Standardi nadzora kakovosti za avtomatizirane kovičene in varjene sklope s srebrnim kontaktom

Avtomatizirane srebrne električne kovičene komponente in varilni sklopi zahtevajo strogo mehansko validacijo, da se prepreči razslojevanje kontaktnih vmesnikov, čezmerna kontaktna odpornost in prezgodnja obločna erozija v visokonapetostnih enosmernih kontaktorjih in odklopnikih. Za izpolnjevanje standardov IATF 16949 visoko zmogljiva proizvodnja zahteva natančen nadzor debeline srebrovega sloja, gradientov mikrotrdote in mehanske strižne trdnosti nad 150 MPa, da se zagotovi zanesljivost v 100000+ električnih preklopnih ciklih pod pogoji delovanja IEC 60947.

Pri avtomatiziranih kovičenih in varjenih sklopih s srebrnim kontaktom je treba celovitost spoja preveriti na vmesniku kontakt-in-nosilec, ne samo z vizualnim pregledom. Načrt nadzora proizvodnje mora povezovati strižno trdnost, kontaktni upor, metalografsko vezavo, debelino -plasti srebra, toleranco dimenzij in sledljivost postopka z električnimi zahtevami končnega releja, kontaktorja, odklopnika ali stikalne naprave.

Glavni mehanizmi odpovedi so mehansko ločevanje, nezadostno območje lepljenja, čezmerna kontaktna odpornost, razslojevanje srebrove-plasti, ekscentrično kovičenje, iztiskanje zvara, razpoke na toplotno-prizadetem območju in deformacija nosilca.

Za releje in nizko{0}}napetostne preklopne komponente je treba kontaktni upor izmeriti pri določenem preskusnem toku, kontaktni sili, stabilizacijskem času in okoljskih pogojih. Miliohmska vrednost brez njene preskusne metode ne zadostuje za kvalifikacijo dobavitelja.

Mehansko preskušanje mora prav tako razlikovati med iztekom glave zakovice, strižno obremenitvijo, torzijsko obremenitvijo in deformacijo nosilca. Eno število strižne-sile ne more predstavljati vsake konfiguracije sklepa.

Kontaktni materiali AgSnO2 in AgNi: IEC 60947 Električna obremenitev

AgSnO2 in AgNi sta izbrana glede na električno obremenitev, preklopno frekvenco, pogoje obloka, kontaktno silo in zahtevano odpornost proti varjenju ali eroziji.

Natančno razmerje AgSnO2, struktura delcev, trdota in proizvodna pot morajo biti navedeni na potrdilu o materialu in ne iz imena izdelka.

Napake kovičnega spoja: ±0,02 mm nadzor geometrije in vmesnika

Pogoste okvare vključujejo:

• Ekscentrična zakovica, ki se oblikuje pri dimenzijski kontroli ±0,02–0,05 mm
• Nezadostna dvignjena višina zaradi napačne količine materiala
• Razpoke zaradi čezmerne deformacije-pri hladnem
• Nepopolna povezava srebra-z-nosilcem
• Ohlapne kontaktne glave po oblikovanju
• Prekomerni robovi, ki vplivajo na sklop releja
• Neusklajenost kontaktov povzroča neenakomerno električno obremenitev
• Lokalna deformacija žigosanih BeCu ali bakrenih nosilcev

Mehanizem napake je običajno povezan s kombinacijo trdote materiala, geometrije surovca, zračnosti matrice, sile oblikovanja, mazanja, obrabe orodja in natančnosti podajanja.

Pri avtomatiziranih linijah mora biti nadzor dimenzij povezan z zapisom parametrov procesa. Če kontaktni premer ostane v mejah tolerance, strižna trdnost spoja pa pade, sam pregled dimenzij ne bo odkril temeljnega vzroka.

Postopek spajanja določa, kako se dosežejo mehansko zadrževanje, električna kontinuiteta, vnos toplote in ponovljivost proizvodnje. In-kovičenje, uporovno varjenje in ultrazvočno varjenje je zato treba ovrednotiti glede na geometrijo spoja in električno obremenitev, ne pa obravnavati kot medsebojno zamenljive postopke.

