वेल्डिंग सामग्री का डिज़ाइन और तंत्र—कम वोल्टेज विद्युत वेल्डिंग घटकों में एक महत्वपूर्ण कड़ी

औद्योगिक विद्युतीकरण और स्वचालन प्रौद्योगिकियों के विकास के साथ, कम वोल्टेज विद्युत उत्पादों की सुरक्षा, स्थिरता और दीर्घकालिक विश्वसनीयता की आवश्यकताएं लगातार बढ़ रही हैं। संपर्क असेंबलियों, थर्मल असेंबलियों, चुंबकीय असेंबलियों और प्रवाहकीय कनेक्शन संरचनाओं जैसे मुख्य घटकों को स्थायी संबंध प्राप्त करने के लिए स्थिर धातु कनेक्शन प्रौद्योगिकियों की आवश्यकता होती है। कई कनेक्शन प्रक्रियाओं के बीच, ब्रेजिंग और वेल्डिंग प्रौद्योगिकियों का उनकी विश्वसनीयता और अनुकूलनशीलता के कारण विद्युत कनेक्शन निर्माण में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, बट वेल्डिंग और प्रतिरोध वेल्डिंग विद्युत घटक निर्माण में महत्वपूर्ण तकनीकी आधार बन गए हैं।

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

कम वोल्टेज वाले विद्युत स्विच सिस्टम में, कॉन्टैक्ट बर्नआउट, सिल्वर कॉन्टैक्ट डिटेचमेंट और बढ़ा हुआ संपर्क प्रतिरोध जैसी समस्याएं सीधे उत्पाद की सेवा जीवन और सुरक्षा प्रदर्शन को प्रभावित करती हैं। प्रासंगिक आंकड़े बताते हैं कि जब वेल्डिंग की गुणवत्ता अपर्याप्त होती है, तो संपर्क सामग्री की जलने की दर 2 से 3 गुना तक बढ़ सकती है, जिससे उत्पाद के जीवनकाल में उल्लेखनीय कमी आ सकती है। इसलिए, समान उत्पाद डिज़ाइन स्थितियों के तहत, वेल्डिंग गुणवत्ता अक्सर उपकरण विश्वसनीयता निर्धारित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक बन जाती है। वेल्डिंग प्रक्रिया, वेल्डिंग सामग्री, आधार सामग्री विशेषताएँ और उपकरण क्षमताएँ संयुक्त रूप से अंतिम गुणवत्ता निर्धारित करती हैं, जिनमें से वेल्डिंग सामग्री का डिज़ाइन और चयन विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं। कई विद्युत कनेक्शन संरचनाएं, जैसे ब्रेज़्ड विद्युत संपर्क, दीर्घकालिक विश्वसनीय संचालन के लिए स्थिर ब्रेज़िंग सामग्री पर निर्भर करते हैं।

 

सोल्डर वेल्डिंग प्रणाली में आधार सामग्री और सब्सट्रेट के बीच एक पुल के रूप में कार्य करता है, जो विभिन्न सामग्रियों के बीच धातुकर्म बंधन को सक्षम बनाता है। इसके अपेक्षाकृत कम ब्रेजिंग तापमान और जटिल संरचनाओं और असमान सामग्री कनेक्शन के लिए उपयुक्तता के कारण, कम वोल्टेज वाले विद्युत उपकरण निर्माण में ब्रेजिंग का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। भौतिक दृष्टिकोण से, सोल्डरों को विभिन्न प्रणालियों में वर्गीकृत किया जा सकता है, जैसे कि सिल्वर {{3} आधारित और तांबा {{4} आधारित, और भौतिक रूप के संदर्भ में, उन्हें ठोस सोल्डर, पाउडर सोल्डर और पेस्ट सोल्डर में विभाजित किया जा सकता है। विभिन्न विद्युत उत्पादों, जैसे विद्युत संपर्क असेंबली, को अक्सर उनके ऑपरेटिंग वर्तमान, तापमान की स्थिति और यांत्रिक संरचना के आधार पर उपयुक्त सोल्डर सिस्टम के चयन की आवश्यकता होती है।

 

