一種不銹鋼包碳纖維單線及其對(duì)應(yīng)的制作工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及特種導(dǎo)線結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種不銹鋼包碳纖維單線，本發(fā)明還提供了該不銹鋼包碳纖維單線的制作工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼線具有很好的抗拉強(qiáng)度，目前，最高的抗拉強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到1870MPa，但其抗氣候性能不好，用鋼線鍍鋅，或用鋁包覆鋼線以提高其抗腐蝕性能，制作架空導(dǎo)線，拉索等，通過一定的技術(shù)處理，但其本體重量很大，為此，人們一直在尋找一種既有高的抗拉強(qiáng)度，又具有良好耐候性能，輕便的、容易施工，安全的線材。
[0003]專利文獻(xiàn)已經(jīng)公開了多種高強(qiáng)特性的復(fù)合材料，特別是碳纖維芯棒直接取代鍍鋅鋼絞線制作架空導(dǎo)線，取得了良好的效果。但目前使用的碳纖維芯棒為實(shí)心結(jié)構(gòu)，芯棒硬而易脆，不抗壓，彎曲性能差，芯棒生產(chǎn)過程或施工過程有裂紋等隱含缺陷，不容易檢測(cè)出來，導(dǎo)致的結(jié)果是線路掉線，全線斷電，發(fā)生嚴(yán)重安全事故，電力建設(shè)單位為此而不敢大面積推廣使用這種實(shí)心結(jié)構(gòu)的碳纖維導(dǎo)線。
[0004]文獻(xiàn)公開一種絞合結(jié)構(gòu)的架空導(dǎo)線用碳纖維芯受力單元，改善了碳纖維芯棒的彎曲性能，但因其絞合單線的單根外徑小，現(xiàn)有的保護(hù)碳纖維的外層采用玻璃纖維纏繞包覆，其厚度極小，不能使碳纖維免受陽光輻射影響；而且試驗(yàn)顯示，碳纖維中的碳原子會(huì)透過玻璃纖維層，與外部導(dǎo)電層的鋁發(fā)生滲透作用，導(dǎo)致作為導(dǎo)電單元的鋁線表面起保護(hù)作用的、化學(xué)性能穩(wěn)定的氧化膜被迅速破壞，在空氣中鋁線本體快速氧化，鋁線的導(dǎo)電性能劣化，鋁線本體發(fā)黑、開裂、脆化，逐步失去鋁金屬的機(jī)械電氣特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了一種不銹鋼包碳纖維單線，其具有高抗拉強(qiáng)度、又具有良好耐候性能，輕便、容易施工且安全。
[0006]一種不銹鋼包碳纖維單線，其特征在于:其包括碳纖維棒，所述碳纖維棒的直徑為1.7mm?4.0mm，所述碳纖維棒的外環(huán)面包覆有不銹鋼層，所述不銹鋼層為圓形管狀結(jié)構(gòu)，所述碳纖維棒的外周部緊貼所述不銹鋼層的內(nèi)壁。
[0007]其進(jìn)一步特征在于:
[0008]所述不銹鋼層由不銹鋼帶圓整后形成，所述不銹鋼帶的厚度為0.1mm?0.2mm，所述不銹鋼帶無磁性；
[0009]所述不銹鋼帶的材質(zhì)為奧氏體不銹鋼，其主要組分為:含Cr重量百分比為:18.0%?24.0% ;含附重量百分比為:12.0%?16.0% ;含]?0重量百分比為:2.0%?3.0% ;含(:重量百分比彡0.45% ;S1、P、Mn等雜質(zhì)元素含量不超過1%，其余為Fe ；
[0010]所述碳纖維棒的材質(zhì)要求為T-700碳纖維原絲含量重量百分比不低于85%、環(huán)氧樹脂固化劑等含量在10%?15%、碳纖維棒無玻璃纖維包覆，碳纖維棒表面圓整密實(shí)。
[0011]—種由不銹鋼包碳纖維單線絞合形成的絞合芯結(jié)構(gòu)，其特征在于:多根不銹鋼包碳纖維單線按照 1+6、1+6+12、1+6+12+18、1+6+12+18+24 或者 1+6+12+18+24+30 的結(jié)構(gòu)絞合形成碳纖維導(dǎo)線的絞合芯。
[0012]由于不銹鋼包碳纖維單線外徑小，彎曲直徑小，因而相對(duì)大直徑單線而言其單線具有良好彎曲特性；采用多根不銹鋼包碳纖維單線絞合時(shí)，受力單元彎曲時(shí)，不銹鋼包碳纖維單線可以相對(duì)滑移，絞合芯彎曲性能十分良好，克服了實(shí)心碳纖維硬、脆的缺陷。
