機(jī)械和電接合電導(dǎo)體的方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】機(jī)械和電接合電導(dǎo)體的方法
[0001]發(fā)明目的
[0002]本發(fā)明更具體地涉及一種用于通過(guò)焊接以及隨后在放置接合接頭的情況下對(duì)接頭和導(dǎo)體進(jìn)行處理而接合兩個(gè)電導(dǎo)體的方法，使得一旦將所述接合接頭放置在接合區(qū)域中，則接頭的直徑不超過(guò)導(dǎo)體的直徑，從而確保純機(jī)械和電結(jié)合。
【背景技術(shù)】
[0003]接合兩個(gè)電導(dǎo)體的目的在于獲得適合需求的導(dǎo)體長(zhǎng)度，在一些實(shí)例中在技術(shù)上通過(guò)使用具有壓力螺釘?shù)倪B接器完成，以使得待接合的導(dǎo)體的端部經(jīng)過(guò)連接器的端部進(jìn)入到連接器中，由這些螺釘將它們固定在內(nèi)部。
[0004]接合電導(dǎo)體的另一方式是通過(guò)將導(dǎo)體的端部焊接在一起，這導(dǎo)致不期望地增加了導(dǎo)體的直徑，這對(duì)于接下來(lái)的包覆是個(gè)問(wèn)題，并且如果該導(dǎo)體需要滑動(dòng)穿過(guò)保護(hù)罩或保護(hù)管則會(huì)增加困難。
[0005]另外的接合方式是利用接頭或連接器，所述接頭或連接器由通過(guò)壓床的動(dòng)作而折疊成的表面形成，在這種情況下除了導(dǎo)體的接合區(qū)域的直徑變化的前述問(wèn)題，出現(xiàn)的問(wèn)題在于接合區(qū)域的導(dǎo)電性不良且缺乏平整度，因?yàn)樗擞脵C(jī)械壓床施加的單次沖擊來(lái)成形增強(qiáng)襯套。
[0006]發(fā)明范圍
[0007]本發(fā)明的目的在于在兩個(gè)導(dǎo)體之間形成接頭，具有與原電纜相同的強(qiáng)度，且不改變所述導(dǎo)體的機(jī)械或電性能。
[0008]我們希望保留的機(jī)械性能涉及如下的要求:導(dǎo)體接合點(diǎn)應(yīng)具有與沒(méi)有接頭的導(dǎo)體相同的強(qiáng)度的要求，且電性能涉及:接合點(diǎn)不應(yīng)該對(duì)整個(gè)導(dǎo)體長(zhǎng)度上的導(dǎo)電性產(chǎn)生負(fù)面影響，這可能會(huì)發(fā)熱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]當(dāng)導(dǎo)體主要在海底運(yùn)行時(shí)，用于傳輸電能的導(dǎo)體的安裝需要較長(zhǎng)的導(dǎo)體，這些導(dǎo)體正常情況下不可能是單根導(dǎo)體，因此不得不將不同部分通過(guò)各種已知的方法接合起來(lái)。然而，傳統(tǒng)的接合是不可能的，這是因?yàn)檫@些導(dǎo)體具有較大的直徑，它們必須承受縱向力和扭轉(zhuǎn)的力，因?yàn)檫@些導(dǎo)體被鋪設(shè)在不規(guī)則的表面，也要承受其自身的重量，所以由于導(dǎo)體所處位置以及接近它們的困難和高昂的費(fèi)用，受損也是個(gè)大問(wèn)題，撇開(kāi)受損的可能性不說(shuō)。
[0010]在這些導(dǎo)體被放置在軟管中成為所謂的臍帶電纜之后進(jìn)行鋪設(shè)，軟管中還存在或不存在其他導(dǎo)體以及管道，以致于在深水下任何受損的修補(bǔ)都需要專(zhuān)門(mén)的資源且難于準(zhǔn)確定位受損點(diǎn)。
