Standarde de control al calității pentru ansambluri sudate și nituite cu contact cu argint automat

Componentele și ansamblurile de sudură cu nituri electrice automate argintiu necesită o validare mecanică riguroasă pentru a preveni delaminarea interfeței de contact, rezistența excesivă la contact și eroziunea prematură a arcului la contactoarele și întreruptoarele de circuit de înaltă tensiune DC. Pentru a îndeplini standardele IATF 16949, producția de înaltă performanță necesită un control precis al grosimii stratului de argint, al gradienților de micro-duritate și al rezistenței mecanice la forfecare peste 150 MPa pentru a asigura fiabilitatea pe parcursul a 100 de cicluri de comutare000+ electrice în condiții de funcționare IEC 60947.

Pentru ansamblurile automate nituite și sudate cu contact cu argint, integritatea îmbinării trebuie verificată la interfața contact-la-transportator, nu numai prin inspecție vizuală. Un plan de control al producției trebuie să coreleze rezistența la forfecare, rezistența la contact, lipirea metalografică, grosimea stratului de argint-, toleranța dimensională și trasabilitatea procesului cu cerințele electrice ale releului, contactorului, întreruptorului sau dispozitivului de comutare finit.

Principalele mecanisme de defecțiune sunt separarea mecanică, suprafața de legătură insuficientă, rezistența excesivă la contact, delaminarea stratului de argint-, nituirea excentrică, expulzarea sudurii, fisurile la zona afectată de căldură-și deformarea suportului.

Pentru releu și componente de comutare cu tensiune joasă-, rezistența de contact trebuie măsurată în conformitate cu un curent de testare, forță de contact, timp de stabilizare și condiții de mediu definite. O valoare de miliohm fără metoda sa de testare nu este suficientă pentru calificarea furnizorului.

Testarea mecanică ar trebui, de asemenea, să facă distincția între tragerea-capului nitului, încărcarea prin forfecare, încărcarea de torsiune și deformarea suportului. Un singur număr de forță de forfecare-nu poate reprezenta fiecare configurație de îmbinare.

Materiale de contact AgSnO2 și AgNi: IEC 60947 Sarcina electrică

AgSnO2 și AgNi sunt selectate în funcție de sarcina electrică, frecvența de comutare, condițiile arcului, forța de contact și rezistența necesară la sudare sau eroziune.

Raportul exact AgSnO2, structura particulelor, duritatea și calea de fabricație ar trebui specificate pe certificatul de material, mai degrabă decât deduse din numele produsului.

Defecte ale îmbinării nitului: ±0,02 mm Geometrie și control al interfeței

Defectele comune includ:

• Nit excentric format la control dimensional de ±0,02–0,05 mm
• Înălțime de răsturnare insuficientă cauzată de volumul incorect al materialului
• Crăpare din cauza deformarii-excesive a capului la rece
• Legătura dintre argint-la-carrier incompletă
• Capetele de contact slăbite după formare
• Bavuri excesive care afectează ansamblul releului
• Nealinierea contactului care provoacă încărcare electrică neuniformă
• Deformarea locală a suporturilor din BeCu sau cupru ștanțate

Mecanismul defectelor este în mod normal legat de o combinație de duritate a materialului, geometria semifabricată, jocul matriței, forța de formare, lubrifiere, uzura sculelor și precizia avansului.

Pentru liniile automate, inspecția dimensională trebuie conectată la înregistrarea parametrilor procesului. Dacă diametrul de contact rămâne în limitele de toleranță, dar rezistența la forfecare a îmbinării scade, inspecția dimensională singură nu va identifica cauza principală.

Procesul de îmbinare determină modul în care se realizează retenția mecanică, continuitatea electrică, aportul de căldură și repetabilitatea producției. Prin-nituirea cu matriță, sudarea prin rezistență și sudarea cu ultrasunete ar trebui, prin urmare, evaluate în raport cu geometria îmbinării și sarcinile electrice, mai degrabă decât tratate ca procese interschimbabile.

