विद्युत संपर्क असेंबलियों और बसबारों के लिए अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग बनाम प्रतिरोध वेल्डिंग

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग सीमित बल्क हीटिंग के साथ उच्च आवृत्ति यांत्रिक कंपन के माध्यम से प्रवाहकीय धातुओं को जोड़ती है, जबकि प्रतिरोध वेल्डिंग विद्युत प्रवाह और संपर्क प्रतिरोध के माध्यम से एक स्थानीय संलयन क्षेत्र उत्पन्न करती है। विद्युत संपर्क असेंबलियों और बसबारों के लिए, चयन सामग्री संयोजन, अनुभाग की मोटाई, स्वीकार्य थर्मल एक्सपोज़र, आवश्यक कतरनी ताकत और तैयार जोड़ के विद्युत प्रतिरोध पर निर्भर करता है।

 

इंजीनियरिंग का निर्णय केवल "कौन सी वेल्डिंग प्रक्रिया अधिक मजबूत है" नहीं है। जोड़ को कम विद्युत प्रतिरोध, नियंत्रित यांत्रिक शक्ति, स्थिर धातुकर्म संबंध, आयामी सटीकता और मुद्रांकन और असेंबली के बाद दोहराने योग्य उत्पादन गुणवत्ता बनाए रखनी चाहिए।

 

 

 

AgSnO₂-Cu संपर्क असेंबलियों के लिए निम्न{0}}तापमान संबंध

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग विशेष रूप से तब लागू होती है जब विद्युत संपर्क में चांदी मिश्र धातु होती है और सब्सट्रेट तांबा होता है। एक अल्ट्रासोनिक संपर्क वेल्डिंग असेंबली आधार सामग्री के पिघलने के तापमान तक पहुंचने के लिए पूरे संयुक्त इंटरफ़ेस की आवश्यकता के बिना एक ठोस राज्य बंधन बना सकती है।

 

विशिष्ट अनुप्रयोगों में शामिल हैं:

AgSnO₂-Cu संपर्क असेंबलियों को चांदी मिश्र धातु के लिए सीमित थर्मल एक्सपोज़र की आवश्यकता होती है।
Cu-Cu ब्रेडेड तार कनेक्शन जहां स्ट्रैंड विरूपण नियंत्रित रहना चाहिए।
पतली तांबे की चादरें, पन्नी के ढेर, टर्मिनल और लचीले कंडक्टर।
बैटरी और पावर {{0}इलेक्ट्रॉनिक्स कनेक्शन जहां अत्यधिक गर्मी आसन्न इन्सुलेशन को नुकसान पहुंचा सकती है।
विद्युत संपर्क पुलों को जुड़ने के बाद लगातार संपर्क प्रतिरोध की आवश्यकता होती है।

वेल्डिंग तंत्र अल्ट्रासोनिक कंपन के साथ नियंत्रित क्लैंपिंग दबाव को जोड़ता है। सतह के ऑक्साइड और संदूषक इंटरफ़ेस पर बाधित होते हैं, जबकि स्थानीयकृत प्लास्टिक विरूपण वास्तविक धातु संपर्क क्षेत्र को बढ़ाता है।

उत्पादन योग्यता के लिए, महत्वपूर्ण चर अल्ट्रासोनिक आवृत्ति तक सीमित नहीं हैं। वेल्डिंग आयाम, वेल्ड बल, ऊर्जा, चक्र समय, सामग्री कठोरता, ओवरलैप क्षेत्र और सतह की स्थिति को एक प्रक्रिया विंडो के रूप में नियंत्रित किया जाना चाहिए।

 