[0011]本發(fā)明涉及的方法始于預(yù)成形平面片材的表面以在機(jī)械工具，諸如虎頭鉗或壓床的相互面對(duì)的半圓形模具之間的折疊的幫助下通過(guò)變形獲得增強(qiáng)襯套，逐漸減小所述模具之間的距離以使得由最初板狀的平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行變形，直至所述平面結(jié)構(gòu)成為圓柱狀，但是并沒(méi)有閉合該增強(qiáng)襯套的邊緣，而是在邊緣之間留出一定的α角度，以容許焊接的導(dǎo)體后面經(jīng)由那些邊緣所界定的空間插入到所述襯套內(nèi)部。預(yù)成形所述板的表面的步驟可利用具有冷卻回路的夾具完成，該冷卻回路在沿縱向焊接所述預(yù)成形的襯套的邊緣時(shí)起作用。
[0012]增強(qiáng)襯套的材料可以是導(dǎo)電金屬材料的平面片材，導(dǎo)電金屬材料包括含鐵的、不含鐵的及其合金，該導(dǎo)電金屬材料在導(dǎo)電性以及機(jī)械強(qiáng)度方面具有與導(dǎo)體相同的性能。
[0013]然后，一旦導(dǎo)體在它們的一個(gè)端部上被焊接，接合區(qū)域被提前變形而成的增強(qiáng)襯套、第二組夾具或一系列夾具包裹，將導(dǎo)體和接頭和/或連接器插入增強(qiáng)襯套中，每對(duì)夾具的直徑都比前一個(gè)的夾具直徑小，通過(guò)添加焊料到所述襯套直至增強(qiáng)襯套的自由邊緣準(zhǔn)備焊接。后一個(gè)夾具被設(shè)計(jì)為具有與前一個(gè)夾具相同的直徑，但是后面的夾具為增強(qiáng)襯套的表面提供帶溝槽的加工面，如上面所述，這些夾具具有冷卻回路，所述冷卻回路在襯套的邊緣被焊接時(shí)起作用。
[0014]在增強(qiáng)襯套的表面上，有一系列便于后續(xù)覆蓋接合區(qū)域的溝槽。在所有情況下，這里描述的方法取得了導(dǎo)體接合區(qū)域的直徑與導(dǎo)體被焊接前的導(dǎo)體的直徑相同，導(dǎo)體接合區(qū)域的直徑包括所述增強(qiáng)襯套的壁的厚度。
[0015]其他細(xì)節(jié)和特征將在參照附圖的下述整個(gè)說(shuō)明中被示出，所述細(xì)節(jié)和特征在本發(fā)明的附圖中僅用于示例性而非限制目的被示出。
【附圖說(shuō)明】
[0016]以下是本發(fā)明中不同部件的列表，所述部件在以下附圖中用其各自的標(biāo)記來(lái)標(biāo)識(shí):10增強(qiáng)襯套；11加熱成形工作臺(tái)；12腿部；13平臺(tái)；14夾具；15桿；16a，16b待連接的導(dǎo)體；17腔室；18邊緣；19a，19b導(dǎo)體的端部；20工作臺(tái)；21夾具；22焊接線。
[0017]圖1是增強(qiáng)襯套10在形狀被改變之前的前視圖，該增強(qiáng)襯套從平坦表面改變成如圖2所示的開(kāi)口圓柱表面。
[0018]圖2是圖1中增強(qiáng)襯套10被彎曲且邊緣以角度α敞開(kāi)的前視圖。
[0019]圖3是用于接合導(dǎo)體16的加熱成形工作臺(tái)11的側(cè)視圖。
[0020]圖4是前視圖，且圖4a是導(dǎo)體16位于夾具14之間時(shí)加熱成形工作臺(tái)11的俯視圖。
[0021]圖5a是由于夾具14、21的動(dòng)作而使導(dǎo)體上的增強(qiáng)襯套10進(jìn)行逐步成形操作前加熱成形工作臺(tái)“A”區(qū)域的俯視圖，焊點(diǎn)19a、19b位于焊接區(qū)域內(nèi)部。
[0022]圖5b是與圖5a相同的俯視圖，只是增強(qiáng)襯套10已經(jīng)獲得與焊接的導(dǎo)體16a、16b的直徑或橫截面大體相同的直徑或橫截面，即逐步成形操作已經(jīng)結(jié)束且df (最后直徑)=dc (導(dǎo)體直徑)。
【具體實(shí)施方式】
