铜导线短路熔痕内部气孔分布规律研究

为探究铜导线短路熔痕内部气孔的分布规律对火灾原因的认定的可行性,采用模拟实验的方法,通过大量实验制作同种条件下铜导线一次、二次短路熔痕,利用KYKY22800B型扫描电子显微镜（SEM）对实验条件下制作的铜导线一次短路熔痕和二次短路熔痕根部断面的微观形貌进行了观察和拍照,运用Photoshop对所得照片进行处理,并运用SPSS对内部气孔的数量、大小、分布等进行了统计分析,总结出铜导线一次短路熔痕和二次短路熔痕的微观形貌特征。最后通过对数据的分析,得出一次短路气孔的分布特点与二次短路之间的差别。本文为鉴别一次短路熔珠与二次短路熔珠提供新的认定依据,对线路火灾调查工作的顺利开展具有一定的现实意义。     

火烧熔痕与短路熔痕形态特征差异研究

电气火灾中火烧熔痕与短路熔痕特征差异是:火烧熔痕线径是短路熔痕线径的2倍;火烧熔痕与导线连接处有明显的温度过度区而短路熔痕没有;多股导线火烧熔痕铜丝呈粘连态,多股导线短路熔痕铜丝呈分散态;火烧熔痕表面和内部均没有孔洞,短路熔痕表面和内部分布着大量的气孔和缩孔.这些特征差异为火灾的鉴定工作提供科学依据.     

铜导线接触不良熔痕形貌分析

文章通过模拟铜导线接触不良,制备在不同实验条件下的接触不良样品,然后通过体视显微镜观察导线接触不良熔痕的宏观形貌特征,用扫描电子显微镜观察接触不良熔痕的微观形貌特征,并进行对比、分析.结果表明:在不同实验条件下,铜导线接触不良熔痕的形貌特征不同.在室温条件下冷却的熔痕,表面有明显的凹坑状熔痕,熔痕上布满气孔.在高温条件下冷却的熔痕,表面凹凸不平,被一层氧化层所覆盖,氧化层在扫描电子显微镜下观察呈细密的颗粒状.因此,利用扫描电子显微镜对铜导线表面微观形貌进行观察、分析,可以鉴别其在火灾前是否处于接触不良状态.这就为公安消防机构准确认定起火原因提供了一种新的鉴定依据和方法.     

电气火灾中的电弧熔痕特征与外热关系

为建立电气火灾物证鉴定关于一次短路熔痕和二次短路熔痕的量化分析,研究外热条件对短路熔痕的影响,借助X射线衍射仪和扫描电镜及能谱仪,分析短路熔痕的微观结构和成份信息。实验结果显示:在特定的热处理时间变化趋势下,一次短路熔痕晶粒大小的发展趋势与热处理时间趋势一致,二次短路熔痕晶粒大小的发展方向与热处理时间的变化趋势相反,而且,一次短路熔痕织构系数的平均值随外热温度的上升,先增大后减小,二次短路熔痕织构系数的平均值只在较小数值范围内波动。进一步分析短路熔痕不同区域的化学成份发现,一次短路熔痕和二次短路熔痕主要含有C、O和Cu三种元素,在熔痕的沉积层,一次短路熔痕的氧含量约为6%,二次短路熔痕的氧含量约为3%,但在熔痕基体区,一次短路熔痕和二次短路熔痕的氧含量基本无变化,均在3%左右,不随外热温度和热处理时间变化。从研究结果可知,在600℃内的电气火灾中,短路熔痕随外热温度和热处理时间变化的相关数据可以成为短路熔痕量化分析的基础。     

铜导线短路熔痕组织特征与烟粒子浓度的关系

针对火灾中铜导线短路形成时的不同环境条件,利用光学显微镜研究了环境条件中烟粒子质量浓度对铜导线短路熔痕组织中晶界、孔洞等特征的影响.结果表明:随着烟粒子质量浓度的增大,短路熔痕组织中晶界由连续逐渐向不连续转变,孔洞数量逐渐增多,孔洞的面积分数逐渐增大,孔洞面积分数与烟粒子质量浓度存在一定的对应关系;相同烟粒子质量浓度条件下,黏滞性大的烟粒子对熔痕内部孔洞的生成影响较黏滞性小的烟粒子大.     