AgSnO₂-तांबा संयुक्त चर

चर	इंजीनियरिंग विचार	विशिष्ट गुणवत्ता फोकस
AgSnO₂ संपर्क सामग्री	सिल्वर{0}}टिन-ऑक्साइड विद्युत संपर्क मिश्र धातु	अत्यधिक तापीय गिरावट से बचें
तांबे का सब्सट्रेट	C1100 / उच्च-चालकता तांबा	चालकता और आयामी स्थिरता बनाए रखें
जोड़ की मोटाई	पतली-शीट और स्तरित संरचनाएँ	अत्यधिक विकृति को रोकें
वेल्ड बल	इंटरफ़ेस दबाव निर्धारित करता है	कुचले बिना स्थिर संबंध
अल्ट्रासोनिक आयाम	इंटरफ़ेस घर्षण और विरूपण को नियंत्रित करता है	अधिक वेल्डिंग से बचें
वेल्ड ऊर्जा	संबंध संगति से संबंधित है	डीओई के माध्यम से प्रक्रिया विंडो स्थापित करें
विद्युत प्रतिरोध	वर्तमान-पथ गुणवत्ता को इंगित करता है	100% या नमूना आधारित प्रतिरोध सत्यापन
कतरनी बल	यांत्रिक अखंडता को इंगित करता है	विनाशकारी परीक्षण डेटा को वेल्ड मापदंडों के साथ सहसंबंधित करें

 

 

 

प्रतिरोध वेल्डिंग स्थानीयकृत जूल हीटिंग उत्पन्न करने के लिए वर्कपीस से गुजरने वाले विद्युत प्रवाह का उपयोग करता है। इंटरफ़ेस पर उत्पन्न ऊष्मा लगभग संबंधित है:

 

Q=I²Rt

 

जहां I वेल्डिंग करंट है, R विद्युत प्रतिरोध है, और t वर्तमान अवधि है।

यह इलेक्ट्रोड बल, करंट, वेल्ड समय, सामग्री प्रतिरोध और संपर्क ज्यामिति को वेल्ड निर्माण के लिए सीधे प्रासंगिक बनाता है।

मोटे मुद्रांकित घटकों के लिए, प्रतिरोध स्पॉट वेल्डिंग कई ठोस अवस्था में शामिल होने की प्रक्रियाओं की तुलना में अधिक पैठ के साथ एक परिभाषित संलयन क्षेत्र उत्पन्न कर सकता है। यह इसे प्रतिरोध स्पॉट वेल्डिंग तांबे के संपर्कों, मुद्रांकित विद्युत पुलों, टर्मिनलों और बहुपरत प्रवाहकीय घटकों के लिए उपयुक्त बनाता है।

 

C1100 कॉपर घटकों की प्रतिरोध वेल्डिंग

तांबा एक विशिष्ट प्रतिरोध वेल्डिंग चुनौती प्रस्तुत करता है क्योंकि इसकी विद्युत प्रतिरोधकता कम है और इसकी तापीय चालकता अधिक है। इसलिए पर्याप्त स्थानीय ताप उत्पन्न करने के लिए एक बड़े करंट की आवश्यकता हो सकती है।

 

उत्पादन इंजीनियरिंग आम तौर पर इस पर केंद्रित होती है:

इलेक्ट्रोड ज्यामिति और संपर्क क्षेत्र।
इलेक्ट्रोड बल स्थिरता.
वेल्डिंग-वर्तमान पुनरावृत्ति।
वर्तमान उत्थान और पतन की विशेषताएँ।
शीट की मोटाई और ढेर-ऊपर।
सतह ऑक्सीकरण और संदूषण.
इलेक्ट्रोड घिसाव।
डली का व्यास और पैठ.
पोस्ट -वेल्ड विद्युत प्रतिरोध।
विनाशकारी कतरनी या छिलका परीक्षण।

 

एक प्रतिरोध वेल्डेड संपर्क पुल को केवल दृश्य निरीक्षण के माध्यम से योग्य नहीं बनाया जाना चाहिए। नगेट निर्माण, यांत्रिक शक्ति, विद्युत प्रतिरोध और विफलता मोड को वेल्डिंग प्रक्रिया विंडो के साथ सहसंबद्ध करने की आवश्यकता है।

 

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C1100 कॉपर बनाम AgSnO₂ संपर्क सामग्री

सामग्री संयोजन यह निर्धारित करता है कि थर्मल इनपुट या यांत्रिक विरूपण प्रमुख इंजीनियरिंग बाधा है या नहीं।

 

