Cum se sudează împletitura de cupru la bara de cupru?

Impletitura de cupru este utilizată pe scară largă în aparate de comutare, transformatoare, dulapuri electrice, sisteme de baterii și alte produse care necesită o conexiune flexibilă,-cu curent ridicat. Îmbinarea împletiturii la o bară solidă de cupru este însă mai complicată decât sudarea a două foi de metal obișnuite.

Șuvițele fine de cupru se pot răspândi sub presiune, bara solidă elimină căldura rapid, iar o mică modificare a stării suprafeței poate afecta consistența îmbinării. Dacă împletitura este cositorită, acoperirea adaugă o altă variabilă procesului de sudare.

Prin urmare, o îmbinare fiabilă începe cu piesa de prelucrat-nu cu numele sau capacitatea nominală a aparatului de sudură. Secțiunea transversală-impletiturii, construcția firelor, dimensiunile barei colectoare, suprafața îmbinării și performanța electrică necesară trebuie toate revizuite înainte de a alege între sudarea prin rezistență MFDC, sudarea prin difuzie, sudarea cu ultrasunete, sertizarea sau lipirea.

Acest ghid explică modul în care diferă aceste procese și ce informații sunt necesare pentru a alege un proces adecvataparat de sudură cu împletitură de cupru.

Procesul corect depinde dacă cerința este de a compacta capătul împletiturii, de a-l îmbina cu un alt conductor sau de a finaliza ambele operațiuni ca parte a unei linii de producție automatizate.

Acest tabel este mai degrabă un punct de plecare decât o recomandare finală a mașinii. Două părți descrise ca „împletitură de cupru la bară de cupru” pot necesita procese diferite dacă dimensiunile, acoperirile, zonele de sudură sau standardele de acceptare sunt diferite.

Cuprul transportă căldura departe de articulație

Cuprul are o conductivitate electrică și termică ridicată. În timpul sudării prin rezistență, curentul poate trece prin piesa de prelucrat cu rezistență relativ scăzută, în timp ce cuprul din jur elimină rapid căldura din zona de sudare prevăzută.

Mașina trebuie să furnizeze suficientă energie pentru a forma îmbinarea fără a prelungi timpul de sudare atât de mult încât împletitura se decolorează, șuvițele se înmoaie excesiv sau suprafața barei colectoare devine puternic indentată.

Bara de cupru solidă acționează de obicei ca un radiator mai mare decât împletitura. Prin urmare, geometria electrozilor și aranjarea pieselor trebuie să creeze un echilibru termic adecvat între cele două părți ale îmbinării.

Structura împletită nu se comportă ca o foaie solidă

Impletitura de cupru contine multe fire fine cu puncte de contact mici intre ele. Înainte de compactare, rezistența electrică din interiorul mănunchiului nu este distribuită atât de uniform cum ar fi într-o bandă solidă.

Când se aplică forța electrodului, firele pot:

• Deplasați-vă în lateral;
• Răspândiți dincolo de zona articulată prevăzută;
• Produce o grosime compactată neuniformă;
• Creați puncte de contact locale de înaltă{0}rezistență;
• Fii prins în afara feței electrodului;
• Separați în timpul tăierii sau manipulării.

Un dispozitiv care localizează doar marginile exterioare ale împletiturii poate să nu fie suficient. Uneltele trebuie să susțină împletitura aproape de zona de sudură și să controleze modul în care firele se mișcă pe măsură ce presiunea crește.

Condiția suprafeței modifică fereastra de sudare

Cuprul gol dezvoltă oxizi de suprafață în timpul depozitării și manipulării. Uleiul, praful, lubrifiantul de desen și amprentele pot crește, de asemenea, variația între părți.

Impletitura de cupru cositorită se comportă diferit de împletitura de cupru goală, deoarece stratul de staniu schimbă starea interfeței. Căldura excesivă poate cauza pierderea stratului de acoperire, contaminarea suprafeței sau preluarea de material pe electrod.

