Osnove stroja za točkovno varjenje: premisleki o procesu in industrijske aplikacije točkovnega varjenja s srebrom

Na področju izdelave električnih kontaktov je srebrno točkovno varjenje ključen postopek, ki določa prevodnost, življenjsko dobo in prekinitveno stabilnost izdelkov. Zaradi odlične prevodnosti in odpornosti proti eroziji obloka se srebro pogosto uporablja v relejih, odklopnikih, kontaktorjih in natančnih stikalih. Pogosti postopki vključujejo kontaktno varjenje, trdo spajkanje električnih kontaktov in srebrno spajkanje, med katerimi je točkovno varjenje postalo pomembna metoda za množično proizvodnjo zaradi visoke učinkovitosti in ponovljivosti.

 

 

 

Med srebrnim točkovnim varjenjem elektroda opravlja tri naloge: prevodnost, pritisk in prenos toplote; zato je izbira materiala kritična. Običajno morajo elektrode imeti visoko prevodnost, visoko trdoto in anti{1}}adhezijske lastnosti. Pogost material je krom-cirkonij-bakrova zlitina, ki med neprekinjeno proizvodnjo ohranja dobro mehansko trdnost in stabilnost prevodnosti. Za scenarije visoko-frekvenčne proizvodnje je mogoče uporabiti tudi disperzijsko-ojačene bakrene materiale za izboljšanje odpornosti proti mehčanju pri visokih-temperaturah.

 

Ker se srebro zlahka oprime površine elektrode pri visokih temperaturah, lahko dolgotrajna-uporaba privede do kopičenja srebra, kar povzroči neenakomerno porazdelitev gostote toka in vpliva na konsistenco spajkalnega spoja. Zato je treba končne ploskve elektrod med delovanjem opreme redno prilagajati, da se ohrani stabilno kontaktno območje. To je še posebej pomembno za postopek električnega uporovnega točkovnega varjenja s srebrnim kontaktom.

 

 

 

Kakovost srebrnega točkovnega varjenja v glavnem določajo tok, tlak, čas vklopa in učinkovitost hlajenja. Neustrezne nastavitve parametrov lahko zlahka privedejo do težav, kot so nepopolno spajkanje, brizganje, neporavnanost ali vžgan substrat.

 

1. Varilni tok

Varilni tok je treba prilagoditi glede na velikost srebrne točke, debelino podlage in prevodnost materiala. Večje srebrne lise običajno zahtevajo višji vhodni tok. Oprema srednje-frekvenčnega pretvornika lahko oddaja stabilno valovno obliko, primerno za visoko{3}}natančne aplikacije uporovnega varjenja s srebrnimi kontakti.

 

2. Varilni tlak

Uporabljeni pritisk mora zagotavljati stabilen stik z obdelovancem, hkrati pa preprečiti poškodbe delov. Nezadosten tlak poveča nihanje kontaktnega upora, kar zlahka povzroči brizganje; prevelik pritisk lahko deformira srebrno liso, kar vpliva na njeno nadaljnjo življenjsko dobo. Za komponente z mikro-stikom je natančnost nadzora tlaka še posebej kritična.

 

3. Čas varjenja

Čas varjenja je na splošno obratno sorazmeren s tokom. Kratek čas z visokim tokom hitro tvori zvar, kar zmanjša toplotno-prizadeto območje; dolg čas z nizkim tokom je primeren za spajanje tankih delov. Nekatera oprema uporablja več-impulzni način za nadzor predgretja, glavnega varjenja in popuščanja, s čimer izboljša enotnost strukture zvara.

 

4. Hladilni sistem

Pri kontinuirani proizvodnji dvig temperature elektrode neposredno vpliva na stabilnost varjenja. Uporaba krožečega vodnega hladilnega sistema lahko učinkovito zmanjša kopičenje toplote, podaljša življenjsko dobo elektrod in izboljša konsistenco AC Resistance Welding Silver Contact.

 

 

1. Proizvodnja relejev in kontaktorjev

Srebrni kontakti releja so običajno majhni in zahtevajo visoko natančnost ter morajo doseči močno povezavo znotraj omejenega območja. Sistemi za samodejno podajanje in vizualno pozicioniranje so pogosto kombinirani v proizvodnji za izboljšanje ponovljivosti varjenja. Te izdelke običajno najdemo v proizvodnih procesih električnih kontaktnih sklopov in varilnih sklopov s srebrnim kontaktom.