पैरामीटर	अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग	प्रतिरोध वेल्डिंग
प्राथमिक संबंध तंत्र	ठोस-अवस्था यांत्रिक बंधन	प्रतिरोध-ने स्थानीयकृत ताप उत्पन्न किया
थोक सामग्री का पिघलना	सामान्यतः परहेज किया जाता है	संलयन क्षेत्र सामान्यतः बनता है
गर्मी-प्रभावित क्षेत्र	अपेक्षाकृत सीमित	अधिक स्थानीय लेकिन उच्च शिखर तापमान
तांबे की पतली चादरें	अत्यधिक उपयुक्त	अनुकूलित मापदंडों के साथ उपयुक्त
तांबे की चोटी	अत्यधिक उपयुक्त	बारीक -स्ट्रैंड संरचनाओं के लिए अधिक कठिन
मोटा मुद्रांकित तांबा	अनुप्रयोग-आश्रित	अच्छी तरह से अनुकूल
AgSnO₂ संपर्क करें	उपयुक्त जहां थर्मल एक्सपोज़र सीमित होना चाहिए	नियंत्रित ताप इनपुट के साथ संभव
वेल्ड डली	प्राथमिक योग्यता सुविधा नहीं	प्राथमिक वेल्ड-गुणवत्ता विशेषता
इलेक्ट्रोड आवश्यकता	हॉर्न/निहाई प्रणाली	इलेक्ट्रोड की आवश्यकता है
इलेक्ट्रोड घिसाव	उपकरण का घिसना सामग्री और आयाम पर निर्भर करता है	महत्वपूर्ण उत्पादन चर
विशिष्ट सत्यापन	कतरनी + विद्युत प्रतिरोध + धातु विज्ञान	नगेट + कतरनी/छील + विद्युत प्रतिरोध
प्रक्रिया अनुकूलन	बल + आयाम + ऊर्जा + समय	धारा + बल + समय + इलेक्ट्रोड ज्यामिति

 

तांबे से - से - तांबे से बने ब्रेडेड तार

कॉपर ब्रैड स्टैम्प्ड शीट मेटल से जुड़ने की एक अलग समस्या प्रस्तुत करता है। अलग-अलग स्ट्रैंड में छोटे क्रॉस-सेक्शन और ऑक्साइड परतें होती हैं, जबकि अत्यधिक थर्मल इनपुट स्थानीय एनीलिंग या अवांछित विरूपण का कारण बन सकता है।

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग एक अपेक्षाकृत कॉम्पैक्ट गर्मी {{0} प्रभावित क्षेत्र को बनाए रखते हुए तांबे के टर्मिनल के खिलाफ कई तांबे के तारों को समेकित कर सकती है।

 

इंजीनियरिंग का उद्देश्य प्राप्त करना है:

कम विद्युत प्रतिरोध + पर्याप्त खींच/कतरनी शक्ति + नियंत्रित स्ट्रैंड समेकन।

इसलिए एक उत्पादन विनिर्देश को केवल वेल्ड उपस्थिति पर निर्भर रहने के बजाय स्वीकार्य विद्युत प्रतिरोध और यांत्रिक विफलता मोड को परिभाषित करना चाहिए।

 

 

एक वेल्डेड विद्युत कनेक्शन के दो स्वतंत्र कार्य होते हैं:

नियंत्रित विद्युत हानि के साथ करंट प्रवाहित करें।
असेंबली और सर्विस के दौरान मैकेनिकल लोडिंग से बचे रहें।

अत्यधिक विद्युत प्रतिरोध प्रदर्शित करते हुए एक जोड़ में स्वीकार्य यांत्रिक शक्ति हो सकती है। इसके विपरीत, कम {{1}प्रतिरोध वाले जोड़ में अपर्याप्त यांत्रिक शक्ति हो सकती है।

 

विद्युत प्रतिरोध माप

जब लक्ष्य प्रतिरोध इतना कम हो कि सीसा और संपर्क प्रतिरोध अन्यथा माप को प्रभावित करेगा, तो चार - तार केल्विन माप को प्राथमिकता दी जाती है।

परीक्षण प्रणाली को नियंत्रित करना चाहिए:

वर्तमान का परीक्षण करें.
जांच स्थिति.
माप की दिशा.
संपर्क दबाव.
तापमान।
स्थिरीकरण का समय.
नमूनाकरण आवृत्ति.

