Normy kontroly kvality pre automatizované nitované a zvárané zostavy so strieborným kontaktom

Automatizované strieborné elektrické nitované komponenty a zváracie zostavy vyžadujú prísne mechanické overenie, aby sa zabránilo delaminácii kontaktného rozhrania, nadmernému odporu kontaktov a predčasnej erózii oblúka vo vysokonapäťových DC stykačoch a ističoch. Na splnenie noriem IATF 16949 si vysokovýkonná výroba vyžaduje presnú kontrolu hrúbky vrstvy striebra, gradientov mikrotvrdosti a mechanickú pevnosť v šmyku nad 150 MPa, aby bola zaistená spoľahlivosť počas 100000+ elektrických spínacích cyklov v prevádzkových podmienkach IEC 60947.

V prípade automatizovaných strieborných kontaktných nitovaných a zváraných zostáv musí byť integrita spoja overená na rozhraní kontaktu-na{1}}dopravcu, nielen vizuálnou kontrolou. Plán kontroly výroby by mal korelovať pevnosť v šmyku, prechodový odpor, metalografické spojenie, hrúbku striebornej-vrstvy, rozmerovú toleranciu a sledovateľnosť procesu s elektrickými požiadavkami hotového relé, stykača, ističa alebo spínacieho zariadenia.

Hlavnými mechanizmami porúch sú mechanické oddelenie, nedostatočná oblasť spojenia, nadmerný kontaktný odpor, delaminácia striebornej-vrstvy, excentrické nitovanie, vypudzovanie zvaru, praskliny v tepelne-ovplyvnenej oblasti a deformácia nosiča.

Pre reléové a nízkonapäťové spínacie komponenty by sa mal odpor kontaktu merať pri definovanom skúšobnom prúde, kontaktnej sile, dobe stabilizácie a podmienkach prostredia. Miliohmová hodnota bez testovacej metódy nestačí na kvalifikáciu dodávateľa.

Mechanické testovanie by malo tiež rozlišovať medzi odtrhnutím hlavy nitu{0}}, šmykovým zaťažením, torzným zaťažením a deformáciou nosiča. Jedno číslo šmykovej-sily nemôže predstavovať každú konfiguráciu spoja.

AgSnO2 a AgNi Kontaktné materiály: IEC 60947 Electrical Duty

AgSnO2 a AgNi sa vyberajú podľa elektrického zaťaženia, frekvencie spínania, podmienok oblúka, prítlačnej sily a požadovanej odolnosti voči zváraniu alebo erózii.

Presný pomer AgSnO2, štruktúra častíc, tvrdosť a výrobný postup by mali byť uvedené na certifikáte materiálu a nie odvodzované z názvu produktu.

Chyby nitového spoja: ±0,02 mm Kontrola geometrie a rozhrania

Medzi bežné poruchy patria:

• Tvarovanie excentrického nitu pri kontrole rozmerov ±0,02–0,05 mm
• Nedostatočná výška rozrušenia spôsobená nesprávnym objemom materiálu
• Praskanie v dôsledku nadmernej studenej-deformácie hlavy
• Neúplné spojenie striebra-na{1}}nosič
• Uvoľnite kontaktné hlavy po tvarovaní
• Nadmerné otrepy ovplyvňujúce montáž relé
• Nesúososť kontaktov spôsobuje nerovnomerné elektrické zaťaženie
• Lokálna deformácia lisovaných BeCu alebo medených nosičov

Mechanizmus defektov normálne súvisí s kombináciou tvrdosti materiálu, geometrie polotovaru, vôle matrice, tvárniacej sily, mazania, opotrebovania nástrojov a presnosti posuvu.

Pri automatizovaných linkách by mala byť kontrola rozmerov prepojená so záznamom parametrov procesu. Ak kontaktný priemer zostáva v tolerancii, ale šmyková pevnosť spoja klesá, samotná rozmerová kontrola neidentifikuje hlavnú príčinu.

Proces spájania určuje, ako sa dosiahne mechanická retencia, elektrická kontinuita, prívod tepla a opakovateľnosť výroby. Pri-nitovaní, odporové zváranie a ultrazvukové zváranie by sa preto mali posudzovať na základe geometrie spoja a elektrickej záťaže a nemali by sa považovať za vzájomne zameniteľné procesy.