Furnizorul ar trebui să știe dacă împletitura și bara sunt:

• Cupru gol;
• Cupru cositorit;
• Cupru placat cu argint{0};
• cupru placat cu nichel{0};
• tratat chimic;
• Contaminat cu ulei sau reziduuri de prelucrare.

Schimbarea stratului de acoperire după ce a fost stabilit programul de sudare poate necesita noi teste.

Rezistența mecanică nu este singura cerință de acceptare

O îmbinare poate rezista la un test de tracțiune și totuși poate funcționa slab în funcționare dacă rezistența sa de contact este prea mare sau dacă devine instabilă după îndoiri repetate.

Ansamblurile de împletituri de cupru pot trebui să îndeplinească mai multe cerințe în același timp:

• Rezistența mecanică la tracțiune;
• Rezistență scăzută a articulațiilor;
• Creșterea controlată a temperaturii;
• Flexibilitate la îndoire;
• Rezistenta la oboseala;
• Precizie dimensională;
• Aspect acceptabil al suprafeței;
• Consecvență într-un lot de producție.

Aceste cerințe ar trebui definite înainte ca mașina și uneltele finale să fie aprobate.

Una dintre cele mai frecvente greșeli de achiziție este tratarea compactării capetelor de împletitură și sudarea-la-barele colectoare ca aceeași operațiune.

Sunt procese înrudite, dar rezolvă diferite probleme de producție.

Ce face compactarea capătului cu împletitură de cupru

Compactarea finală utilizează încălzire electrică controlată și presiune pentru a consolida firele de cupru libere într-o secțiune densă. Zona compactată poate fi apoi tăiată, perforată, sudată la un terminal sau asamblată cu o bară solidă.

Un proces controlat de-compactare finală poate ajuta:

• Împiedică firele să se desprindă după tăiere;
• Păstrați lățimea și grosimea împletiturii într-un interval repetabil;
• Creați o zonă stabilă pentru sudarea ulterioară;
• Îmbunătățiți poziționarea într-un dispozitiv de asamblare;
• Pregătiți capătul pentru găurire sau perforare;
• Reduceți tăierea și remodelarea manuală.

Pentru producția în loturi, HAIFEIMașină automată de sertizare și tăiat împletituri de cupru HFDB-660integrează alimentarea, încălzirea prin rezistență, formarea finală și tăierea într-un singur ciclu de producție.

Pentru alte dimensiuni de împletitură și aranjamente de producție, celmașină de sudură automată cu sârmă împletită de cuprupoate fi evaluat în funcție de dimensiunea dorită a împletiturii, dimensiunile compactate și lungimea finisată.

Când capătul trebuie compactat înainte de sudare

Pre-compactarea merită de obicei evaluată atunci când:

• Șuvițele împletite se răspândesc în timpul încărcării;
• Sudarea necesită o zonă de contact definită;
• Ansamblul finit are o limită strictă de grosime;
• Impletitura trebuie perforata inainte de asamblare;
• Încărcarea automată necesită o formă stabilă a capătului;
• Șuvițele libere creează un contact inconsecvent al electrodului;
• Mai multe dimensiuni de împletitură necesită rețete de producție repetabile.

Pre-compactarea nu garantează automat o împletitură bună-la-articulația barelor colectoare. Secțiunea compactată trebuie să aibă în continuare densitatea, dimensiunile și starea suprafeței adecvate pentru următorul proces de sudare.

Sudarea prin rezistență MFDC este adesea luată în considerare atunci când o împletitură de cupru compactată trebuie îmbinată la o bară solidă de cupru în una sau mai multe poziții definite.

Transformatorul de sudare furnizează curent continuu controlat prin electrozi și piesele de prelucrat. Căldura este generată la interfețele de contact electric, în timp ce capul de sudare menține presiunea.

