Лемљени сребрни контакти у високонапонским{0}}окидачима: везивање материјала и отпорност на лук

Лемљени сребрни контактни склоп комбинује контактну главу на бази сребра- са бакарном подлогом кроз металуршки везани слој лемљења. За -прекидаче велике струје, избор контактног материјала, температура лемљења, геометрија споја, покривеност-површине везе и преглед након-лемљења директно утичу на отпор контакта, топлотни пораст, механичко задржавање и понашање{5}}ерозије лука.

За МЦЦБ и друге високо{0}}струјне склопне структуре, инжењерски циљ није само контактна површина{1}}богата сребром. Комплетан склоп мора да одржава струјни пут са ниским-отпором, истовремено одолевајући поновљеној енергији лука, термичком циклусу и механичком оптерећењу на интерфејсу контакта.

АгВЦ и АгЦ контактни материјали за излагање луку

Током прекида, контактна површина је изложена локализованом загревању, везивању лука, преносу материјала и поновљеном термичком циклусу. АгВЦ и АгЦ системи се стога узимају у обзир када примена захтева тврђу фазу контакта од чистог сребра.

Стварну формулацију треба изабрати према називној струји, напону, прекиду кратког{0}}споја, фреквенцији пребацивања и геометрији контакта, а не само према називу материјала.

За МЦЦБ контактни систем, контактна глава се не може проценити независно од бакарног носача. Контактни материјал са добром отпорношћу на лук и даље може довести до прераног квара монтаже ако лемљени интерфејс садржи шупљине, недовољно влажење или неадекватно подручје везивања.

Отпор контакта и топлотни пораст у условима испитивања ИЕЦ 60947

На отпорност контакта утичу стање површине, контактни притисак, тврдоћа материјала, геометрија контакта и дизајн путање струје. Ниска почетна вредност отпора је корисна само када остане стабилна након термичког и електричног циклуса.

За контролу производње, инжењерски тимови треба да дефинишу мерљиве критеријуме прихватања за:

• Отпор контакта у мΩ испод наведене испитне струје.
• Пораст температуре контакта испод називне струје.
• Толеранција димензија контакта-у мм.
• Покривеност залемљених спојева и видљива шупљина.
• Механичка чврстоћа на смицање у МПа.
• Површинска тврдоћа или микро{0}}тврдоћа у ХВ где је применљиво.

Спецификација добављача би стога требало да идентификује методу испитивања, локацију мерења, примењену струју и границу прихватљивости, а не само општу изјаву као што је „низак отпор“.

Лемљени спој у односу на заковни спој за високо-тренутне контакте

Лемљење и закивање стварају различите механичке и електричне интерфејсе. Закивани контакт зависи од механичке деформације и контролисаног контакта између компоненти, док лемљење формира металуршки спој кроз легуру за лемљење.

Лемљена структура може да обезбеди непрекидну лепену површину испод контактне главе, али само када је спој правилно дизајниран. Добављач треба да контролише зазор лемљења, дистрибуцију-метала за пуњење, брзину грејања, вршну температуру и услове хлађења.

За закивање, примарне варијабле се померају према пречнику дршке заковице, сили нарушавања, висини главе, концентричности и заосталом механичком преднапрезању.

Температура лемљења, влажење и чишћење спојева

Процес лемљења треба да се успостави на основу стварног{0}}металног система за пуњење, а не на основу опште температуре пећи.

Важне варијабле процеса укључују:

• Опсег топљења легуре пунила и температура ликвидуса.
• Стање бакарне{0}}подршке површине пре лемљења.
• Контакт{0}}Поравнање главе и подршке.
• Чишћење зглоба и удаљеност капиларног тока.
• Брзина грејања и вршна температура.
• Време држања на температури лемљења.
• Заштитна атмосфера или стање вакуума.
• Брзина хлађења и контрола дисторзије.

За квалификацију производње, металографски попречни- пресеци треба да се користе да би се потврдило да је легура за пуњење протекла кроз предвиђени регион везивања без прекомерног пражњења, непотпуног влажења или неконтролисаног формирања интерметала.