In-Nitovanie zápustiek: progresívne riadenie zápustiek pri vysokých výrobných rýchlostiach

V-nitovaní integruje kontaktné podávanie, umiestnenie nosiča, prepichovanie, tvarovanie a kontrolu do riadenej výrobnej sekvencie. Proces môže znížiť odchýlky pri manipulácii, pretože kontaktná poloha je stanovená v lisovacom alebo tvarovacom nástroji.

Kľúčové riadiace premenné zahŕňajú:

• Presnosť rozstupu posuvu:typicky riadené podľa požiadaviek výkresu
• Priemer drieku nitu:bežne kontrolované v rozmedzí ±0,02–0,05 mm
• Vôľa matrice:definované podľa hrúbky a tvrdosti materiálu
• Tvarovací zdvih:kontrolované tak, aby sa zabránilo pod-formovaniu alebo nadmernému{1}}tvarovaniu
• Výška hlavy nitu:merané optickou alebo laserovou kontrolou
• Poloha kontaktného centra:overené voči údaju nosiča
• Opotrebenie nástroja:monitorované prostredníctvom rozmerového posunu a signatúr sily

Hlavnou inžinierskou výhodou nie je len rýchlosť. Ide o redukciu polohových variácií medzi lisovaným nosičom a kontaktným prvkom.

Odporové zváranie: prúdová, silová a nugetová metalografia

Kvalita odporového zvárania závisí od interakcie zváracieho prúdu, napätia, sily elektródy, času zvárania, stavu kontaktu, odporu materiálu a geometrie elektródy.

Na overenie výroby by mala špecifikácia zvárania definovať:

• Zvárací prúd alebo energetický rozsah
• Elektródová sila
• Čas zvárania
• Geometria elektród
• Počet impulzov
• Držte čas
• Maximálne prijateľné vyhostenie
• Minimálny nuget alebo lepená plocha
• Frekvencia deštruktívnych testov
• Metalografické akceptačné kritériá

Zvar, ktorý prejde vizuálnou kontrolou, môže stále obsahovať nedostatočné natavenie alebo nadmerné vnútorné vyprázdňovanie. Metalografické rezy preto zostávajú užitočné počas validácie procesov a pravidelných auditov.

Ultrazvukové zváranie: amplitúda, tlak a oblasť spojenia

Ultrazvukové zváranie generuje trecí pohyb na rozhraní pod kontrolovaným tlakom. Pre elektrické komponenty závisí procesné okno od tvrdosti materiálu, stavu povrchu, geometrie kontaktu, amplitúdy vibrácií, času zvárania a použitej sily.

Na rozdiel od odporového zvárania sa ultrazvukové zváranie primárne nespolieha na lokalizovaný elektrický odporový ohrev. Tým sa mení tepelná expozícia okolitého komponentu.

Kvalifikácia procesu by mala korelovať:

V prípade tenkých komponentov z medi, striebra alebo zliatin medi- môže nadmerná ultrazvuková energia spôsobiť lokálne stenčenie, deformáciu povrchu alebo praskliny. Tieto účinky by sa mali overiť deštruktívnou-analýzou prierezov.

Kvalifikovaný dodávateľ montáže strieborných kontaktov by nemal uvoľňovať výrobné šarže iba na základe kozmetickej kontroly. Mechanické, elektrické, metalurgické a rozmerové charakteristiky je potrebné prepojiť prostredníctvom zdokumentovaného plánu kontroly.

Pevnosť v šmyku: Definovaný smer zaťaženia a režim zlyhania

Testovanie šmykom by malo špecifikovať geometriu upínadla, smer zaťaženia, rýchlosť krížovej hlavy, stav podpery, orientáciu vzorky a klasifikáciu porúch.

Zákazník môže špecifikovať požiadavku, ako je pevnosť v šmyku väčšia alebo rovná 150 MPa, ale táto hodnota by sa nemala prenášať medzi rôznymi geometriami spojov bez technického overenia.

Režim zlyhania je rovnako dôležitý:

Pre deštruktívnu kvalifikáciu by sa miesto zlomeniny malo zaznamenať spolu so špičkovou silou.