वास्तविक वेल्डिंग के दौरान, वेल्ड के भीतर सरंध्रता, दरारें और स्लैग समावेशन जैसे दोष हो सकते हैं, जिससे वेल्ड जोड़ की यांत्रिक शक्ति और चालकता कमजोर हो सकती है। उदाहरण के लिए, तांबे के सब्सट्रेट को टांकने वाले चांदी के संपर्कों के मामले में, वेल्डिंग हीटिंग प्रक्रिया के दौरान तांबे की सतह पर ऑक्सीकरण आसानी से होता है। यदि ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया को प्रभावी ढंग से नियंत्रित नहीं किया जाता है, तो तांबा ऑक्सीजन के साथ मिलकर क्यूप्रस ऑक्साइड बनाता है, जो वेल्ड जमने के दौरान तांबे के दाने की सीमाओं के साथ वितरित एक कम पिघलने वाली -बिंदु यूटेक्टिक संरचना बनाता है, जिससे जोड़ की समग्र ताकत कम हो जाती है। इसी तरह की समस्याएं कुछ प्रक्षेपण वेल्डिंग कनेक्शनों में हो सकती हैं, जिससे सोल्डर और वेल्डिंग वातावरण का नियंत्रण महत्वपूर्ण हो जाता है।

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

वेल्ड सरंध्रता के मुख्य कारण सामग्रियों के थर्मोफिजिकल गुणों से निकटता से संबंधित हैं। चांदी और तांबे दोनों में उच्च तापीय चालकता होती है। जब शीतलन चरण के दौरान वेल्ड पूल तेजी से जम जाता है, तो पूल में गैसों की घुलनशीलता तेजी से कम हो जाती है और वर्षा शुरू हो जाती है। यदि गैसें जमने से पहले समय पर बाहर नहीं निकल पाती हैं, तो वेल्ड के अंदर सरंध्रता संरचनाएं बन जाएंगी। सिल्वर ब्रेज़्ड इलेक्ट्रिकल कॉन्टैक्ट्स का निर्माण करते समय इस प्रकार की समस्या पर विशेष ध्यान देने की आवश्यकता होती है, क्योंकि वेल्डिंग दोष वर्तमान ट्रांसमिशन क्षमता और दीर्घकालिक विश्वसनीयता को प्रभावित करते हैं।

 

जब चांदी के संपर्कों को तांबे के सब्सट्रेट से वेल्डिंग किया जाता है, तो संलयन क्षेत्र में गर्म दरारें भी हो सकती हैं। मुख्य कारणों में तांबे के रैखिक विस्तार का बड़ा गुणांक, जमने के दौरान बनने वाली Cu+Cu₂O गलनक्रांतिक संरचना और अनाज की सीमाओं पर आधार सामग्री में अशुद्धियों का पृथक्करण शामिल है। इन कारकों के संयुक्त प्रभाव से वेल्ड क्षेत्र में तनाव एकाग्रता हो सकती है, जिसके परिणामस्वरूप दरार बन सकती है। कुछ वेल्डेड विद्युत संपर्क भागों के लिए, ये दरारें सीधे विद्युत उपकरण की परिचालन स्थिरता को प्रभावित कर सकती हैं।

 

विभिन्न सोल्डर प्रणालियों में, तांबे और तांबे की मिश्रधातुओं को जोड़ने के लिए फॉस्फोरस युक्त {{0}तांबा युक्त सोल्डरों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। फास्फोरस युक्त सोल्डर में अच्छी तरलता और स्वयं सोल्डरिंग गुण होते हैं, लेकिन कुछ भंगुरता भी प्रदर्शित होती है। इसलिए, सामग्री डिजाइन के दौरान तरलता और संयुक्त कठोरता के बीच संतुलन बनाया जाना चाहिए। ब्रेज़्ड सिल्वर संपर्क असेंबली के लिए उपयोग किए जाने वाले कई सोल्डर सिस्टम को समग्र वेल्ड विश्वसनीयता में सुधार के लिए संरचना अनुकूलन की आवश्यकता होती है।

 