V-Kovičenje matrice: progresivni nadzor matrice pri visokih stopnjah proizvodnje

In-kovičenje združuje kontaktno dovajanje, pozicioniranje nosilca, prebadanje, oblikovanje in pregled v nadzorovano proizvodno zaporedje. Postopek lahko zmanjša razlike pri ravnanju, ker je kontaktni položaj vzpostavljen znotraj orodja za vtiskovanje ali oblikovanje.

Ključne kontrolne spremenljivke vključujejo:

• Natančnost podajanja:običajno nadzorovano glede na zahteve za risanje
• Premer stebla zakovice:običajno nadzorovano v območju ±0,02–0,05 mm
• Odmik matrice:določeno glede na debelino in trdoto materiala
• Oblikovanje kapi:nadzorovano, da se prepreči premalo-ali pre-oblikovanje
• Višina glave zakovice:izmerjena z optičnim ali laserskim pregledom
• Položaj kontaktnega centra:preverjen glede na podatek nosilca
• Obraba orodja:spremljati z dimenzijskim premikanjem in podpisi sile

Glavna inženirska prednost ni le hitrost. Gre za zmanjšanje variacije položaja med žigosanim nosilcem in kontaktnim elementom.

Uporovno varjenje: tokovna, sila in zrna metalografija

Kakovost uporovnega varjenja je odvisna od interakcije varilnega toka, napetosti, sile elektrode, časa varjenja, kontaktnega stanja, upora materiala in geometrije elektrode.

Za validacijo proizvodnje mora varilna specifikacija opredeliti:

• Varilni tok ali energijsko območje
• Sila elektrode
• Čas varjenja
• Geometrija elektrode
• Število impulzov
• Zadrži čas
• Največji sprejemljivi izgon
• Najmanjša zrna ali vezana površina
• Pogostost destruktivnega preizkusa
• Metalografska merila sprejemljivosti

Zvar, ki opravi vizualni pregled, lahko še vedno vsebuje nezadostno taljenje ali čezmerne notranje praznine. Metalografsko rezanje je zato še vedno uporabno med validacijo procesa in občasnimi revizijami.

Ultrazvočno varjenje: amplituda, tlak in območje spoja

Ultrazvočno varjenje ustvarja torno gibanje na vmesniku pod nadzorovanim pritiskom. Za električne komponente je procesno okno odvisno od trdote materiala, stanja površine, geometrije kontakta, amplitude vibracij, časa varjenja in uporabljene sile.

Za razliko od uporovnega varjenja ultrazvočno varjenje ni odvisno predvsem od lokalnega električnega uporovnega segrevanja. To spremeni toplotno izpostavljenost okoliške komponente.

Kvalifikacija procesa mora biti v korelaciji:

Pri tankih komponentah iz bakra, srebra ali bakrovih-zlitin lahko prekomerna ultrazvočna energija povzroči lokalno stanjšanje, površinsko deformacijo ali razpoke. Te učinke je treba preveriti z destruktivno-analizo preseka.

Kvalificiran dobavitelj sklopa srebrnih kontaktov ne bi smel sprostiti proizvodnih serij samo glede na kozmetični pregled. Mehanske, električne, metalurške in dimenzijske značilnosti je treba povezati z dokumentiranim nadzornim načrtom.

Strižna trdnost: Določena smer obremenitve in način porušitve

Strižno testiranje mora določiti geometrijo vpenjala, smer obremenitve, hitrost križne glave, stanje podpore, orientacijo vzorca in klasifikacijo napak.

Stranka lahko poda zahtevo, kot je strižna trdnost, večja ali enaka 150 MPa, vendar se te vrednosti ne sme prenašati med različnimi geometrijami spojev brez inženirske validacije.

Način okvare je enako pomemben:

Za destruktivno kvalifikacijo je treba lokacijo zloma zabeležiti skupaj z največjo silo.