Aplicații potrivite pentru sudarea MFDC

Sudarea MFDC poate fi potrivită atunci când:

• Capătul împletiturii a fost deja compactat;
• Zona comună este relativ concentrată;
• Electrozii pot ajunge pe ambele părți ale ansamblului;
• Piesa poate fi ținută cu precizie într-un dispozitiv de fixare;
• Sunt necesare cicluri scurte de sudare;
• Se folosesc mai multe puncte de sudură în loc de o zonă largă de lipire;
• Linia de producție necesită rețete de sudură programabile.

Pentru producția de-volum mare, mașina poate fi combinată cu încărcarea automată a pieselor, poziționarea servo, monitorizarea sudurii și transportoarele de descărcare. Nivelul de automatizare ar trebui să fie selectat în funcție de variantele de piesă și ținta de producție, mai degrabă decât adăugat fără un beneficiu clar de timp-ciclului.

Variabile care controlează rezultatul sudării MFDC

• Curent și timp de sudare

Cuprul necesită în mod normal un curent mare de sudare și o durată de sudare atent controlată. Dacă curentul este prea scăzut, este posibil ca interfața să nu dezvolte o îmbinare puternică. Dacă timpul de sudare este inutil de lung, căldura se răspândește în împletitura și bara colectoare din jur.

Numai capacitatea nominală a transformatorului nu este suficientă pentru a confirma compatibilitatea mașinii. De asemenea, trebuie revizuite capacitatea de curent secundar-, lungimea cablului, adâncimea gâtului, geometria electrodului și ciclul de funcționare.

• Forța electrodului

Capul de sudare trebuie să aplice o forță suficientă și repetabilă înainte de începerea curentului. Forța prea mică poate produce arc, expulzare sau rezistență de contact instabilă. Forța excesivă poate aplatiza împletitura în afara zonei de sudură dorită sau poate reduce rezistența interfeței necesară pentru încălzire.

De asemenea, capul trebuie să urmeze piesa de prelucrat, deoarece cuprul se înmoaie în timpul sudării.

• Forma electrodului

Dimensiunea electrodului și geometria feței afectează densitatea curentului, indentarea și distribuția căldurii. O suprafață foarte mică a electrodului poate concentra curentul, dar poate lăsa urme adânci la suprafață. O față mare poate reduce densitatea curentului și poate necesita mai multă capacitate a mașinii.

Designul electrodului trebuie să se bazeze pe zona de sudură necesară și pe spațiul accesibil din jurul barei colectoare.

• Răcire

Transformatorul, conductoarele secundare, suporturile pentru electrozi și capacele pentru electrozi necesită o răcire adecvată cu apă. Dacă temperatura electrodului continuă să crească în timpul unei ture, calitatea îmbinării și durata de viață a electrodului se pot schimba chiar dacă setările controlerului rămân aceleași.

Prin urmare, debitul apei și temperatura de intrare ar trebui tratate ca parametri de producție, mai degrabă decât ca informații generale de utilitate.

Design de fixare pentru sudarea împletiturii-la-barelor colectoare

Dispozitivul trebuie să găsească bara solidă în timp ce susține împletitura aproape de îmbinare. De asemenea, trebuie să mențină secțiunea compactă plată și să împiedice porțiunea flexibilă să scoată îmbinarea din poziție.

Un dispozitiv de producție poate avea nevoie de:

• Știfturi de localizare a barei colectoare;
• Ghidaj pentru lățimea împletiturii;
• Opritoare reglabile;
• Cleme în afara zonei de sudare;
• Cupru sau blocuri suport izolatoare înlocuibile;
• Senzori care confirmă prezența pieselor;
• Spațiu liber pentru înlocuirea electrodului;
• Schimbarea{0}}rapidă a instrumentelor pentru diferite produse.

O sursă puternică de sudare nu poate compensa o împletitură care își schimbă poziția între cicluri.