फॉस्फोरस सोल्डर सिस्टम में दो मुख्य भूमिका निभाता है। सबसे पहले, Cu{1}}P चरण आरेख के अनुसार, जब फॉस्फोरस सामग्री एक निश्चित अनुपात तक पहुंच जाती है, तो तांबा और फॉस्फोरस एक कम पिघलने वाली {{3}बिंदु यूटेक्टिक संरचना बना सकते हैं, जो सोल्डर के पिघलने के तापमान को काफी कम कर देता है और वेल्ड तरलता में सुधार करता है। हालाँकि, Cu₃P एक विशिष्ट भंगुर चरण है, और फास्फोरस की मात्रा बढ़ने के साथ इसकी सामग्री भी बढ़ जाती है। इसलिए, वेल्ड जोड़ में अत्यधिक भंगुरता से बचने के लिए फॉस्फोरस सामग्री का सख्त नियंत्रण आवश्यक है। तांबे चांदी वेल्डेड संपर्कों के कुछ अनुप्रयोगों में, यह संरचना नियंत्रण विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

 

दूसरे, फॉस्फोरस वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान एक निश्चित डिग्री सेल्फ ब्रेज़िंग भी प्रदर्शित करता है। उच्च तापमान की स्थिति में, कॉपर ऑक्साइड फॉस्फोरस के साथ प्रतिक्रिया करके ऑक्साइड बना सकते हैं, जिससे तांबे की सतह का आगे ऑक्सीकरण बाधित हो जाता है। यह प्रतिक्रिया एक सुरक्षात्मक तरल ऑक्साइड परत बना सकती है, जो आधार सामग्री की सतह को सक्रिय रखती है और सोल्डर को गीला करने और फैलाने की सुविधा प्रदान करती है। यह विशेषता फॉस्फोरस युक्त सोल्डर को तांबे की सामग्री को जोड़ने के लिए अत्यधिक मूल्यवान बनाती है और सिल्वर टिप वाले विद्युत संपर्कों जैसी संरचनाओं में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

 

हालाँकि, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि फास्फोरस युक्त सोल्डर में सल्फर युक्त वातावरण में कमजोर संक्षारण प्रतिरोध होता है, लौह आधारित सामग्री के साथ खराब घुलनशीलता होती है, और भंगुर यौगिक बन सकते हैं। इसलिए, जब स्टील या लोहे को वेल्डिंग किया जाता है, तो विशिष्ट परिस्थितियों के आधार पर वैकल्पिक सोल्डर सिस्टम का चयन किया जाना चाहिए। उच्च विश्वसनीयता की आवश्यकता वाले कस्टम विद्युत संपर्क घटकों के लिए, सोल्डर संगतता मूल्यांकन विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

 

सोल्डर संरचना अनुकूलन के संबंध में, थोड़ी मात्रा में मिश्रधातु तत्वों को जोड़ने से वेल्डेड जोड़ की सूक्ष्म संरचना में काफी सुधार हो सकता है। उदाहरण के लिए, कुछ मिश्रधातु तत्व किसी मिश्रधातु के गलनांक को कम कर सकते हैं, गलनक्रांतिक संरचना के अनुपात को बढ़ा सकते हैं, और Cu₃P चरण की आकृति विज्ञान को बदल सकते हैं, इसे एक अवरुद्ध या वृक्ष के समान संरचना से महीन कणों में बदल सकते हैं, जिससे जोड़ की कठोरता और प्लास्टिसिटी में सुधार होता है। इस सामग्री डिज़ाइन दृष्टिकोण को स्विचगियर के लिए उच्च विश्वसनीयता वाले AgCu संपर्क असेंबलियों पर व्यापक रूप से लागू किया गया है।

 

वेल्ड इंटरफ़ेस संरचना के परिप्रेक्ष्य से, एक विशिष्ट ब्रेज़्ड जोड़ में आमतौर पर तीन भाग होते हैं: एक इंटरफ़ेस परत, एक प्रसार परत और एक अवशिष्ट परत। इंटरफ़ेस परत में मुख्य रूप से मिश्रधातु तत्वों और आधार सामग्री के बीच बनी एक धातुकर्म बंधन परत होती है; प्रसार परत में मुख्य रूप से तांबा आधारित ठोस घोल होता है जिसमें फॉस्फोरस और मिश्रधातु तत्व होते हैं; और अवशिष्ट परत में अवितरित Cu₃P गलनक्रांतिक संरचना हो सकती है। वेल्ड की ताकत में सुधार करने के लिए, अवशिष्ट परत की मोटाई को कम करना और सामग्री डिजाइन के माध्यम से यूटेक्टिक संरचना को अनुकूलित करना आवश्यक है। यह माइक्रोस्ट्रक्चर नियंत्रण कई जटिल विद्युत संपर्क गोल्ड -प्लेटेड या सिल्वर संपर्क असेंबलियों के लिए महत्वपूर्ण है।