电气火灾一次短路熔痕物证鉴定案例分析

电气火灾物证检测过程中判定一次短路熔痕性质鉴定意见关乎火灾调查工作进行,必须做到科学、客观。当前电气火灾原因技术鉴定方法宏观法和金相法国标只有比较笼统的定性判据,缺乏参考图谱和详细说明,而实际火灾案例中一次短路送检物证特征又鲜有总结分析。本文对民宅、仓库和车间三类场所典型一次短路火因的实际火灾案例中熔痕迹物证痕物证外观和金相特征进行分析和总结,并与国标特征描述和模拟实验样品熔痕特征进行对比分析,总结分析一次短路熔痕一般特征和发生环境的相关性,给出鉴定应用与实践中应注意的要点,为电气火灾一次短路熔痕物证判定提供参考判据。     

过电流故障演化过程及熔痕特征研究

针对穿管铜导线过电流故障熔化痕迹难以识别的问题,利用电气故障模拟及痕迹制备实验装置,实验模拟了4～7倍额定电流I_e下穿管铜导线过电流故障,划分了过电流故障传热特征阶段,分析了电流对碳烟析出、熔断时间、熔痕体积和熔痕数量的影响,探究了过电流故障熔痕金相组织特征。研究发现:"累积期"电流增大碳烟析出增加,熔断时间减小。穿管铜导线发生熔断电流至少5.5I_e,在5.5～7I_e时产生了电弧熔痕、迸溅熔珠及结痂痕;随着电流增大,电弧熔痕和迸溅熔珠的体积逐渐增大,结痂痕的体积逐渐减小;迸溅熔珠和结痂痕数量逐渐增加。电弧熔痕的金相组织为树枝晶和胞状晶,迸溅熔珠和结痂痕金相组织只有胞状晶,熔痕与本体之间无明显过渡区,熔痕内部存在孔洞。实验结果表明穿管铜导线过电流故障与未穿管铜导线过电流故障痕迹特征存在差别。研究结论为火灾事故调查中识别与鉴定穿管铜导线过电流故障痕迹提供参考依据。     

铜导线断裂痕迹显微组织特征及成因研究

通过模拟实验制作电气线路事故中常见铜导线"机械断裂"、"火烧熔断"、"短路熔断"痕迹样品.通过扫描电镜观察痕迹样品微观形貌,科学分析3种断裂痕迹显微组织特征、形成机理,提出鉴别铜导线断裂痕迹方法.     

铝缆线燃烧痕迹宏细观特征

近年来,由高压输电线问题所导致的森林火灾发生率不断攀升,为了分析架空电缆森林火灾的起火原因,本文以铝缆线为研究对象,通过设计开展燃烧实验制备此类火灾中常见的铝缆线燃烧样品,综合采用体视显微镜、扫描电镜对燃烧痕迹的宏观形态和微观形貌特征进行观察分析,讨论了线缆规格尺寸、有无绝缘层、不同燃烧温度以及不同燃烧持续时间对燃烧痕迹宏/微观形貌的影响。研究结果表明：不同规格铝缆线的熔断温度平均值均高于铝的熔点660℃,聚氯乙烯绝缘层的存在一定程度上降低了铝缆线的平均熔断温度,线径越粗的含绝缘层铝线达到熔点的燃烧时间就越长;铝缆线在高温作用下易形成熔珠,铝线断裂处则以尖状熔痕和熔化增粗为主;相较于裸铝缆线,含绝缘层铝缆线燃烧所形成熔珠表面微观结构更加致密紧凑,无明显麻点和小坑。本研究的开展可为铝缆线在火场环境中燃烧痕迹的分析及起火原因的判别提供参考依据。     

