Kuinka hitsata kuparipunos kuparikiskoon?

Kuparipunosta käytetään laajalti kojeistoissa, muuntajissa, sähkökaapeissa, akkujärjestelmissä ja muissa tuotteissa, jotka edellyttävät joustavaa, korkeavirtaliitäntää{0}}. Punoksen liittäminen kiinteään kuparikiskoon on kuitenkin monimutkaisempaa kuin kahden tavallisen metallilevyn hitsaaminen.

Hienot kuparisäikeet voivat levitä paineen alaisena, kiinteä virtakisko poistaa lämpöä nopeasti ja pieni muutos pinnan kunnossa voi vaikuttaa sauman koostumukseen. Jos punos on tinattu, pinnoite lisää hitsausprosessiin toisen muuttujan.

Luotettava liitos alkaa siis työkappaleesta-ei hitsauskoneen nimestä tai nimelliskapasiteetista. Punoksen poikkileikkaus-, säikeen rakenne, virtakiskojen mitat, liitospinta-ala ja vaadittu sähköinen suorituskyky on tarkastettava ennen kuin valitaan MFDC-vastushitsauksen, diffuusiohitsauksen, ultraäänihitsauksen, puristamisen tai juottamisen välillä.

Tässä oppaassa kerrotaan, miten nämä prosessit eroavat toisistaan ​​ja mitä tietoja tarvitaan sopivan valitsemiseenkuparipunos hitsauskone.

Oikea prosessi riippuu siitä, onko punoksen pää tiivistettävä, liitettävä se toiseen johtimeen vai suoritettava molemmat toiminnot osana automatisoitua tuotantolinjaa.

Tämä taulukko on pikemminkin lähtökohta kuin lopullinen konesuositus. Kaksi osaa, joita kutsutaan nimellä "kuparipunos kuparikiskoon", voivat vaatia erilaisia ​​prosesseja, jos niiden mitat, pinnoitteet, hitsausalueet tai hyväksymisstandardit ovat erilaiset.

Kupari kuljettaa lämpöä pois liitoksesta

Kuparilla on korkea sähkön- ja lämmönjohtavuus. Vastushitsauksen aikana virta voi kulkea työkappaleen läpi suhteellisen pienellä resistanssilla, kun taas ympäröivä kupari poistaa nopeasti lämpöä tarkoitetulta hitsausalueelta.

Koneen on annettava riittävästi energiaa liitoksen muodostamiseksi pidentämättä hitsausaikaa niin pitkälle, että punos värjäytyy, säikeet pehmenevät liikaa tai kiskon pinta painuu voimakkaasti.

Kiinteä kuparivirtakisko toimii yleensä suurempana jäähdytyselementtinä kuin punos. Elektrodin geometrian ja osien järjestelyn on siksi luotava sopiva lämpötasapaino liitoksen kahden puolen välille.

Punottu rakenne ei toimi kuin kiinteä arkki

Kuparipunos sisältää monia hienoja johtoja, joiden välillä on pieniä kosketuspisteitä. Ennen tiivistämistä sähkövastus nipun sisällä ei jakaannu yhtä tasaisesti kuin se olisi kiinteässä nauhassa.

Kun elektrodivoimaa käytetään, säikeet voivat:

• Siirrä sivuttain;
• Levitä aiotun liitosalueen ulkopuolelle;
• Tuottaa epätasaisen tiivistetyn paksuuden;
• Luo paikallisia korkean vastuksen{0}}kontaktipisteitä;
• jää loukkuun elektrodin pinnan ulkopuolelle;
• Erottele leikkaamisen tai käsittelyn aikana.

Kiinnike, joka paikantaa vain punoksen ulkoreunat, ei välttämättä riitä. Työkalujen tulee tukea punosta lähellä hitsauskohtaa ja ohjata säikeiden liikkumista paineen kasvaessa.

Pinnan kunto muuttaa hitsausikkunaa

Paljas kupari kehittää pintaoksideja varastoinnin ja käsittelyn aikana. Öljy, pöly, vetovoiteluaine ja sormenjäljet ​​voivat myös lisätä osien välistä vaihtelua.

Tinattu kuparipunos käyttäytyy eri tavalla kuin paljas kuparipunos, koska tinapinnoite muuttaa rajapinnan kuntoa. Liiallinen lämpö voi aiheuttaa pinnoitteen häviämistä, pinnan likaantumista tai materiaalin kerääntymistä elektrodille.