उच्च धारा वाले तांबे के कनेक्शन के लिए, प्रतिरोध मान को एक अलग संख्या के रूप में व्याख्या करने के बजाय कंडक्टर ज्यामिति और प्रभावी धारा ले जाने वाले क्षेत्र के साथ सहसंबद्ध किया जाना चाहिए।

 

कतरनी और खींचो परीक्षण

यांत्रिक सत्यापन में शामिल हो सकते हैं:

गोद-कतरनी परीक्षण।
परीक्षण हटा दें।
स्तरित संरचनाओं के लिए छीलन परीक्षण।
टर्मिनलों का तन्यता परीक्षण।
विनाशकारी क्रॉस-सेक्शन विश्लेषण।

विफलता मोड अतिरिक्त जानकारी प्रदान करता है. मूल सामग्री के माध्यम से एक फ्रैक्चर इंटरफेशियल पृथक्करण से एक अलग प्रक्रिया स्थिति को इंगित करता है।

 

 

 

वेल्डेड संपर्कों के लिए IATF 16949 प्रक्रिया नियंत्रण

ऑटोमोटिव विद्युत संपर्क घटकों के लिए, वेल्डिंग को एक अलग असेंबली ऑपरेशन के बजाय एक नियंत्रित विशेष प्रक्रिया के रूप में माना जाना चाहिए।

एक उत्पादन नियंत्रण योजना में शामिल हो सकते हैं:

आने वाली सामग्री का सत्यापन।
सीएमएम आयामी निरीक्षण.
मुद्रांकन-प्रक्रिया की निगरानी।
वेल्ड पैरामीटर निगरानी।
इलेक्ट्रोड या हॉर्न की स्थिति की जाँच।
विद्युत प्रतिरोध परीक्षण.
कतरनी-बल सत्यापन।
मेटलोग्राफिक निरीक्षण.
बैच या उत्पादन लॉट द्वारा पता लगाने की क्षमता।
एमएसए और गेज आर एंड आर।
महत्वपूर्ण आयामों और वेल्ड विशेषताओं के लिए एसपीसी।

पीपीएपी स्तर 3 प्रस्तुत करने के लिए, आपूर्तिकर्ता को डीएफएमईए → पीएफएमईए → नियंत्रण योजना → कार्य निर्देश → निरीक्षण रिकॉर्ड → क्षमता अध्ययन → सत्यापन परिणाम के बीच एक दस्तावेजी संबंध स्थापित करने की आवश्यकता हो सकती है।

 

सीएमएम निरीक्षण और ±0.01 मिमी आयामी नियंत्रण

वेल्डेड असेंबली को डाउनस्ट्रीम कॉन्टैक्टर, रिले, फ़्यूज़, स्विचगियर या बसबार असेंबली के साथ आयामी अनुकूलता बनाए रखनी चाहिए।

उत्पाद ज्यामिति के आधार पर, महत्वपूर्ण आयामों में शामिल हो सकते हैं:

केंद्र स्थिति से संपर्क करें।
छेद का व्यास.
टर्मिनल समतलता.
वेल्ड स्थान.
संपर्क ऊंचाई.
मोड़ कोण.
कुल लंबाई।
तांबे की शीट की मोटाई.