导线熔痕特征的拍照技术

通过实验的方法，利用近距照相的原理，对金属铜导线熔痕在不同光照方向和强度下进行拍摄，总结出熔痕外观特征的拍照方法，为火灾调查人员认定火灾提供了有效的记录手段。     

电气火灾中铝导线短路熔珠凝固后高温火烧对金相组织的影响

研究气体火灾中铝导线短路熔珠凝固后高温火烧对金相组织的影响。选用航空导线FVL与民用导线BV作为实验材料,对铝导线短路熔珠进行制备,对电气火灾中铝导线短路熔珠凝固后的温度进行模拟。结果:在高温、中温、低温环境下熔珠中共晶体含量大致一样,不同温度状态下均有部分熔珠内无共晶体存在,温度越低,无共晶体析出的熔珠数量越多。将凝固后的铝导线短路熔珠在1 000℃环境下加热10 min后,其金相组织主要是纤细的晶体状,熔珠中有部分细小等轴晶,有气孔现象出现;加热25 min和40 min后,其金相组织显示晶体已经变成粗大柱状晶体,其中含有少量气孔;加热55 min和70 min后,金相组织为粗大柱状晶和粗大等轴晶并存,晶界很明显,没有气孔现象。将凝固后的铝导线短路熔珠在500℃环境下加热20 min后的金相组织主要为等轴晶,其直径较小,分布均匀,晶界显著,有部分气孔存在;在800℃环境下加热20 min后的金相组织以等轴晶为主,晶粒直径不大同时较为均匀,晶界显著,形状相似;在1 000℃环境下加热20 min后的金相组织主要是等轴晶,晶粒直径较大,晶界显著,分布均匀,晶粒明显大于500℃和800℃的加热环境。高温环境下的铝导线短路熔珠密度明显高于中温和低温环境。结论:电气火灾中铝导线短路熔珠凝固后高温火烧能够使金相组织中晶粒变大,令熔珠中的气孔消失。     

短路铜熔珠形态特征分析与定量研究

通过模拟实验制作电气火灾中短路铜熔珠实验样品,利用扫描电镜(SEM)观察其表面和横截面,对其内部孔洞的微观形态进行定性分析与定量研究.找到可供鉴别的特征参量:气孔直径D、孔洞数密度N和面积比S/S面,达到根据特征参量判断铜熔珠形成与电气火灾关系的研究目的.应用X-射线能谱仪(EDS)对其表面成分进行分析,给出一,二短路铜熔珠表面成分差异的结论.     

大跨越架空输电导线铝部应力分布试验

为了掌握大跨越架空输电导线铝部应力空间分布特性,以JLHA1/G6A-500/280型特强钢芯铝合金导线为研究对象,采用铝股丝表面激光刻槽,内嵌高灵敏、超大复用容量超弱光纤光栅,搭建了大跨越输电导线铝部应力试验平台,研究了不同张力条件下大跨越架空输电导线铝部应力分布规律,建立了大跨越导线实体有限元模型,分析了铝股应力分布特征,并验证了试验结果的正确性。结果表明：导线承受张力作用时,外层铝股和次外层铝股应力不同,外层铝股应力小于次外层铝股应力,导线同层铝股应力基本相同;铝股应力随导线张力的增大呈线性增大趋势,张力每增大1%,铝股应力增大约10%。不同导线张力作用时钢股和铝股应力均呈现环状分层特性,铝股平均应力小于钢股平均应力,铝部和钢股应力比约为3∶7;外层和次外层铝合金股丝应力沿圆周向分布不均匀,建议大跨越导线线型设计时考虑铝股丝分层特性。     

强流脉冲电子束作用下CoCrAlY熔敷铝膜的表面微观形貌和元素分布

采用大气等离子喷涂在镍基高温合金表层制备CoCrAlY涂层,采用物理气相技术在其表面沉积纳米级铝膜,再使用强流脉冲电子束对表层镀铝后的涂层进行辐照处理,获得表层富Al的涂层.并进行了表面化学元素及形貌分析.形貌分析表明,粘结层表层铝膜熔敷可以消除原始涂层的未熔颗粒、空隙以及孔洞等缺陷,获得致密且连续的胞状凸起,使得涂层粗糙度适当增加;表面能谱分析表明,表层的凹区形成了Al_2O_3,凸起区域存在含有氧化铝的CoAl相.表面处理后的表面形貌和表层元素有利于提高涂层抗氧化性能和热震寿命.     