Toimittajan tulee tietää, ovatko punos ja virtakisko:

• Paljas kupari;
• Tinattu kupari;
• hopeoitu{0}}kupari;
• Nikkeli{0}}kupari;
• Kemiallisesti käsitelty;
• Öljyn tai prosessijäämien saastuttama.

Pinnoitteen vaihtaminen hitsausaikataulun vahvistamisen jälkeen saattaa vaatia uutta testausta.

Mekaaninen lujuus ei ole ainoa hyväksymisvaatimus

Nivel voi kestää vetokoetta ja silti toimia huonosti käytössä, jos sen kosketusvastus on liian korkea tai jos se muuttuu epävakaaksi toistuvan taivutuksen jälkeen.

Kuparipunoskokoonpanojen on ehkä täytettävä useita vaatimuksia samanaikaisesti:

• Mekaaninen vetovoima;
• Matala nivelvastus;
• Hallittu lämpötilan nousu;
• Taivutus joustavuus;
• Väsymiskestävyys;
• Mittojen tarkkuus;
• Hyväksyttävä pinnan ulkonäkö;
• Johdonmukaisuus tuotantoerässä.

Nämä vaatimukset on määriteltävä ennen lopullisen koneen ja työkalujen hyväksymistä.

Yksi yleisimmistä ostovirheistä on punoksen päiden tiivistämisen ja punoksen -hitsauksen-käsitteleminen samana toimenpiteenä.

Ne ovat toisiinsa liittyviä prosesseja, mutta ne ratkaisevat erilaisia ​​tuotantoongelmia.

Mitä kuparipunoksen päiden tiivistäminen tekee

Loppupuristuksessa käytetään hallittua sähkölämmitystä ja painetta löystyneen kuparinauhan yhdistämiseksi tiiviiksi osaksi. Tiivistetty alue voidaan sitten leikata, lävistää, hitsata liittimeen tai koota kiinteällä virtakiskolla.

Hallittu loppu{0}}tiivistysprosessi voi auttaa:

• Estä säikeiden irtoaminen leikkaamisen jälkeen;
• Pidä punoksen leveys ja paksuus toistettavan alueen sisällä;
• Luo vakaa alue myöhempää hitsausta varten;
• Paranna sijoittelua asennustelineessä;
• Valmistele pää porausta tai lävistystä varten;
• Vähennä manuaalista leikkaamista ja uudelleenmuotoilua.

Erätuotantoon, HAIFEIHFDB-660 automaattinen kuparipunosten puristus- ja leikkauskoneyhdistää ruokinnan, vastuslämmityksen, päätymuovauksen ja leikkauksen yhteen tuotantosykliin.

Muiden punosten mittojen ja tuotantojärjestelyjen osaltakuparipunos lanka automaattinen neliöhitsauskonevoidaan arvioida tarvittavan punoskoon, tiivistettyjen mittojen ja valmiin pituuden mukaan.

Milloin pääty tulee tiivistää ennen hitsausta

Esipakkaus kannattaa yleensä arvioida, kun:

• Punossäikeet leviävät lastauksen aikana;
• Hitsaus vaatii määritellyn kosketusalueen;
• Valmiilla kokoonpanolla on tiukka paksuusraja;
• Punos on lävistettävä ennen kokoamista;
• Automaattinen lastaus vaatii vakaan päätymuodon;
• Löysät säikeet luovat epäjohdonmukaisen elektrodikontaktin;
• Useat punoskoot vaativat toistettavia tuotantoreseptejä.

Esitiivistys ei automaattisesti takaa hyvää punos---kiskoliitosta. Tiivistetyn osan tiheyden, mittojen ja pinnan kunnon tulee silti olla sopiva seuraavaa hitsausprosessia varten.

MFDC-vastushitsausta harkitaan usein, kun tiivistetty kuparipunos on liitettävä kiinteään kuparikiskoon yhdessä tai useammassa määritellyssä kohdassa.

Hitsausmuuntaja toimittaa ohjattua tasavirtaa elektrodien ja työkappaleiden läpi. Sähkökoskettimissa syntyy lämpöä samalla kun hitsauspää ylläpitää painetta.