În-Nituirea matrițelor: control progresiv al matrițelor la rate de producție ridicate

Nituirea în-matrice integrează alimentarea prin contact, poziționarea purtătorului, perforarea, formarea și inspecția într-o secvență de producție controlată. Procesul poate reduce variația de manipulare deoarece poziția de contact este stabilită în cadrul sculei de ștanțare sau de formare.

Variabilele cheie de control includ:

• Precizia pasului de avans:controlate de obicei conform cerințelor desenului
• Diametrul tijei nitului:controlat în mod obișnuit între ±0,02–0,05 mm
• Clearance-ul matriței:definite în funcție de grosimea și duritatea materialului
• Cursa de formare:controlat pentru a preveni sub-formarea sau supra{1}}formarea
• Înălțimea capului nitului:măsurată prin inspecție optică sau laser
• Poziția centrului de contact:verificat în raport cu datele de transport
• Uzura sculei:monitorizat prin derive dimensională și semnături de forță

Principalul avantaj ingineresc nu este doar viteza. Este reducerea variației de poziție între suportul ștanțat și elementul de contact.

Sudarea prin rezistență: metalografie cu curent, forță și pepite

Calitatea sudării prin rezistență depinde de interacțiunea dintre curentul de sudare, tensiunea, forța electrodului, timpul de sudare, starea contactului, rezistența materialului și geometria electrodului.

Pentru validarea producției, o specificație de sudare ar trebui să definească:

• Gama de curent sau energie de sudare
• Forța electrodului
• Timp de sudare
• Geometria electrodului
• Numărul de impulsuri
• Ține timpul
• Expulzarea maximă acceptabilă
• Suprafața minimă de pepiță sau lipită
• Frecvența testelor distructive
• Criterii de acceptare metalografică

O sudură care trece printr-o inspecție vizuală poate conține totuși fuziune insuficientă sau golire internă excesivă. Secționarea metalografică rămâne așadar utilă în timpul validării procesului și al auditurilor periodice.

Sudarea cu ultrasunete: amplitudine, presiune și zonă de legătură

Sudarea cu ultrasunete generează mișcare de frecare la interfață sub presiune controlată. Pentru componentele electrice, fereastra procesului depinde de duritatea materialului, starea suprafeței, geometria contactului, amplitudinea vibrației, timpul de sudare și forța aplicată.

Spre deosebire de sudarea prin rezistență, sudarea cu ultrasunete nu se bazează în primul rând pe încălzirea cu rezistență electrică localizată. Aceasta modifică expunerea termică a componentei din jur.

Calificarea procesului ar trebui să se coreleze:

Pentru componentele subțiri de cupru, argint sau aliaj-de cupru, energia ultrasonică excesivă poate produce subțierea locală, deformarea suprafeței sau fisuri. Aceste efecte ar trebui verificate printr-o analiză-distructivă a secțiunii transversale.

Un furnizor calificat de asamblare de contact cu argint nu ar trebui să elibereze loturile de producție numai în funcție de inspecția cosmetică. Caracteristicile mecanice, electrice, metalurgice și dimensionale trebuie conectate printr-un plan de control documentat.

Rezistența la forfecare: direcția sarcinii și modul de rupere definite

Testarea la forfecare ar trebui să specifice geometria dispozitivului de fixare, direcția de încărcare, viteza traversei, starea suportului, orientarea probei și clasificarea defecțiunilor.

Un client poate specifica o cerință, cum ar fi rezistența la forfecare Mai mare sau egală cu 150 MPa, dar această valoare nu ar trebui să fie transferată între diferite geometrii de îmbinare fără validare tehnică.

Modul de eroare este la fel de important:

Pentru calificarea distructivă, locația fracturii trebuie înregistrată împreună cu forța maximă.