सटीक मुद्रांकित घटकों के लिए, चयनित आयामों को वास्तविक उत्पाद ड्राइंग और कार्यात्मक सहनशीलता स्टैक के अधीन ±0.01 मिमी तक नियंत्रित किया जा सकता है।

 

 

एक वेल्डेड संपर्क ब्रिज आपूर्तिकर्ता का मूल्यांकन अकेले वेल्डिंग क्षमता के बजाय पूरी विनिर्माण श्रृंखला के आधार पर किया जाना चाहिए।

 

योग्यता मद	अनुशंसित सत्यापन
कच्चा माल	सामग्री प्रमाणपत्र और संरचना सत्यापन
मुद्रांकन	आयामी निरीक्षण और उपकरण-प्रक्रिया रिकॉर्ड
वेल्डिंग	पैरामीटर विंडो और प्रक्रिया सत्यापन
विद्युत प्रदर्शन	कम -प्रतिरोध माप
यांत्रिक प्रदर्शन	कतरनी/तन्यता/छिलका परीक्षण
धातुकर्म	क्रॉस-सेक्शन और सूक्ष्म निरीक्षण
आयामी सटीकता	सीएमएम निरीक्षण
पता लगाने की क्षमता	बहुत सारे स्तर के उत्पादन रिकॉर्ड
ऑटोमोटिव गुणवत्ता	आईएटीएफ 16949 प्रणाली
सबमिशन पैकेज	पीपीएपी स्तर 3 क्षमता
पर्यावरण अनुपालन	RoHS/पहुँच दस्तावेज
प्रक्रिया क्षमता	एसपीसी/सीपी/सीपीके जहां निर्दिष्ट हो

 

एक आपूर्तिकर्ता जो मुद्रांकन करने में सक्षम है लेकिन प्रतिरोध और यांत्रिक परिणामों के साथ वेल्ड मापदंडों को सहसंबंधित करने में असमर्थ है, खरीदार के लिए अतिरिक्त योग्यता कार्य बनाता है। पसंदीदा सोर्सिंग मॉडल वह है जहां स्टैम्पिंग, जॉइनिंग, निरीक्षण, ट्रैसेबिलिटी और पीपीएपी दस्तावेज़ीकरण को एक नियंत्रित विनिर्माण प्रणाली के भीतर प्रबंधित किया जाता है।

 

 

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग: पतला तांबा, ब्रैड और कम थर्मल एक्सपोजर

डिज़ाइन की आवश्यकता होने पर अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग का चयन करें:

कॉपर ब्रैड समेकन।
पतली प्रवाहकीय चादरें.
सीमित थोक तापन।
ठोस-अवस्था में शामिल होना।
AgSnO₂-से-कॉपर संपर्क जुड़ना।
कॉम्पैक्ट विद्युत कनेक्शन क्षेत्र।
पतली प्रवाहकीय सामग्रियों का नियंत्रित विरूपण।

प्रतिरोध वेल्डिंग: मोटी मुद्रांकित घटक और परिभाषित वेल्ड नगेट्स

डिज़ाइन की आवश्यकता होने पर प्रतिरोध वेल्डिंग का चयन करें:

मोटे मुद्रांकित तांबे के घटक।
उच्च स्थानीय ताप इनपुट।
परिभाषित फ़्यूज़न नगेट्स।
उच्च उत्पादन थ्रूपुट.
दोहराने योग्य इलेक्ट्रोड स्थिति।
मुद्रांकित संपर्क पुलों का संरचनात्मक जुड़ाव।

अंतिम प्रक्रिया का निर्णय सामग्री ढेर, मोटाई, संयुक्त ज्यामिति, विद्युत प्रतिरोध लक्ष्य, यांत्रिक लोड आवश्यकता, थर्मल संवेदनशीलता और उत्पादन मात्रा पर आधारित होना चाहिए।

 

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एक योग्य विद्युत संपर्क असेंबली में साक्ष्य के तीन पूरक रूप होने चाहिए।

 

विद्युत सत्यापन

पूर्ण वर्तमान पथ को मापें और परिभाषित परीक्षण स्थितियों के तहत स्वीकार्य प्रतिरोध सीमा स्थापित करें।

कम -प्रतिरोध वाले तांबे के जोड़ों के लिए, माप विधि स्वयं विनिर्देश का हिस्सा बन जाती है।

 

यांत्रिक सत्यापन

कतरनी या तन्यता परीक्षण यह स्थापित करता है कि जोड़ असेंबली बलों, कंपन, थर्मल साइक्लिंग और सर्विस लोड का सामना कर सकता है या नहीं।

स्वीकृति मानदंड में न्यूनतम बल और स्वीकार्य विफलता मोड दोनों निर्दिष्ट होने चाहिए।

 

मेटलोग्राफिक सत्यापन

क्रॉस{{0}अनुभागीय विश्लेषण पहचान सकता है:

अधूरा बंधन.
ख़ालीपन.
दरारें.
अत्यधिक विकृति.
अपर्याप्त वेल्ड पैठ।
अत्यधिक गर्मी से प्रभावित क्षेत्र।
अनियमित डली ज्यामिति.