[0023]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，這里描述的方法開(kāi)始于增強(qiáng)襯套10的預(yù)成形——如圖1中可見(jiàn)，該增強(qiáng)襯套可以是如下材料的平面片材10:銅、鋁、鋼或其他類(lèi)似的具有良好導(dǎo)電性的金屬，或者是含鐵或不含鐵材料及其合金——直至它獲得圖2中所示的開(kāi)口圓柱狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是通過(guò)未在附圖中示出的機(jī)械虎頭鉗或壓床或其他類(lèi)似系統(tǒng)中的半圓形印模的動(dòng)作而得到，以使得在預(yù)成形之后，在該結(jié)構(gòu)的邊緣18之間存在一個(gè)角度α，以便接下來(lái)可以將預(yù)先焊接的導(dǎo)體16通過(guò)導(dǎo)體16的焊接區(qū)域插入到所述增強(qiáng)襯套10內(nèi)。
[0024]在將片材10預(yù)成形成襯套的同時(shí)，在導(dǎo)體16的端部19之一上對(duì)導(dǎo)體16進(jìn)行焊接之外還有一個(gè)操作，將導(dǎo)體的端部19放置在加熱成形工作臺(tái)11上，加熱成形工作臺(tái)11具有彼此相對(duì)的夾具14，這兩個(gè)夾具的前面具有用于放置導(dǎo)體16的圓形開(kāi)口腔室17，參見(jiàn)圖2，以使得當(dāng)所述導(dǎo)體被夾持16在夾具14之間時(shí)，通過(guò)熱噴槍等以及焊料將端部19進(jìn)行焊接，然后環(huán)繞焊接區(qū)域安裝增強(qiáng)襯套19，并開(kāi)始如圖5a和5b中所見(jiàn)的10的圓形成形階段。
[0025]如圖5a和5b所示，利用第二工作臺(tái)20對(duì)增強(qiáng)襯套10進(jìn)行最后的成形，該第二工作臺(tái)具有成對(duì)的相對(duì)夾具21，所述夾具具有自己的冷卻回路21，每個(gè)在每對(duì)夾具之間具有較小距離，以使得增強(qiáng)襯套10是沿縱向逐步變形的，且在“A”區(qū)域中的具有導(dǎo)體16的襯套10的最后直徑與導(dǎo)體的原始直徑相同，最后襯套10被焊接。
[0026]如圖5a和5b中可見(jiàn)，兩個(gè)導(dǎo)體16的接合區(qū)域的最后直徑“df”等于導(dǎo)體的直徑“dc”，如圖5a和5b所示，盡管增強(qiáng)襯套10自身具有厚度。只有當(dāng)直徑df = dc，環(huán)繞且保護(hù)導(dǎo)體16以及放置有增強(qiáng)襯套10的接合區(qū)域的護(hù)套才能適配。
[0027]前述的方法可以普遍地適用于銅和/或鋁線芯、銅鋁和鋼接頭和/或連接器、以及含鐵和不含鐵材料及它們的合金、具有單根或多根電線的導(dǎo)體、LV，MV, HV, EHV電纜。
[0028]結(jié)合所附的附圖已經(jīng)充分描述了本發(fā)明之后，易于理解的是據(jù)此可以進(jìn)行任何適應(yīng)性的改變，只要這些變化沒(méi)有改變下面權(quán)利要求所概括的本發(fā)明的本質(zhì)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種機(jī)械和電接合電導(dǎo)體的方法，所述導(dǎo)體由銅、鋁、鋼或任何其他導(dǎo)電材料制成，其特征在于，該方法包括以下步驟: -焊接待接合的導(dǎo)體的端部； -預(yù)成形增強(qiáng)襯套，直至所述增強(qiáng)襯套變成在該增強(qiáng)襯套的邊緣之間留出一角度的圓柱狀； -將所述增強(qiáng)襯套放置在之前焊接的所述導(dǎo)體的焊接區(qū)域中； -焊接所述增強(qiáng)襯套的自由的所述邊緣，從而將所述導(dǎo)體焊接在內(nèi)部； -在所述導(dǎo)體被焊接在內(nèi)部的情況下逐步成形在所述導(dǎo)體的焊接區(qū)域上的接頭和/或連接器，直至所述接頭和/或連接器獲得直徑df = dc。