Secțiune transversală metalografică-: Inspecția zonei goale, fisuri și aderență-

Metalografia este deosebit de utilă pentru a distinge un defect dimensional de un defect metalurgic.

Secțiunea-transversală poate dezvălui:

• Grosimea-stratului de argint
• Contactați-la-interfața operatorului
• Regiuni intermetalice sau de difuzie, acolo unde este cazul
• Dimensiunile pepitelor de sudare
• Goluri interne
• Crăpături
• delaminare
• Fluxul de material după deplasare la rece
• Deformarea-indusă de ștanțare
• Rărirea locală
• Starea interfeței de placare

O procedură reprezentativă de pregătire a probei poate include secționarea, montarea, șlefuirea, lustruirea, gravarea acolo unde este cazul, microscopia optică și documentarea imaginilor.

Argint-Grosimea stratului și a placajului: verificarea XRF și-secțiunii transversale

Grosimea stratului de argint-ar trebui măsurată în funcție de construcția contactului.

Pentru piesele placate, XRF poate oferi o screening ne-distructivă rapidă, în timp ce analiza metalografică-secțiunii transversale oferă măsurare fizică directă.

Pentru un contact bimetal, grosimea argintului face parte din geometria materialului de contact, mai degrabă decât o acoperire galvanizată convențională. Prin urmare, metoda de inspecție trebuie să se potrivească cu construcția.

O specificație de calitate a furnizorului trebuie să identifice:

• Calitatea aliaj de argint
• Grosimea sau volumul stratului de argint
• Calitatea substratului de cupru
• Starea interfeței
• Toleranță dimensională
• Metoda de măsurare
• Frecvența de eșantionare
• Identificarea lotului

Numai expresia „contact cu argint” nu definește conținutul de argint, compoziția aliajului, grosimea stratului sau sarcina electrică.

Testarea coroziunii și a mediului: ASTM B117 și IEC 60947

Testarea cu pulverizare-salină conform ASTM B117 poate fi utilizată pentru a evalua rezistența la coroziune a componentelor metalice placate sau expuse-adecvate. Cu toate acestea, rezultatele expunerii ASTM B117 nu ar trebui interpretate automat ca predicții directe de viață-de câmp.

Pentru echipamentele de comutare cu tensiune joasă-, cerințele IEC 60947 trebuie luate în considerare împreună cu categoria reală a dispozitivului, sarcina electrică, mediul de operare, temperatura, umiditatea și sarcina mecanică.

Automatizarea îmbunătățește controlul calității atunci când datele de măsurare sunt conectate la variabilele de proces. O cameră care detectează un contact lipsă este utilă, dar un sistem de producție capabil să coreleze poziția contactului, înălțimea nitului, forța de formare, curentul de sudare, rezistența și trasabilitatea lotului oferă un control mult mai puternic al procesului.

Inspecție vizuală: Verificare dimensională ±0,005 mm

Inspecția optică de-înaltă rezoluție poate fi utilizată pentru caracteristicile geometrice critice în care desenul produsului permite măsurarea optică.

Elementele tipice de inspecție includ:

• Prezența contactului
• Orientare de contact
• Diametrul capului nitului
• Înălțimea capului nitului
• Poziția centrului de contact
• Profilul operatorului
• Bavuri
• Contaminarea suprafeței
• Componente lipsă sau alimentate dublu-
• Deformare ștanțare

O toleranță declarată, cum ar fi ±0,005 mm, trebuie să fie întotdeauna legată de structura reală a originii desenului și de capacitatea sistemului de măsurare. Nu trebuie prezentat ca o toleranță universală pentru fiecare ansamblu de contact ștanțat.

Testare electrică în linie: Rezistența de contact în mΩ

Testarea rezistenței electrice poate identifica deviația procesului care nu poate fi văzută prin inspecția optică.