 

 

 

बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए वेल्डेड संपर्क असेंबली जारी करने से पहले, इंजीनियरिंग ड्राइंग और आपूर्तिकर्ता विनिर्देश को परिभाषित करना चाहिए:

 

सामग्री: C1100, C2680, AgSnO₂, या निर्दिष्ट चांदी मिश्र धातु।
सामग्री की मोटाई: वास्तविक शीट या कंडक्टर की मोटाई।
संयुक्त विन्यास: लैप, बट, ओवरलैप, ब्रैड {{0} से {{1} टर्मिनल, या संपर्क {{2} से {{3} वाहक।
वेल्डिंग प्रक्रिया: अल्ट्रासोनिक या प्रतिरोध वेल्डिंग।
विद्युत आवश्यकता: अधिकतम स्वीकार्य संयुक्त प्रतिरोध।
यांत्रिक आवश्यकता: न्यूनतम कतरनी या तन्य बल।
आयामी आवश्यकता: महत्वपूर्ण आयाम और सहनशीलता, जैसे ±0.01 मिमी जहां लागू हो।
सतह की स्थिति: चढ़ाना, ऑक्सीकरण, संदूषण, और सफाई की आवश्यकताएं।
निरीक्षण विधि: केल्विन प्रतिरोध माप, सीएमएम, मेटलोग्राफी और विनाशकारी परीक्षण।
गुणवत्ता प्रणाली: IATF 16949 जहां ऑटोमोटिव आपूर्ति आवश्यकताएं लागू होती हैं।
सबमिशन: पीपीएपी स्तर 3 जहां ग्राहक द्वारा निर्दिष्ट किया गया हो।
पर्यावरण अनुपालन: RoHS और पहुंच आवश्यकताएँ।

 

 

सामान्य पीपीएपी लेवल 3 दस्तावेज़ीकरण किसके लिए आवश्यक है?वेल्डेड संपर्क असेंबली?

पीपीएपी स्तर 3 में आम तौर पर ग्राहक की विशिष्ट प्रस्तुति आवश्यकताओं के अधीन लागू डिज़ाइन रिकॉर्ड, प्रक्रिया प्रवाह, पीएफएमईए, नियंत्रण योजना, आयामी परिणाम, सामग्री और प्रदर्शन परीक्षण परिणाम, एमएसए साक्ष्य, प्रक्रिया क्षमता डेटा, नमूना भागों और पीएसडब्ल्यू की आवश्यकता होती है।

 

मैं प्रतिरोध वेल्डिंग के बजाय कॉपर ब्रैड के लिए अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग कैसे चुनूं?

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग पर आमतौर पर तब विचार किया जाता है जब कॉपर ब्रैड को सीमित थोक हीटिंग के साथ स्ट्रैंड समेकन की आवश्यकता होती है। प्रतिरोध वेल्डिंग तब अधिक उपयुक्त होती है जब जोड़ को मोटे मुद्रांकित घटकों में एक परिभाषित संलयन क्षेत्र की आवश्यकता होती है।

 

वेल्डेड तांबे के संपर्क पर विद्युत प्रतिरोध का परीक्षण कैसे किया जाता है?

आमतौर पर कम प्रतिरोध वाले जोड़ों के लिए चार{0}}तार केल्विन माप पद्धति का उपयोग किया जाता है। परीक्षण विनिर्देश में वर्तमान, जांच स्थान, तापमान, स्थिरीकरण की स्थिति, नमूना आवृत्ति और अधिकतम स्वीकार्य संयुक्त प्रतिरोध को परिभाषित किया जाना चाहिए।