Metalografski prečni-prerez: pregled območja praznin, razpok in vezi-

Metalografija je še posebej uporabna za razlikovanje dimenzijske napake od metalurške napake.

Prerez-lahko razkrije:

• Debelina srebrne-plasti
• Vmesnik stika-z-operatorjem
• Intermetalna ali difuzijska območja, kjer je primerno
• Mere zvarnih zrn
• Notranje praznine
• Razpoke
• Delaminacija
• Tok materiala po hladnem nabiranju
• Deformacija,-ki jo povzroči žigosanje
• Lokalno redčenje
• Stanje vmesne površine

Reprezentativni postopek priprave vzorca lahko vključuje rezanje, montažo, brušenje, poliranje, jedkanje, kjer je primerno, optično mikroskopijo in slikovno dokumentacijo.

Debelina srebrne-plasti in prevleke: XRF in preverjanje-preseka

Debelino srebrove-plasti je treba izmeriti glede na konstrukcijo kontakta.

Za prevlečene dele lahko XRF zagotovi hitro ne{0}}destruktivno presejanje, medtem ko metalografska-analiza preseka zagotavlja neposredno fizično meritev.

Pri bimetalnem kontaktu je debelina srebra del geometrije kontaktnega materiala in ne običajne galvanizirane prevleke. Metoda pregleda mora torej ustrezati konstrukciji.

Specifikacija kakovosti dobavitelja mora opredeliti:

• Stopnja srebrne zlitine
• Debelina ali volumen srebrne plasti
• Razred bakrene podlage
• Stanje vmesnika
• Dimenzijska toleranca
• Metoda merjenja
• Frekvenca vzorčenja
• Identifikacija parcele

Sama besedna zveza "srebrni kontakt" ne opredeljuje vsebnosti srebra, sestave zlitine, debeline sloja ali električne moči.

Testiranje korozije in okoljskega testiranja: ASTM B117 in IEC 60947

Preskus-s razprševanjem soli v skladu z ASTM B117 se lahko uporabi za oceno odpornosti proti koroziji ustreznih prevlečenih ali izpostavljenih-kovinskih komponent. Vendar rezultatov izpostavljenosti ASTM B117 ne bi smeli samodejno razlagati kot neposredne terenske-napovedi življenja.

Za nizko{0}}napetostno stikalno opremo je treba upoštevati zahteve IEC 60947 skupaj z dejansko kategorijo naprave, električno obremenitvijo, delovnim okoljem, temperaturo, vlažnostjo in mehanskim delovanjem.

Avtomatizacija izboljša nadzor kakovosti, ko so merilni podatki povezani s spremenljivkami procesa. Kamera, ki zazna manjkajoči kontakt, je uporabna, vendar proizvodni sistem, ki je sposoben povezati položaj kontakta, višino zakovice, preoblikovalno silo, varilni tok, odpornost in sledljivost serije, zagotavlja veliko močnejši nadzor procesa.

Vizualni pregled: ±0,005 mm preverjanje dimenzij

Optični pregled z visoko{0}}ločljivostjo je mogoče uporabiti za kritične geometrijske značilnosti, kjer risba izdelka omogoča optično merjenje.

Tipični pregledi vključujejo:

• Kontaktna prisotnost
• Kontaktna usmerjenost
• Premer glave zakovice
• Višina glave zakovice
• Položaj kontaktnega centra
• Profil nosilca
• Burrs
• Površinska kontaminacija
• Manjkajoče ali dvojno{0}}napajane komponente
• Deformacija žigosanja

Navedena toleranca, kot je ±0,005 mm, mora biti vedno povezana z dejansko strukturo ničelne točke risbe in zmogljivostjo merilnega sistema. Ne sme se predstavljati kot univerzalna toleranca za vsak žigosani kontaktni sklop.

Električno testiranje v liniji: kontaktni upor v mΩ

Preizkušanje električnega upora lahko prepozna zamik procesa, ki ga ni mogoče videti z optičnim pregledom.

