Fio de liga de alumínio : Onde supera o alumínio puro e o cobre
O fio de liga de alumínio é extraído de alumínio misturado com pequenas quantidades de magnésio, silício, ferro ou cobre – normalmente na faixa de 1-2% – para aumentar a resistência à tração bem acima do alumínio puro, sem abrir mão de muita condutividade. O fio de alumínio puro (grau 1350) é macio e propenso a rastejar sob estresse mecânico sustentado, o que o limita principalmente a barramentos e trechos curtos. O fio de liga, mais comumente da série 8000 (AA-8176 ou AA-8030), resiste à flexão, vibração e estresse de instalação que condutores aéreos, fiação automotiva e fios de construção experimentam.
Comparado ao cobre, fio de liga de alumínio tem cerca de um terço do peso para o mesmo comprimento , razão pela qual domina a transmissão de energia aérea e é cada vez mais utilizado em chicotes elétricos automotivos, onde a redução de peso afeta a eficiência de combustível. A desvantagem é a condutividade – o fio de liga de alumínio precisa de aproximadamente 1,6 vezes a área da seção transversal do cobre para transportar a mesma corrente, portanto, a seleção do medidor deve levar em conta essa diferença, em vez de substituí-la tamanho por tamanho.
Classes de liga comuns e para que cada uma é construída
A seleção da classe depende se a aplicação prioriza resistência, condutividade ou resistência à fluência:
| Grau de liga | Propriedade chave | Aplicação Típica |
|---|---|---|
| AA-8176 | Bom equilíbrio de força e condutividade | Fio para construção residencial e comercial |
| AA-8030 | Maior ductilidade, mais fácil de remover e terminar | Fiação do circuito derivado, conjuntos com muitos conectores |
| 6201-T81 | Alta resistência à tração, baixa curvatura em longos vãos | Linhas aéreas de transmissão e distribuição (AAAC) |
Classes comuns de fios de liga de alumínio e suas principais aplicações.
6201-T81, em particular, vale a pena sinalizar separadamente dos tipos de fios de construção da série 8000 - é uma liga estrutural usada quase exclusivamente na construção de condutores aéreos nus (núcleos AAA e ACSR), não para fiação interna isolada, uma vez que sua resistência vem de um processo de tratamento térmico, em vez do mesmo perfil de ductilidade do fio da série 8000.
Por que o método de terminação é mais importante do que o cobre
A maioria das falhas de campo atribuídas a "fios de alumínio ruins" na verdade remontam à terminação, não ao fio em si. O alumínio forma uma fina camada de óxido quase instantaneamente quando exposto ao ar, e essa camada é um mau condutor. Se não for resolvido em um ponto de conexão, causa acúmulo de resistência, aquecimento e, eventualmente, falha na conexão.
- Use conectores e terminais classificados especificamente para alumínio (marcados como AL ou AL/CU), que incluem composto antioxidante e a pressão de contato correta para a maior taxa de expansão térmica do alumínio
- Aplique um composto de junta antioxidante no ponto de conexão antes de crimpagem ou parafusamento, o que evita que a camada de óxido se reforme na superfície de contato
- Reaperte as conexões aparafusadas após o ciclo térmico inicial, uma vez que a maior taxa de expansão e contração do alumínio em comparação com o cobre pode afrouxar uma conexão que foi corretamente apertada na instalação
As conexões que misturam alumínio e cobre diretamente, sem um dispositivo com classificação AL/CU, também correm o risco de corrosão galvânica onde os dois metais se encontram, o que acelera a falha da junta em ambientes úmidos ou externos.
Dimensionando corretamente o fio de liga de alumínio
Como o fio de liga de alumínio transporta menos corrente por unidade de seção transversal do que o cobre, as tabelas de dimensionamento construídas para o cobre não podem ser usadas diretamente. A prática padrão é dimensionar condutores de alumínio aproximadamente dois tamanhos AWG maiores que o equivalente de cobre para a mesma classificação de corrente - por exemplo, um circuito de cobre 12 AWG normalmente atinge alumínio 10 AWG. Os códigos elétricos locais publicam tabelas de equivalência exatas, e estas devem ser a referência final e não uma regra prática, uma vez que a ampacidade também depende do tipo de isolamento, da temperatura ambiente e do preenchimento do conduíte.
Para passagens aéreas e externas, os cálculos de curvatura e tensão dependem da resistência à tração da liga específica, em vez de um valor genérico de alumínio, portanto, é necessário obter os dados de tensão-deformação do fabricante para o grau exato especificado para um projeto de vão preciso.
Perguntas a serem feitas a um fornecedor antes de fazer um pedido em massa
Algumas verificações de especificações evitam as incompatibilidades mais comuns entre o fio citado e o que um projeto realmente precisa:
- Qual liga e têmpera específica está sendo fornecida e ela corresponde ao grau especificado nos desenhos elétricos ou na norma do projeto?
- O fio é compactado ou trançado padrão? O encordoamento compactado reduz o diâmetro geral do condutor para a mesma área de seção transversal, o que afeta o encaixe do conector e do conduíte.
- Quais certificações de terceiros se aplicam (UL, CSA ou equivalente), uma vez que o fio de alumínio para construção sem a certificação adequada pode criar problemas de conformidade com o código na inspeção.
Obter confirmação por escrito sobre esses três pontos antes de um pedido em grandes quantidades evita o problema mais caro de receber fio que atenda a uma descrição genérica de "liga de alumínio", mas não ao grau específico exigido pelas especificações de engenharia de um projeto.