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械和電接合電導(dǎo)體的方法，其特征在于，從平面片材預(yù)成形所述增強(qiáng)襯套的步驟是通過(guò)虎頭鉗或壓床中的半圓形模具完成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械和電接合電導(dǎo)體的方法，其特征在于，焊接待接合的所述導(dǎo)體的端部的步驟是在內(nèi)側(cè)面具有圓形凹槽的夾具的幫助下、通過(guò)加熱所述導(dǎo)體的端部并且通過(guò)將焊料以及熱噴槍等添加到所述端部來(lái)焊接所述端部而完成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械和電接合電導(dǎo)體的方法，其特征在于，焊接所述增強(qiáng)襯套的所述邊緣的步驟是在整個(gè)“A”區(qū)域中沿縱向方向進(jìn)行的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械和電接合電導(dǎo)體的方法，其特征在于，在安裝焊接的所述導(dǎo)體之前逐步成形所述接頭和/或連接器的步驟中，在機(jī)械虎頭鉗或壓床中使用半圓形模具。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械和電接合電導(dǎo)體的方法，其特征在于，為了在所述導(dǎo)體的其中一個(gè)端部上焊接所述導(dǎo)體，使用了加熱成形工作臺(tái)，該加熱成形工作臺(tái)具有彼此相對(duì)的夾具，兩個(gè)夾具的前面具有用于放置所述導(dǎo)體的圓形開(kāi)口腔室，以便于在所述導(dǎo)體被夾持在所述夾具之間時(shí)，使用熱噴槍等工具以及使用焊料焊接所述端部，然后環(huán)繞所述焊接區(qū)域安裝所述增強(qiáng)襯套。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械和電接合電導(dǎo)體的方法，其特征在于，一旦焊接的所述導(dǎo)體被放置在所述接頭和/或連接器中，第二工作臺(tái)用于所述接頭和/或連接器的最終折疊，從而所述邊緣盡可能地折疊，該第二工作臺(tái)具有成對(duì)的相對(duì)夾具，每對(duì)夾具之間具有更小的距離，以使得所述增強(qiáng)襯套沿縱向逐步變形，且在“A”區(qū)域中具有所述導(dǎo)體的所述襯套的最終直徑等于所述導(dǎo)體的原始直徑，最后焊接所述襯套。
8.根據(jù)前一項(xiàng)權(quán)利要求所述的機(jī)械和電接合電導(dǎo)體的方法，其特征在于，所述夾具具有冷卻回路，該冷卻回路在焊接所述增強(qiáng)襯套的所述邊緣的時(shí)候起作用。
【專(zhuān)利摘要】非常長(zhǎng)的電導(dǎo)體的接合應(yīng)該比由簡(jiǎn)易襯套提供的接合更加牢固，當(dāng)所述導(dǎo)體將以非常不規(guī)則的方式被設(shè)置在海底時(shí)，所述襯套接合所述導(dǎo)體，并且在襯套或升高的接合裝置上具有應(yīng)力，除了前面提及的不規(guī)則，結(jié)果是導(dǎo)體非常重。因此，作為本發(fā)明的目的的方法包含：焊接導(dǎo)體；貫穿增強(qiáng)襯套；將所述增強(qiáng)襯套放置在導(dǎo)體的焊接區(qū)域中且焊接所述襯套；以及隨后使襯套變形直至所述襯套的直徑等于導(dǎo)體的直徑。
【IPC分類(lèi)】H01R4-20
【公開(kāi)號(hào)】CN104662738
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201280075080
【發(fā)明人】D·伊蘇斯·弗, E·吉克斯·迪亞茲
【申請(qǐng)人】線纜系統(tǒng)集團(tuán)總公司
【公開(kāi)日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2012年8月9日
【公告號(hào)】EP2884587A1, US20150200513, WO2014023856A1