Nadzorovani merilni sistem mora definirati:

• Testni tok
• Merilna napetost
• Sila sonde
• Lokacija sonde
• Čas stabilizacije
• Temperatura
• Prag uspešno/neuspešno
• Ponovljivost meritev

Na primer, če specifikacija stranke zahteva kontaktni upor, manjši ali enak 1 mΩ, morata biti merilna naprava in preskusni tok sposobna določiti to vrednost z zadostno ponovljivostjo.

Odpornost na stik je treba spremljati statistično in ne samo ob končnem pregledu.

SPC in IATF 16949: Zmogljivost postopka pred izdajo serije

Za avtomobilske ali EV-povezane aplikacije je mogoče uporabiti študije zmogljivosti procesa za kritične dimenzije in parametre spajanja.

Tipične statistične kontrole vključujejo:

• Analiza Cp/Cpk
• X-bar/R ali ustrezne kontrolne karte
• Prvo{0}}odobritev
• Nadzor-življenjske dobe orodja
• Analiza-merilnega sistema
• Sledljivost lota
• Ne{0}}ločevanje izdelkov
• Zapisi o-popravnih ukrepih

IATF 16949 zagotavlja okvir-upravljanja kakovosti, ki se običajno uporablja v avtomobilskih dobavnih verigah. Posebne-zahteve strank ostajajo potrebne, ker certificiranje po standardu-sistema upravljanja ne določa tehničnih omejitev sprejemljivosti za določen sklop srebrnih kontaktov.

Avtomatizirano zmanjšanje napak: obdelava povratnih informacij namesto končnega razvrščanja

Avtomatizacija najučinkoviteje zmanjša uhajanje napak, ko se rezultati pregleda vrnejo nazaj v proces oblikovanja ali spajanja.

Tipično zaporedje-zaprte zanke je:

Identifikacija serije materiala → podajanje → žigosanje → postavitev kontakta → kovičenje/varjenje → pregled dimenzij → električni pregled → beleženje podatkov → analiza SPC → prilagoditev procesa

Ta pristop omogoča proizvodnim inženirjem, da prepoznajo zamik, preden velika količina sklopov doseže končni pregled.

Za -serijsko proizvodnjo lahko pogostost pregledov razdelimo na:

Kakšna je minimalna zahteva za strižno trdnost za avtomatizirane sklope za kovičenje s srebrnim kontaktom?

Avtomatizirani sklopi za kovičenje srebrnih kontaktov morajo prenesti minimalno strižno trdnost 150 MPa, da preprečijo mehansko ločitev pri neprekinjenem visokofrekvenčnem elektromagnetnem sproženju v relejih in odklopnikih.

Kako Xiamen Apollo Electric Co., Ltd zagotavlja sledljivost materiala za srebrne kontaktne komponente?

Sledljivost materiala se vzdržuje s strogimi protokoli za nadzor serije IATF 16949, ki povezujejo potrdila o preskusu surovin v obratu (analiza spektrokemične sestave za AgSnO2, AgCdO ali AgNi) neposredno na lasersko vgravirane številke serije na končni embalaži.

Kakšen je standardni čas priprave vzorcev za kontaktne varilne sklope, izdelane po meri?

Standardna izdelava prototipov in vzorcev za bimetalne zakovice po meri, žigosane rezila in varjene kontaktne sklope običajno zahtevajo 10 do 15 delovnih dni, podprte s popolnimi poročili o pregledu dimenzij in mikrofotografijami prereza materiala.

Za nov ali nadomestni srebrni kontaktni varilni sklop ozv-električni kontakt za kovičenje, navedite 2D-risbo, 3D-model, kontaktni material, nosilni material, električno obremenitev, ciljni kontaktni upor, -zahtevo glede trdnosti spoja, letno količino in veljavni IEC 60947 ali specifikacijo stranke. Inženirski pregled lahko nato določi postopek spajanja, načrt inšpekcijskega pregleda, zahteve glede orodij in parametre-nadzora proizvodnje pred ponudbo.