アルミ線の性質・種類・用途

アルミニウム線と銅線

サイズごとに銅はアルミニウムよりも電気を通しやすく、断面積で約 61% 優れています。しかし、アルミニウムは重量が約 3 分の 1 であり、通常、導体 1 ポンドあたりのコストが低くなります。このトレードオフが、架空送電線など、導体サイズの最小化よりも重量とコストが重要となる用途ではアルミニウム線が主流である一方、同じ電流を流すより小さいゲージの方が重要である住宅用分岐配線のような狭いスペースでは銅が標準のままである理由です。

アルミニウム線と銅線の主な特性の違い。

軟質アルミ線とは

軟質アルミ線 は、焼きなましアルミニウム線とも呼ばれ、内部応力を緩和し延性を回復するために伸線後に熱処理されたアルミニウム線です。伸線プロセス中、アルミニウムは徐々に小さなダイスを通して引き抜かれるにつれて加工硬化し、通過するたびに硬くなり、柔軟性が低下します。アニーリングは、制御された温度 (アルミニウムの場合は通常 300 ～ 400 °C) にワイヤを加熱することで硬化を逆転させ、金属の粒子構造をより柔らかく、より加工しやすい状態に再結晶化させます。

その結果、焼鈍工程を省略した硬伸線と比較して引張強度が若干低くなりますが、割れることなく簡単に曲げ、ねじれ、成形できるワイヤが得られます。

焼き鈍しアルミニウム線と硬伸線アルミニウム線

機械的特性と用途を比較した焼きなましおよび硬伸線アルミニウム線。

アルミ線の製造工程

アルミニウム線の製造は通常、次の段階に従います。

1. 溶融アルミニウムは、通常は連続鋳造によってロッドの形状に鋳造され、出発素材として大径のロッドコイルが製造されます。
2. ロッドは一連の段階的に小さなダイを通して引き抜かれ、目標のワイヤーゲージに達するまで段階的に直径が減少します。これにより、金属が薄くなるにつれて加工硬化します。
3. 軟線・焼鈍線の場合、伸線された線材は焼鈍炉または連続焼鈍ラインを通過し、加熱して内部応力を緩和し、柔軟性を回復します。
4. 撚り線または編組ケーブル用のワイヤを撚り機で撚り合わせて、必要な構造の複数のワイヤ導体を形成します。
5. 完成したワイヤまたはケーブルはスプールされ、必要に応じて、出荷用に梱包する前にコーティングまたは絶縁されます。

アルミニウム線の特性

• 軽量 — 密度は銅の約 3 分の 1 であり、送電塔などのサポートインフラへの構造負荷を軽減します。
• 耐食性 — アルミニウムは自然に、さらなる腐食を防ぐ薄い酸化物層を形成しますが、この層は、終端で適切に処理されていない場合、電気接続を妨げる可能性もあります。
• 熱膨張 — アルミニウムは温度変化に応じて銅よりも伸縮しやすく、これはエンジニアが長スパンの架空線設計で考慮する要因です。
• 延性 (焼きなましされた状態) — 柔らかいアルミニウムワイヤーは、破損することなく繰り返し曲げたり成形したりできるため、巻き付けや成形の用途に適しています。
• コストの安定性 — アルミニウムは一般に銅よりも豊富で価格変動が少ないため、大規模な調達を決定する際の要因となります。

軟質アルミニウム線の用途と用途

柔らかい (焼きなまされた) アルミニウム ワイヤは柔軟性があるため、設置または製造中に曲げ、巻き付け、または成形を伴う用途に最適です。

• 電気コネクタと終端 — ラグや接続ポイントの周囲でワイヤをひび割れることなく成形する必要がある場合。
• 巻線用途 — 変圧器コイル、モーター巻線、およびワイヤーがコアの周りにしっかりと巻かれる同様の用途。
• 柔軟な編組ケーブル — 機器のコードやフレキシブル電線管など、設置中または使用中に繰り返し曲げる必要がある撚り線。
• ボンディング線とアース線 — ワイヤーが障害物を避けて配線され、不規則な経路に適合する必要がある用途。
• 一般的な電気用途 — 建物の配線、家電製品の製造、および設置時の柔軟性により労働時間を削減できる産業用制御パネル。

アルミワイヤーゲージチャート

一般的な AWG ワイヤ ゲージとおおよその直径および一般的な用途。

アルミニウムの導電率は銅よりも低いため、アルミニウム線は通常、同じ通電容量を得るために必要な銅線よりも 1 ～ 2 ゲージ番号大きいサイズに設定されます。これは、元々銅用にサイズ設定された設計でアルミニウムを置き換える場合に考慮すべき重要な仕様の違いです。