Смична чврстоћа већа или једнака 150 МПа: Дизајн теста, а не маркетиншке тврдње

Вредност чврстоће на смицање{0}} као што је већа или једнака 150 МПа треба да се наведе само када је везана за дефинисану комбинацију материјала, геометрију споја и метод испитивања. Нумерички резултат може значајно да се промени у зависности од пречника-главе контакта, дебљине лемљења, површине преклапања, припреме узорка и правца оптерећења.

За квалификацију добављача, записник о тестирању треба да идентификује:

Спој који поквари унутар матичног материјала, а не дуж лемљеног интерфејса, пружа различите инжењерске информације од грешке интерфејса. КА записи би стога требало да документују локацију лома, а не само вршно оптерећење.

Геометрија носача бакра и електрична проводљивост

Бакарни носач обезбеђује главну путању{0}}која струје иза контактне главе. Квалитет бакра,-површина попречног пресека, дебљина носача и геометрија{3}}зоне лемљења све утичу на пад напона и топлотни пораст.

Тамо где је наведена електрична проводљивост, спецификација за куповину треба да идентификује квалитет бакра и основу за испитивање. Вредност као што је већа или једнака 85% ИАЦС не би требало да се преноси између разреда бакра без верификације.

Механички дизајн такође треба да спречи прекомерну концентрацију топлоте око лемљене површине. Оштре промене пресека, танки потпорни делови и лоше контролисани отисци лемљења могу да створе локалне температурне градијенте током рада велике-струје.

Дизајн интерфејса АгВЦ/АгЦ: 0,01–0,05 мм контрола димензија

Контактна глава и бакарни носач морају остати поравнати током лемљења. У зависности од величине компоненте и могућности процеса, критичне димензије се могу контролисати унутар опсега као што су ±0,01 мм до ±0,05 мм, али стварна толеранција мора да се утврди на основу цртежа дизајна прекидача и скупа склопа-навише.

Кључне димензије обично укључују:

• Контакт{0}}пречник главе.
• Контактна{0}}дебљина главе.
• Подршка ширина и дебљина.
• Пречник{0}}области лемљења.
• Контакт{0}}равно лице.
• Концентричност између контактне главе и ослонца.
• Висина готове монтаже.

Димензиону инспекцију треба извршити након лемљења јер термичко изобличење може променити коначну геометрију.

Дефекти лемљења: шупљине, не{0}}квашење и неусклађеност

Најважнији дефекти лемљења су генерално повезани са непотпуним протоком пунила, хватањем гаса, контаминацијом и неконтролисаним загревањем.

Контролисани процес лемљења стога треба комбиновати са инспекцијом димензија, а не третирати као изоловану термичку операцију.

Рендген/ЦТ преглед унутрашњих дефеката лемљења

Визуелна инспекција не може поуздано да идентификује унутрашње празнине испод сребрне контактне главе. За компоненте јаких{1}}струјних прекидача, рендгенски снимак или компјутерска томографија могу да пруже не-недеструктивни доказ унутрашњег стања зглобова.

Спецификација инспекције треба да дефинише:

• Област инспекције.
• Минимална величина дефекта који се може открити.
• Максимални дозвољени проценат шупљина или појединачна величина шупљина.
• Локација пријема.
• Фреквенција узорковања.
• Резолуција опреме.
• Идентификација парцеле.
• Формат извештаја о инспекцији.

Границе прихватања морају бити усаглашене са нацртом компоненте или планом квалитета. Генеричка изјава „нула празнина“ није технички корисна осим ако није дефинисан и праг детекције.

Ултразвучна и металографска верификација

Ултразвучна инспекција се може узети у обзир тамо где геометрија компоненти и комбинација материјала обезбеђују довољно акустичког повезивања и раздвајања сигнала.

За квалификацију процеса, деструктивна металографија остаје корисна јер директно открива:

• Лемљење{0}}континуитета слоја.
• Дистрибуција пунила.
• Интерфејс реакционе зоне.
• Порозност.
• Пукотине.
• Непотпуно влажење.
• Локализовано прегревање.

НДТ и металографија служе у различите сврхе. НДТ подржава испитивање производње без уништавања компоненте; металографија пружа детаљне{1}}доказе о развоју процеса из одабраних узорака.