Sudarea prin difuzie ar trebui luată în considerare atunci când îmbinarea necesită lipire pe o zonă mai largă decât poate oferi sudarea în puncte convențională.

Într-un proces de sudare prin difuzie cu rezistență-încălzită, piesele de prelucrat sunt ținute sub presiune controlată, în timp ce încălzirea electrică ridică zona îmbinării la condiția de prelucrare necesară. Căldura și presiunea consolidează interfețele de cupru fără a se baza pe rezistența izolată-pepite de sudură.

Când sudarea prin difuzie poate fi mai potrivită

Procesul merită evaluat atunci când:

• Impletitura sau conectorul flexibil are o zonă de contact relativ largă;
• Îmbinarea necesită rezistență de contact scăzută și consistentă;
• O secțiune largă de lipire este preferată mai multor puncte individuale;
• Impletitura de cupru trebuie îmbinată la un bloc de conexiune din cupru solid;
• Piesa finită este utilizată într-un ansamblu electric cu curent mare-;
• Dimensiunile lot-la-loturi și consistența electrică sunt importante.

Echipamentele de sudare cu difuzie de cupru de la HAIFEI pot fi configurate în funcție de zona de îmbinare, structura conductorului, presiunea necesară și aranjamentul de producție.

Factori de proces care trebuie confirmați

Selectarea mașinii de sudură prin difuzie ar trebui să ia în considerare:

• Lățimea și lungimea reală a contactului;
• Grosimea totală a cuprului;
• Densitatea impletiturii;
• Dimensiuni bare colectoare;
• Acoperire de suprafață;
• Distribuția presiunii;
• Temperatura de incalzire;
• Timp de încălzire și menținere;
• Aranjament de racire;
• Design de dispozitive-de grafit și de scule;
• Timp de ciclu necesar.

O suprafață de sudare mai mare crește de obicei capacitatea necesară a mașinii și solicită o mai mare uniformitate a presiunii. Dacă o parte a îmbinării primește mai puțină presiune, lipirea finită poate fi neuniformă chiar dacă parametrii de încălzire afișați par normali.

Sudarea prin puncte MFDC sau sudarea prin difuzie?

Niciun proces nu este universal mai bun.

Sudarea MFDC este, în general, mai potrivită pentru poziții discrete de îmbinare și cicluri mai scurte. Sudarea prin difuzie este mai potrivită atunci când produsul necesită o zonă largă de contact și o consolidare controlată pe îmbinări.

Dacă aplicația implică folie de cupru multistrat, mai degrabă decât conductorul împletit, sudarea prin difuzie poate fi evaluată și ca parte a procesului de fabricație a barelor colectoare flexibile.

Sudarea cu ultrasunete a metalelor utilizează vibrații mecanice de-înaltă frecvență și forță de strângere pentru a forma o îmbinare în stare solidă-. Poate fi potrivit pentru conductoare fine de cupru, capete de cablu și anumite structuri terminale.

Procesul poate fi luat în considerare atunci când:

• Secțiunea transversală-conductorului este în intervalul calificat al sudorului;
• Geometria terminalului permite prindere stabilă;
• Zona articulară este accesibilă sonotrodului și nicovalei;
• Nu se preferă nici un metal de umplutură;
• Aplicația necesită aport limitat de căldură externă;
• Construcția împletiturii poate fi consolidată fără deteriorarea firelor.

Designul sonotrodului, lățimea împletiturii, grosimea stivei și suportul terminalului sunt importante. Este posibil ca o mașină selectată numai în funcție de secțiunea transversală-nominală a cablului să nu ofere un proces stabil pentru o împletitură de cupru lată sau neobișnuită.

Pentru o zonă mare de contact-la-barele colectoare, sudarea cu ultrasunete trebuie comparată cu sudarea prin rezistență și difuzie prin încercări fizice.

Când este sertizarea o alegere mai bună?