钢芯铝绞线沿振动波形方向磨损研究

通过实验模拟了LGJ150/25型钢芯铝绞线在8%拉断张力下,3种不同振动周次下的微风振动磨损.采用扫描电子显微镜(SEM)和DMR多功能显微镜对铝线股磨痕进行形貌观测及尺寸测量.结果表明,试验后导线的磨损区域出现椭圆状磨损斑,在相同振动频率和张力作用下,磨损斑的尺寸主要受导线振幅、振动角、线股接触应力和振动次数的影响.试验结果对钢芯铝绞线微风振动磨损特性的深入研究具有重要的指导意义.     

不锈钢A-TIG焊活性剂的焊接性研究

利用自行研制的 30 4不锈钢A TIG焊活性剂进行了焊缝外观形貌、熔深效果、接头微观组织、化学成分及接头力学性能分析的焊接工艺试验 .试验结果表明 ,使用活性剂可以使焊缝熔深比常规的TIG焊增加 1～ 2倍 ,对 8mm以下的不锈钢钢板对接无须开坡口 ,可一次焊接完成并且单面焊双面成型 ,焊缝表面成形良好 .使用活性剂后接头微观组织、焊缝的化学成分和接头力学性能均不受影响 .     

Ce对铝青铜合金粉体材料涂层微观组织结构的影响

利用等离子喷焊技术,将自主研究开发的多元铜合金粉体(含Ce和不含Ce)涂覆在45等对熔覆层表面微观组织观察,采用X射线衍射、表面EDS、EPMA等分析手段,研究Ce在多元铝青铜粉末熔覆层中的分布及其对微观组织结构的影响.结果表明:稀土Ce在多元铝青铜合金粉体材料涂层中以化合物的形式存在,主要富集在晶界,少量分布在晶粒内...     

高压干法直流正接GMAW熔滴过渡特性

为研究高压环境下的直流正接GMAW熔滴过渡特性,以环境压力、焊接电压及送丝速度为主要变量,采用高速摄像方法得到不同参数下熔滴过渡形式.探讨了各种熔滴过渡形式的分布规律及形成原因.结果表明:环境压力不高、送丝速度低时,熔滴呈现大滴过渡;环境压力不高、送丝速度中等时,低焊接电压易形成短路过渡而高焊接电压易形成大滴过渡;环境压力较高时,主要呈现排斥过渡和短路过渡:电压低时呈现短路过渡,电压升高呈现排斥过渡.结果可为高压干法直流正接GMAW参数选取提供依据.     

铁铝原子在金属间化合物形成中的扩散

采用铁铝扩散偶,研究铁铝原子在化合反应中的扩散和金属间化合物的形成机理,扩散偶在铁铝低共熔反应温度上下进行热处理,结果表明,扩散偶在低于共熔反应温度处理时,在扩散偶铁－铝界面铁的一侧,通过铝原子的扩散,形成了富铝相金属间化合物ＦｅＡｌ２;而在高于共熔反应温度处理时,则在铁－铝界面上,通过铁、铝原子的互扩散形成了金属间化合物Ｆｅ３Ａｌ５,并随时间向两旁生长,两种化合物均为多孔体。研究发现铁、铝原子的     

铝的熔化极氩弧焊电弧稳定性研究

本文对铝MiG焊接电弧固有自身调节作用及其物理本质,形成机理及影响因素进行了研究。用自制的电弧演示装置及平特性(CV)电源和垂直下降特性(CC)电源及垂直陡降带短路补偿的等电弧电流(CAC)电源,测出了不同送丝速度下不同弧长的熔化特性曲线,并对曲线的各部走向进行了分析,得出最强的电弧固有自身调节作用是在上部短路过渡区。这是由于过渡型式的变化和接触型过渡熔滴尺寸(即短路频率)的变化引起的。