Metalografická prierezová-sekcia: Kontrola prázdneho miesta, trhliny a spoja-

Metalografia je užitočná najmä na rozlíšenie rozmerovej chyby od metalurgickej chyby.

Prierez-môže odhaliť:

• Hrúbka striebornej-vrstvy
• Kontaktujte-rozhranie{1}}operátora
• V prípade potreby intermetalické alebo difúzne oblasti
• Rozmery zvarových nugetov
• Vnútorné dutiny
• Trhliny
• Delaminácia
• Tok materiálu po česaní za studena
• Deformácia-vyvolaná razením
• Miestne preriedenie
• Stav rozhrania pokovovania

Reprezentatívny postup prípravy vzorky môže zahŕňať rezanie, montáž, brúsenie, leštenie, leptanie, ak je to vhodné, optickú mikroskopiu a obrazovú dokumentáciu.

Strieborná-hrúbka vrstvy a pokovovania: XRF a krížové{1}}overenie sekcie

Hrúbka striebornej-vrstvy by sa mala merať podľa konštrukcie kontaktu.

V prípade pokovovaných dielov môže XRF poskytnúť rýchle nedeštruktívne preosievanie, zatiaľ čo metalografická-analýza prierezov poskytuje priame fyzické meranie.

Pre bimetalový kontakt je hrúbka striebra súčasťou geometrie kontaktného materiálu a nie bežného galvanického povlaku. Spôsob kontroly preto musí zodpovedať konštrukcii.

Špecifikácia kvality dodávateľa by mala identifikovať:

• Trieda zliatiny striebra
• Hrúbka alebo objem striebornej vrstvy
• Medený substrát
• Stav rozhrania
• Rozmerová tolerancia
• Metóda merania
• Vzorkovacia frekvencia
• Identifikácia šarže

Samotná fráza "strieborný kontakt" nedefinuje obsah striebra, zloženie zliatiny, hrúbku vrstvy ani elektrickú záťaž.

Testovanie korózie a prostredia: ASTM B117 a IEC 60947

Na vyhodnotenie odolnosti vhodných pokovovaných alebo exponovaných kovových komponentov proti korózii sa môže použiť{0}}testovanie soľným postrekom podľa ASTM B117. Výsledky expozície ASTM B117 by sa však nemali automaticky interpretovať ako priame predpovede-životnosti v poli.

Pre nízkonapäťové spínacie zariadenia by sa mali zvážiť požiadavky normy IEC 60947 spolu so skutočnou kategóriou zariadenia, elektrickým zaťažením, prevádzkovým prostredím, teplotou, vlhkosťou a mechanickým zaťažením.

Automatizácia zlepšuje kontrolu kvality, keď sú namerané dáta spojené s procesnými premennými. Užitočná je kamera, ktorá deteguje chýbajúci kontakt, ale produkčný systém schopný korelovať polohu kontaktu, výšku nitu, tvarovaciu silu, zvárací prúd, odpor a sledovateľnosť šarže poskytuje oveľa silnejšiu kontrolu procesu.

Kontrola zraku: ±0,005 mm Verifikácia rozmerov

Optická kontrola-s vysokým rozlíšením sa môže použiť pre kritické geometrické charakteristiky, ak výkres produktu umožňuje optické meranie.

Typické kontrolné položky zahŕňajú:

• Kontaktná prítomnosť
• Orientácia kontaktu
• Priemer hlavy nitu
• Výška hlavy nitu
• Poloha kontaktného centra
• Profil nosiča
• Burrs
• Povrchová kontaminácia
• Chýbajúce alebo dvojité{0}}podávanie komponentov
• Deformácia razenia

Uvedená tolerancia, ako je ±0,005 mm, musí byť vždy spojená so skutočnou štruktúrou referenčného výkresu a schopnosťou meracieho systému. Nemala by byť prezentovaná ako univerzálna tolerancia pre každú lisovanú kontaktnú zostavu.

Inline elektrické testovanie: Kontaktný odpor v mΩ

Testovanie elektrického odporu môže identifikovať posun procesu, ktorý nemožno vidieť optickou kontrolou.

