/м (для марки M1). Электропроводность составляет 5860 МСм/м. Теплопроводность от 390 до 401 Вт/(мК). Температурный коэффициент линейного расширения 16,610 1/C в диапазоне от 20 до 100 C. Эти параметры делают квадрат медный оптимальным материалом для токоведущих шин распределительных устройств, контактных сетей и заземляющих контуров.
Технологические особенности обработки
Квадрат медный поддается всем видам механической обработки: гибке, резке, сверлению, фрезерованию. Для гибки рекомендуется радиус не менее 23 сторон квадрата (для твердого состояния) и 11,5 сторон (для мягкого). Сварка осуществляется методами TIG (аргонодуговая) и MIG (в среде защитных газов). Пайка твердыми и мягкими припоями стандартная операция при монтаже шинопроводов. Для защиты от окисления применяют лакирование, лужение или нанесение полимерных покрытий.
Применение в промышленности
- Электротехника: шины заземления, токопроводы, контактные площадки в распределительных щитах и трансформаторных подстанциях.
- Машиностроение: направляющие, упоры, детали скольжения в станках и прессовом оборудовании.
- Судостроение: элементы систем катодной защиты корпусов, токоведущие части судовых распределительных устройств.
- Металлургия: электроды печных трансформаторов, шинопроводы электролизных ванн.
- Приборостроение: корпуса датчиков, радиаторы силовых полупроводниковых приборов.
Условия эксплуатации и коррозионная стойкость
Медный квадрат устойчив к атмосферной коррозии в сухих и умеренно влажных условиях. В морской воде и агрессивных средах (растворы кислот, аммиак) скорость коррозии возрастает. Рабочий диапазон температур: от 40 до +200 C (для токоведущих частей до +90 C по ПУЭ). При температурах выше 200 C в атмосфере кислорода образуется оксидная пленка CuO, увеличивающая переходное сопротивление. Для эксплуатации в условиях повышенной влажности рекомендуется применять квадрат медный с защитным покрытием.
Вопросы и ответы
Какие марки меди используются для производства квадрата?
Основные марки M1 (99,9% Cu) и M2 (99,7% Cu). Для ответственных токоведущих деталей применяют M1, для конструкционных элементов M2.
Чем отличается квадрат медный от прямоугольной шины?
Квадрат имеет равные стороны, что обеспечивает одинаковую жесткость при изгибе в двух плоскостях. Прямоугольная шина оптимизирована для работы в одной плоскости и имеет большую площадь охлаждения при том же сечении.
Какой допуск по длине прутка квадрата медного?
Прутки поставляются длиной от 1 до 6 м. Допуск по длине: +15 мм для мерной длины, без ограничения для немерной. Кратность с припуском 5 мм на каждый рез.
Можно ли использовать медный квадрат в системах водоснабжения?
Технически возможно, но нецелесообразно из-за высокой стоимости и коррозии в жесткой воде. Для водоснабжения применяют медные трубы, а квадрат для токоведущих и конструкционных задач.