 

सोल्डर संरचना डिजाइन के अलावा, अत्यधिक सक्रिय फ्लक्स भी वेल्ड गुणवत्ता सुनिश्चित करने में एक महत्वपूर्ण कारक है। उपयुक्त फ्लक्स आधार सामग्री की सतह से ऑक्साइड को हटा सकता है, सोल्डर वेटेबिलिटी में सुधार कर सकता है और धातु सब्सट्रेट के क्षरण को रोक सकता है। एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया फ्लक्स सिस्टम एक चिकनी, घनी और पूर्ण वेल्ड संरचना को बढ़ावा देता है, जिससे वेल्ड विश्वसनीयता में और वृद्धि होती है। इस प्रकार की प्रक्रिया आमतौर पर स्वचालित वेल्डिंग प्रक्रियाओं जैसे फर्नेस ब्रेजिंग या प्रतिरोध ब्रेजिंग में पाई जाती है।

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

कम वोल्टेज विद्युत प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास के साथ, नई सामग्रियों और संरचनाओं को लगातार विद्युत उपकरण डिजाइन में पेश किया जा रहा है, जिससे वेल्डिंग विश्वसनीयता पर उच्च मांग हो रही है। सोल्डर डिज़ाइन से लेकर वेल्डिंग प्रक्रिया नियंत्रण और इंटरफ़ेस माइक्रोस्ट्रक्चर अनुकूलन तक, सामग्री विज्ञान और विनिर्माण प्रौद्योगिकी का सहक्रियात्मक विकास लगातार विद्युत कनेक्शन प्रौद्योगिकी की प्रगति को बढ़ा रहा है।

 

व्यावहारिक औद्योगिक अनुप्रयोगों में, स्थिर और विश्वसनीय वेल्डिंग तकनीक न केवल विद्युत उत्पादों के जीवनकाल को बढ़ाती है बल्कि उपकरण रखरखाव लागत को भी काफी कम कर देती है। बड़े पैमाने पर उत्पादित सिल्वर ब्रेज़्ड कॉन्टैक्ट असेंबली फैक्ट्री/ओईएम उत्पादों के लिए, वेल्डिंग सामग्री डिजाइन और प्रक्रिया अनुकूलन उत्पाद की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण आधार बन गए हैं।

 

 

आधुनिक विद्युत उपकरणों में, अत्यधिक विश्वसनीय वेल्डेड संरचनाएं संपर्क घटक निर्माण के लिए एक महत्वपूर्ण आधार बन गई हैं। सिल्वर कॉन्टैक्ट सोल्डरिंग से लेकर तांबे पर आधारित प्रवाहकीय संरचना कनेक्शन, विभिन्न प्रकार के सिल्वर {{2}ब्रेज़्ड विद्युत संपर्क औरकॉपर सिल्वर वेल्डेड संपर्करिले, सर्किट ब्रेकर, कॉन्टैक्टर और स्विचगियर में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। बट वेल्डिंग, प्रतिरोध वेल्डिंग, प्रोजेक्शन वेल्डिंग और फर्नेस ब्रेजिंग जैसी परिपक्व प्रक्रियाओं के माध्यम से, स्थिर और विश्वसनीय ब्रेज़्ड विद्युत संपर्क और जटिल कस्टम विद्युत संपर्क घटकों का निर्माण किया जा सकता है।

 

पावर स्विच और औद्योगिक विद्युत उपकरणों की जरूरतों के लिए, विशेष निर्माता आमतौर पर इलेक्ट्रिकल संपर्क असेंबली, सिल्वर टिप्ड इलेक्ट्रिकल संपर्क और स्विचगियर के लिए एजीसीयू संपर्क असेंबली सहित संपूर्ण उत्पाद समाधान पेश करते हैं। ये उच्च प्रदर्शन वाले विद्युत संपर्क घटक उच्च विश्वसनीयता और लंबी सेवा जीवन की अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा करते हुए चालकता सुनिश्चित करते हैं।