Systém riadeného merania by mal definovať:

• Testovací prúd
• Meranie napätia
• Sila sondy
• Umiestnenie sondy
• Čas stabilizácie
• Teplota
• Hranica úspešnosti/neúspešnosti
• Opakovateľnosť merania

Napríklad, ak špecifikácia zákazníka vyžaduje prechodový odpor menší alebo rovný 1 mΩ, merací prípravok a testovací prúd musia byť schopné rozlíšiť túto hodnotu s dostatočnou opakovateľnosťou.

Kontaktný odpor by sa mal sledovať skôr štatisticky, než len kontrolovať pri záverečnej kontrole.

SPC a IATF 16949: Schopnosť procesu pred vydaním šarže

Pre automobilové aplikácie alebo aplikácie súvisiace s EV-sa môžu použiť štúdie spôsobilosti procesu na kritické rozmery a parametre spájania.

Typické štatistické kontroly zahŕňajú:

• Analýza Cp/Cpk
• X-stĺpec/R alebo príslušné kontrolné diagramy
• Prvý-schválenie
• Monitorovanie-životnosti nástroja
• Analýza-systému merania
• Vysledovateľnosť šarže
• Nesúlad{0}}oddelenie produktov
• Záznamy{0}}opravných opatrení

IATF 16949 poskytuje rámec{1}}riadenia kvality, ktorý bežne používajú automobilové dodávateľské reťazce. Špecifické požiadavky zákazníka-zostávajú nevyhnutné, pretože certifikácia podľa normy-systému riadenia nestanovuje limity technickej prijateľnosti pre konkrétnu zostavu strieborného kontaktu.

Automatizovaná redukcia defektov: skôr spätná väzba ako konečné triedenie

Automatizácia najefektívnejšie znižuje únik defektov, keď sa výsledky kontroly vrátia späť do procesu tvarovania alebo spájania.

Typická sekvencia uzavretého{0}}cyklu je:

Identifikácia šarže materiálu → kŕmenie → razenie → umiestnenie kontaktu → nitovanie/zváranie → kontrola rozmerov → kontrola elektrickej energie → zaznamenávanie údajov → analýza SPC → úprava procesu

Tento prístup umožňuje výrobným inžinierom identifikovať posun predtým, ako veľké množstvo zostáv dosiahne konečnú kontrolu.

V prípade veľko{0}}objemovej výroby možno frekvenciu kontrol rozdeliť na:

Aká je minimálna požiadavka na pevnosť v šmyku pre automatizované strieborné kontaktné nitovacie zostavy?

Automatizované nitovacie zostavy strieborných kontaktov musia vydržať minimálnu pevnosť v šmyku 150 MPa, aby sa zabránilo mechanickému oddeleniu pri nepretržitom vysokofrekvenčnom elektromagnetickom ovládaní v relé a ističoch.

Ako Xiamen Apollo Electric Co., Ltd zaisťuje vysledovateľnosť materiálov pre strieborné kontaktné komponenty?

Vysledovateľnosť materiálu je udržiavaná prostredníctvom prísnych protokolov kontroly šarží IATF 16949, ktoré prepájajú certifikáty o skúške mlyna na suroviny (analýza spektrochemického zloženia pre AgSnO2, AgCdO alebo AgNi) priamo s laserom vyleptanými číslami šarží na konečnom balení.

Aká je štandardná doba prípravy vzorky pre zostavy pre kontaktné zváranie na mieru?

Štandardné prototypovanie a výroba vzoriek pre vlastné bimetalové nity, lisované čepele a zvárané kontaktné zostavy zvyčajne vyžadujú 10 až 15 pracovných dní, ktoré sú podložené kompletnými správami o rozmerovej kontrole a mikrosnímkami prierezu materiálu.

Pre novú alebo náhradnú zostavu strieborného kontaktného zvárania respv -strhujúcom elektrickom kontakte, poskytnite 2D výkres, 3D model, materiál kontaktu, materiál nosiča, elektrické zaťaženie, cieľový kontaktný odpor,-požiadavku na pevnosť spoja, ročný objem a príslušnú normu IEC 60947 alebo špecifikáciu zákazníka. Technická kontrola potom môže definovať proces spájania, plán inšpekcie, požiadavky na nástroje a parametre riadenia výroby-pred cenovou ponukou.