 

2. Premični in mirujoči kontaktni sklopi odklopnika

Kontakti v srednje- in nizkonapetostnih odklopnikih morajo prenesti visoko tokovno-nosilnost in pogoste prekinitve. Zato varjeni spoji ne zahtevajo le nizke odpornosti, temveč tudi odpornost na udarce. V takšnih aplikacijah se spajkalni kontakti za MCCB pogosto uporabljajo v povezavi z uporovnim varjenjem, da se izpolnijo zahteve glede strukturne trdnosti.

 

3. Kompozitne komponente bakrene zbiralke in srebrnega kontakta

V novih energetskih sistemih, sistemih za distribucijo električne energije in shranjevanje energije visoko{0}}tokovne bakrene zbiralke pogosto zahtevajo varjenje srebrnih kontaktov za izboljšanje delovanja kontaktov. Običajne strukture vključujejo trdo spajkanje srebrnih kontaktov na bakrene palice, trdo spajkanje srebrnih kontaktov na bakrenih palicah ter srebrni in bakreni varjeni stik gumbov.

 

4. Kompozitne komponente z bakrom

Pri množični proizvodnji delov je običajna praksa, da najprej vtisnemo bakrene ali medeninaste komponente in nato povežemo srebrne kontakte, da tvorimo popoln sklop. Primeri procesnih poti vključujejo žigosanje bakra/medenine s trdo spajkanjem s srebrnim kontaktom, komponente za spajkanje žigosanja z električnim kontaktom in srebrni kontakt, privarjen na žige iz bakra/medenine.

 

 

 

1. Nepopolno spajkanje ali pomanjkanje fuzije

Glavni vzroki vključujejo nezadosten tok, površinsko oksidacijo ali obrabo elektrode. Preveriti je treba čistočo kontaktnih površin in ponovno kalibrirati varilne parametre. Izdelkom z visokimi-zahtevami je mogoče dodati spletni nadzorni sistem za analizo varilne krivulje.

 

2. Razpoke na spajkah

Običajno nastane zaradi prekomernega vnosa toplote ali neenakomernega hlajenja. Za zmanjšanje toplotnega šoka je mogoče uporabiti metode segmentiranih impulzov in optimizirati hladilni cikel. Nekatere strukturne komponente lahko za dodatne povezave uporabljajo postopke srebrnega spajkanja ali trdo spajkanje.

 

3. Neusklajenost spajkalnega spoja

Običajno posledica netočne postavitve vpenjala, neporavnanosti elektrod ali napak pri podajanju. Priporočljivo je, da redno kalibrirate vpenjalo in tlačni sistem, da zagotovite stabilno centriranje komponent.

 

4. Visoka odpornost

Če je notranja struktura spajkalnega spoja ohlapna ali je kontaktna površina nezadostna, se bo upor prevodnosti povečal. Za visoko{1}}zanesljive izdelke je mogoče za izboljšanje prevodnosti uporabiti električne kontaktne upornosti, trdo spajkanje ali kompozitne metode povezovanja.

 

 

S hitrim razvojem nove energije, električnih vozil, pametnih omrežij in industrijske avtomatizacije se srebrne kontaktne komponente nadgrajujejo v smeri miniaturizacije, visoke frekvence in dolge življenjske dobe. Tradicionalne metode enojnega varjenja se postopoma razvijajo proti kompozitnim postopkom, kot je kombiniranje spajkanih električnih kontaktov, trdo spajkanje kontaktov in visoko{1}}natančno točkovno varjenje, da se doseže večja zanesljivost in nižji stroški izdelave.

 

Medtem se povpraševanje po prilagojenih komponentah še naprej povečuje, kot so sklopi za žigosanje srebrnih kontaktov po meri, žigosani deli s spajkanimi srebrnimi kontakti in spajkani električni kontakti, kar ohranja stabilno rast na mednarodnem trgu nabav.

 

 

Stroji za točkovno varjenje imajo prednosti, kot so visoka učinkovitost, visoka doslednost in visoka avtomatizacija pri proizvodnji srebrnih kontaktov, zaradi česar so pomembna oprema velektrični kontaktindustrija. Z optimizacijo materialov elektrod, natančnim nadzorom tokovnih in tlačnih parametrov, izboljšanjem hladilnega sistema in okrepitvijo spremljanja procesa je moč, prevodnost in dolgoročno -stabilnost spajkalnih spojev mogoče znatno povečati. Za sodobne proizvajalce električnih aparatov je obvladovanje tehnologije spajkanja s srebrno{3}}točko postalo ključna podlaga za izboljšanje konkurenčnosti izdelkov.