Sertizarea formează legătura mecanic prin comprimarea împletiturii în interiorul unui terminal, manșon sau manșon. Nu necesită o sursă de putere de sudare, dar necesită o structură de îmbinare proiectată pentru sertizare.

Sertizarea poate fi potrivită atunci când:

• Impletitura poate fi introdusă într-un terminal-închis sau deschis;
• Ansamblul permite o structură terminală mai mare;
• O conexiune mecanică este acceptabilă;
• Sculele pot controla înălțimea de compresie;
• Crimpul poate fi inspectat și testat{0}}de tragere;
• Linia de producție include deja alimentarea terminalelor și presarea.

O împletitură plată plasată direct pe o bară solidă nu poate fi pur și simplu „crisată” decât dacă piesa include o caracteristică de reținere mecanică adecvată.

Înălțimea sertării, materialul terminalului, placarea și umplerea împletiturii trebuie controlate. Compresia excesivă poate deteriora firele, în timp ce compresia insuficientă poate produce rezistență ridicată sau rezistență slabă la tracțiune.

Când ar trebui evaluată lipirea?

Lipirea îmbină componentele folosind un metal de adaos cu o temperatură de topire mai mică decât materialele de bază de cupru.

Poate fi luat în considerare pentru forme complexe de îmbinare sau aplicații în care metalul de umplutură este acceptabil. Cu toate acestea, producătorul trebuie să țină seama de:

• reziduu de flux;
• Curățarea articulațiilor;
• Timp mai lung de încălzire și răcire;
• O zonă mai mare-afectată de căldură;
• Posibilă rigidizare a împletiturii;
• controlul-metalului de umplutură;
• Abilitățile operatorului sau cerințele de automatizare;
• Rezistența electrică a îmbinării finalizate.

Pentru o conexiune flexibilă din cupru, căldura care se deplasează dincolo de îmbinare poate reduce flexibilitatea în apropierea barei colectoare. Acest lucru ar trebui verificat în timpul testării produsului.

Probleme comune de sudare cu împletitură de cupru

Șuvițe libere după tăiere

Șuvițele libere indică în mod normal că tăietura se află în afara secțiunii complet compactate sau că împletitura nu a fost consolidată uniform înainte de tăiere.

Verifica:

• Poziția de încălzire;
• Lungime compactată;
• Distribuția presiunii;
• Poziția de tăiere;
• Jocul lamei;
• Tensiunea împletiturii în timpul hrănirii;
• Mișcarea șuviței înainte de apăsare.

Mutarea frezei mai aproape de zona compactată poate ajuta, dar nu ar trebui să reducă materialul disponibil pentru următoarea operație de sudare.

Pentru o explicație mai detaliată, citiți Cum să tăiați o împletitură de cupru fără a se rupe.

Impletitură slabă-la-Imbinarea barei colectoare

O îmbinare poate eșua deoarece energia de sudare este prea mică, presiunea este necorespunzătoare sau aria de contact reală se modifică între părți.

Inspecta:

• Densitatea-capătului împletiturii;
• starea suprafeței barelor colectoare;
• Poziționarea pieselor;
• Alinierea electrozilor;
• Livrare curentă;
• Timp de sudare;
• Repetabilitate de forță;
• Uzura electrozilor;
• Mișcarea dispozitivului.

Creșterea curentului fără a identifica cauza poate crea mai multă decolorare sau expulzare fără a îmbunătăți consistența.

Rezistență ridicată la contact

Rezistența ridicată a îmbinării poate rezulta din lipirea incompletă, contaminarea suprafeței, o zonă de îmbinare subdimensionată sau goluri interne în împletitura compactată.

Îmbinarea trebuie testată folosind o metodă adecvată de măsurare a rezistenței reduse{0}. Poziția sondei și curentul de testare trebuie să rămână consecvente, altfel sistemul de măsurare poate crea diferențe înșelătoare între probe.