Un sistem de măsurare controlat ar trebui să definească:

• Curentul de testare
• Tensiunea de măsurare
• Forța sondei
• Locația sondei
• Timp de stabilizare
• Temperatură
• Prag de trecere/eșec
• Repetabilitate a măsurătorilor

De exemplu, dacă specificația clientului necesită o rezistență de contact mai mică sau egală cu 1 mΩ, dispozitivul de măsurare și curentul de testare trebuie să fie capabile să rezolve acea valoare cu repetabilitate suficientă.

Rezistența de contact ar trebui monitorizată statistic, mai degrabă decât verificată doar la inspecția finală.

SPC și IATF 16949: Capacitatea de proces înainte de lansarea lotului

Pentru aplicații legate de autovehicule sau vehicule electrice-, studiile privind capacitatea procesului pot fi aplicate dimensiunilor critice și parametrilor de îmbinare.

Controalele statistice tipice includ:

• Analiza Cp/Cpk
• X-bar/R sau diagrame de control adecvate
• Aprobarea primului-piesă
• Monitorizarea-duratei de viață a instrumentului
• Analiza-sistemului de măsurare
• Trasabilitatea lotului
• Segregarea produselor ne-conformă
• Înregistrările-acțiunilor corective

IATF 16949 oferă cadrul-de management al calității utilizat în mod obișnuit de lanțurile de aprovizionare auto. Cerințele specifice-clientului rămân necesare deoarece certificarea la un standard de-sistem de management nu stabilește limitele de acceptare tehnică pentru un anumit ansamblu de contact argintiu.

Reducerea automată a defectelor: Feedback-ul procesului, mai degrabă decât sortarea finală

Automatizarea reduce evadarea defectelor cel mai eficient atunci când rezultatele inspecției revin în procesul de formare sau îmbinare.

O secvență tipică-în buclă închisă este:

Identificarea lotului de material → alimentare → ștanțare → plasarea contactului → nituire/sudură → inspecție dimensională → inspecție electrică → înregistrare date → analiză SPC → ajustare proces

Această abordare permite inginerilor de producție să identifice deviația înainte ca o cantitate mare de ansambluri să ajungă la inspecția finală.

Pentru producția de-volum mare, frecvența de inspecție poate fi împărțită în:

Care este cerința minimă de rezistență la forfecare pentru ansamblurile automate de nituire cu contact cu argint?

Ansamblurile automate de nituire cu contact cu argint trebuie să reziste la o rezistență minimă la forfecare de 150 MPa pentru a preveni detașarea mecanică la acționarea electromagnetică continuă de înaltă frecvență în relee și întrerupătoare.

Cum asigură Xiamen Apollo Electric Co., Ltd trasabilitatea materialului pentru componentele de contact cu argint?

Trasabilitatea materialului este menținută prin protocoale stricte de control al loturilor IATF 16949, care leagă certificatele de testare a fabricii de materii prime (analiza compoziției spectrochimice pentru AgSnO2, AgCdO sau AgNi) direct cu numerele de lot gravate cu laser pe ambalajul final.

Care este timpul standard de livrare a eșantionului pentru ansamblurile de sudură cu contact proiectate la comandă?

Prototiparea standard și fabricarea de mostre pentru nituri bimetalice personalizate, lame ștanțate și ansambluri de contact sudate necesită de obicei 10 până la 15 zile lucrătoare, susținute de rapoarte complete de inspecție dimensională și micrografii ale secțiunii transversale a materialului.

Pentru un ansamblu de sudură cu contact argint nou sau de înlocuire sauîn-un contact electric de nituire, furnizați desenul 2D, modelul 3D, materialul de contact, materialul purtător, sarcina electrică, rezistența la contact țintă, cerințele de rezistență-articulației, volumul anual și IEC 60947 aplicabil sau specificația clientului. Analiza tehnică poate defini apoi procesul de îmbinare, planul de inspecție, cerințele de scule și parametrii de control-producției înainte de ofertare.