[0013]多根絞合結(jié)構(gòu)的受力單元中，假如其中一根不銹鋼包碳纖維單線在某點(diǎn)有缺陷，比如，斷裂導(dǎo)致抗拉強(qiáng)度損失，不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)絞合的受力單元失去抗拉作用，多根不銹鋼包碳纖維單線在同一處出現(xiàn)缺陷的概率是很低的，因而，絞合結(jié)構(gòu)受力單元的安全性能解決了單根實(shí)心碳纖維棒的不足。
[0014]—種不銹鋼包碳纖維單線的制作工藝，其特征在于:采用0.1mm?0.2mm不銹鋼帶，圓整后包覆于直徑為1.7mm?4.0mm碳纖維棒，并使用氬弧焊焊接不銹鋼板接口，緊壓，拋光制作出不銹鋼包碳纖維復(fù)合單線。
[0015]其進(jìn)一步特征在于:
[0016]其具體步驟如下:
[0017]a、將不銹鋼帶按計(jì)算寬度剪切，去邊，去污處理，預(yù)熱；
[0018]b、將碳纖維棒表面用熱風(fēng)清潔處理，預(yù)熱干燥；
[0019]c、預(yù)熱后的不銹鋼帶、碳纖維棒以相同速度同步進(jìn)入成型模具，使不銹鋼帶包覆在碳纖維棒上，模具處出口連接氬弧焊設(shè)備系統(tǒng)，對(duì)不銹鋼帶連續(xù)加工焊接；
[0020]d、對(duì)焊接處做拋光處理并檢測(cè)焊縫，卷繞收取單線。
[0021]采用本發(fā)明后，不銹鋼層無磁性，抗氧化，與碳纖維沒有滲透性作用，起到隔離碳纖維與外層鋁、空氣的作用，解決了單線的耐氣候特性；使用的直徑為1.7mm?4.0mm碳纖維棒具有良好的彎曲特性，具有抗壓特性，使得不銹鋼包碳纖維單線外徑小，彎曲直徑小，因而相對(duì)大直徑單線而言單線具有良好彎曲特性；采用多根(7根，19根，37根)不銹鋼包碳纖維單線絞合時(shí)，受力單元彎曲時(shí)，單線可以相對(duì)滑移，絞合芯彎曲性能十分良好，克服了絞合后所對(duì)應(yīng)的同等直徑的單根實(shí)心碳纖維棒硬、脆的缺陷；在多根絞合結(jié)構(gòu)的碳纖維整體結(jié)構(gòu)中，即使其中一根單線在某點(diǎn)有缺陷，比如，斷裂導(dǎo)致抗拉強(qiáng)度損失，不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)絞合的碳纖維整體結(jié)構(gòu)失去抗拉作用，多根單線在同一處出現(xiàn)缺陷的概率是很低的，因而，絞合結(jié)構(gòu)的碳纖維整體結(jié)構(gòu)的安全性能解決了單根實(shí)心結(jié)構(gòu)的不足；綜上，一種不銹鋼包碳纖維單線具有高抗拉強(qiáng)度、又具有良好耐候性能，輕便、容易施工且安全的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的截面剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的不銹鋼包碳纖維單線的具體應(yīng)用的實(shí)施例一的截面剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明的不銹鋼包碳纖維單線的具體應(yīng)用的實(shí)施例二的截面剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖中各序號(hào)所對(duì)應(yīng)的標(biāo)注名稱如下:
[0026]不銹鋼層1、碳纖維棒2、不銹鋼包碳纖維單線3。
【具體實(shí)施方式】
[0027]一種不銹鋼包碳纖維單線，見圖1:其包括碳纖維棒2，碳纖維棒2的直徑為1.7mm?4.0mm，碳纖維棒2的外環(huán)面包覆有不銹鋼層1，不銹鋼層1為圓形管狀結(jié)構(gòu)，碳纖維棒2的外周部緊貼不銹鋼層1的內(nèi)壁。
[0028]不銹鋼層1由不銹鋼帶包覆形成；
[0029]不銹鋼帶的厚度為0.1mm?0.2mm,其無磁性；
[0030]不銹鋼帶的材質(zhì)為奧氏體不銹鋼，其主要組分為:含Cr重量百分比為:18.0