Pentru produsele cu curent ridicat-, un test de-creștere a temperaturii sub sarcina de funcționare specificată poate dezvălui probleme care nu sunt evidente dintr-un simplu test de tracțiune.

Decolorare excesivă

Decolorarea cuprului este legată de temperatură, timpul de expunere și oxidarea suprafeței. Poate indica faptul că ciclul de încălzire este prea lung, răcirea este insuficientă sau căldura se răspândește dincolo de îmbinarea dorită.

Verificați dacă:

• Curentul este suficient de mare pentru a permite un ciclu mai scurt;
• Răcirea electrodului și a sculelor funcționează corect;
• Suprafața piesei de prelucrat este curată;
• Presiunea este aplicată la momentul corect;
• Articulația este ținută în timpul răcirii;
• Cerința vizuală este compatibilă cu procesul selectat.

Decolorarea singură nu determină rezistența îmbinării, dar poate fi inacceptabilă pentru produsul finit sau poate indica un control termic slab.

Lipirea electrodului

Lipirea electrodului poate rezulta din temperatura excesivă a interfeței, preluarea cuprului, fețele electrozilor deteriorate sau răcirea necorespunzătoare.

Planul de întreținere trebuie să definească:

• Material pentru electrozi;
• Geometria vârfului;
• Metoda de îmbrăcare;
• Frecvența îmbrăcămintei;
• Criterii de înlocuire;
• Debitul de apă de răcire{0};
• Verificări alinierii electrozilor.

Electrozii nu trebuie îmbrăcați până când geometria lor originală nu a fost schimbată fără a înregistra câte suduri au fost finalizate. Testele de producție ar trebui utilizate pentru a stabili un interval realist de întreținere.

Dimensiuni compacte instabile

Variația lățimii sau grosimii compactate poate afecta încărcarea dispozitivului de fixare și poate modifica zona de contact în timpul sudurii finale.

Cauzele posibile includ:

• Tensiune inconsecventă de alimentare a împletiturii;
• Variația lățimii impletiturii de intrare;
• Distanța incorectă a sculelor;
• Presiune neuniformă;
• Uzura sculei;
• Încălzire în afara intervalului specificat;
• Material de la diferiți furnizori sau loturi.

Specificațiile împletiturii primite trebuie controlate împreună cu parametrii mașinii.

Deteriorarea stratului de staniu

Impletitura de cupru cositorizat necesită un control atent al aportului de căldură. Încălzirea excesivă poate perturba acoperirea, poate contamina sculele sau poate lăsa o suprafață neuniformă în jurul îmbinării.

Furnizorul ar trebui să testeze împletitura acoperită reală, mai degrabă decât să folosească mostre de cupru goale ca înlocuitor. Îmbinarea finită trebuie, de asemenea, evaluată în funcție de cerințele sale electrice, mecanice și de coroziune.

Obțineți o recomandare privind procesul de sudare cu împletitură de cupru

O soluție adecvată de sudare cu împletitură de cupru începe cu materialul real și structura îmbinării.

HAIFEI furnizează echipamente de compactare-capete de împletitură de cupru, sisteme de sudură cu rezistență MFDC, mașini de sudură cu difuzie de cupru și linii de producție personalizate. Inginerii noștri pot verifica dacă aplicația dumneavoastră necesită compactare la capăt, sudare directă a barelor colectoare sau un proces integrat.

Vă rugăm să trimiteți:

• Specificație împletitură de cupru;
• Desen bare colectoare;
• Material și acoperire a suprafeței;
• Dimensiunile îmbinării;
• Forța de tragere sau performanța electrică necesară;
• Țintă de producție;
• Nivel de automatizare preferat;
• Fotografii ale piesei de prelucrat sau mostre fizice.

Putem apoi să evaluăm procesul, să organizăm testarea probelor acolo unde este necesar și să pregătim o configurație a mașinii bazată pe condițiile reale de producție.

Trimiteți împletitura de cupru și desenul barei colectoare