Испитивање смицања и анализа{0}}режима отказа

Испитивање смицања треба да примени контролисано оптерећење на контактну главу све док не дође до квара интерфејса или матичног{0}}материјала.

Извештај о испитивању треба да садржи идентификацију узорка, серију материјала, површину споја, максималну силу, израчунати напон, конфигурацију оптерећења и локацију лома.

на пример:

Напон смицања (МПа)=Максимално смично оптерећење (Н) ÷ Ефективна површина споја (мм²)

Ако се ефективна површина везивања не мери доследно, подаци о снази смицања-из различитих геометрија компоненти се не могу директно поредити.

АгВЦ/АгЦ сертификација материјала и записи о серијама

За аутомобилске{0}}компоненте високог напона{1}}повезане са прекидачем, следљивост материјала треба да се протеже од улазног сировог материјала до готовог склопа.

Контролисани запис може укључивати:

• Контакт{0}}оцена материјала.
• Садржај сребра или декларисани састав.
• Спецификација волфрам карбида или угљеничне фазе.
• Квалитет бакра.
• Допунски{0}}метал.
• Снабдевач{0}} сировинама.
• Број серије.
• Датум производње.
• Идентификација опреме за лемљење.
• Температурни профил лемљења.
• Идентификација оператера или производне{0}}линије.
• НДТ резултат.
• Резултат димензионалне инспекције.
• Резултат механичког испитивања.

Системи квалитета ИСО 9001 и ИАТФ 16949 могу да обезбеде оквир за контролу процеса и следљивост, док стварни критеријуми прихватања компоненти треба да остану-специфични за производ.

Усклађеност са РоХС и РЕАЦХ материјалом

Усклађеност материјала треба да се документује путем контролисаних декларација и, где је потребно, лабораторијских испитивања.

За набавку, пакет добављача треба да разликује:

• Декларација о саставу материјала.
• Документација о усклађености са РоХС.
• РЕАЦХ декларација{0}}статуса супстанце.
• Сертификат улазног материјала.
• Производна{0}}следљивост серије.
• Завршни записник инспекције.

Ово раздвајање спречава да се документ о усклађености погрешно третира као доказ механичких или електричних перформанси.

Могућност процеса: ±0,01 мм до ±0,05 мм Критичне димензије

Димензиона способност треба да се процени у односу на стварни инжењерски цртеж. За прецизне склопове контаката, мерење може укључивати микрометре, оптичке системе, ЦММ опрему или наменске мераче.

Тамо где је на цртежу наведено ±0,01 мм, добављач треба да покаже способност процеса коришћењем дефинисаног система мерења и методе узорковања уместо да се ослања на један резултат инспекције.

За већу{0}}производњу, статистичка контрола процеса може да се примени на димензије као што су висина контактне{1}}главе, дебљина ослонца, висина лемљене монтаже и концентричност.

Шта одређује потребну чврстоћу споја лемљења за сребрни контакт прекидача?

Потребна вредност зависи од геометрије контакта, оптерећења при монтажи, термичког циклуса и радног оптерећења. Чврстоћу на смицање треба специфицирати у МПа заједно са геометријом испитивања, спојеном површином, смером оптерећења и начином лома.

Како се проверава квалитет унутрашњег лемљења склопа сребрних контаката?

Рендген или ЦТ преглед може да идентификује унутрашње шупљине и непотпуно спајање без уништавања компоненте. Одабрани узорци се затим могу подвргнути металографском сечењу и тестирању на смицање ради квалификације процеса.

Коју следљивост треба да обезбеди добављач за АгВЦ или АгЦ лемљене контакте?

Добављач треба да повеже контактне -материјале и бакре{1}}потпорне серије са записима о металу за пуњење{2}}, параметрима лемљења, резултатима НДТ-а, инспекцијом димензија и коначном идентификацијом серије. Системи ИСО 9001 или ИАТФ 16949 могу подржати ову структуру следљивости.

За тренутне{0}}програме прекидача, пошаљите цртеж контакта, захтев за АгВЦ/АгЦ материјалом и критеријуме за инспекцију лемљења за вашеЛемљени сребрни контактни склоп, тако да производни тим може да прегледа заједнички дизајн, алате, НДТ и изводљивост производње пре следећег издања за куповину.