MFDC-hitsaukseen soveltuvat sovellukset

MFDC-hitsaus voi olla sopiva, kun:

• Punospää on jo tiivistetty;
• Liitosalue on suhteellisen keskittynyt;
• Elektrodit voivat ulottua kokoonpanon molemmille puolille;
• Osa voidaan pitää tarkasti kiinnikkeessä;
• Lyhyet hitsausjaksot vaaditaan;
• Useita hitsauskohtia käytetään yhden laajan sidosalueen sijasta;
• Tuotantolinja vaatii ohjelmoitavia hitsausreseptejä.

Suuren-volyymin tuotantoa varten kone voidaan yhdistää automaattiseen osien lastaukseen, servoasemointiin, hitsauksen valvontaan ja purkauskuljettimiin. Automaatiotaso tulee valita osamuunnelmien ja tuotantotavoitteen mukaan sen sijaan, että se lisättäisiin ilman selvää syklin-aikaetua.

Muuttujat, jotka ohjaavat MFDC-hitsaustulosta

• Hitsausvirta ja aika

Kupari vaatii normaalisti suuren hitsausvirran ja tarkasti kontrolloidun hitsin keston. Jos virta on liian pieni, liitännässä ei ehkä muodostu vahvaa liitosta. Jos hitsausaika on tarpeettoman pitkä, lämpöä leviää ympäröivään punokseen ja kiskoon.

Muuntajan nimelliskapasiteetti ei yksin riitä varmistamaan koneen sopivuutta. Toissijainen-virtakyky, kaapelin pituus, kurkun syvyys, elektrodin geometria ja käyttösuhde on myös tarkistettava.

• Elektrodivoima

Hitsauspään on käytettävä riittävää ja toistettavaa voimaa ennen virran alkamista. Liian pieni voima voi aiheuttaa kipinöinnin, työntymisen tai epävakaan kosketusvastuksen. Liiallinen voima voi litistää punoksen tarkoitetun hitsausalueen ulkopuolelle tai vähentää lämmityksen vaatimaa rajapintavastusta.

Pään on myös seurattava työkappaletta, kun kupari pehmenee hitsauksen aikana.

• Elektrodin muoto

Elektrodin koko ja kasvojen geometria vaikuttavat virrantiheyteen, sisennykseen ja lämmön jakautumiseen. Hyvin pieni elektrodin pinta voi keskittää virran, mutta jättää syvät pintajäljet. Suuri pinta voi vähentää virrantiheyttä ja vaatia enemmän koneen kapasiteettia.

Elektrodisuunnittelun tulee perustua vaadittuun hitsausalueeseen ja virtakiskon ympärillä olevaan tilaan.

• Jäähdytys

Muuntaja, toisiojohtimet, elektrodien pidikkeet ja elektrodien kannet vaativat riittävän vesijäähdytyksen. Jos elektrodin lämpötila jatkaa nousuaan työvuoron aikana, liitoksen laatu ja elektrodien käyttöikä voivat muuttua, vaikka säätimen asetukset pysyvät samoina.

Veden virtausta ja tulolämpötilaa tulisi siksi käsitellä tuotantoparametreina eikä yleisinä hyödyllisinä tietoina.

Valaisinsuunnittelu punos---kiskohitsaukseen

Kiinnikkeen tulee paikantaa kiinteä virtakisko samalla kun se tukee punosta liitoksen läheltä. Sen on myös pidettävä tiivistetty osa tasaisena ja estettävä joustavaa osaa vetämästä liitosta pois asennosta.

Tuotantolaitteisto voi tarvita:

• Virtakiskon paikannusnastat;
• Punoksen leveysohjaimet;
• Säädettävät päätyrajoittimet;
• Puristimet hitsausalueen ulkopuolella;
• Vaihdettavat kupari- tai eristävät tukikappaleet;
• Anturit vahvistavat osan läsnäolon;
• Elektrodin vaihtoväli;
• Nopea{0}}muutostyökalut eri tuotteille.

Tehokas hitsauslähde ei voi kompensoida punosta, joka muuttaa asentoa jaksojen välillä.

Diffuusiohitsausta tulee harkita, kun liitos vaatii liimauksen laajemmalle alueelle kuin perinteinen pistehitsaus pystyy tarjoamaan.

Vastus-lämmitetyssä diffuusiohitsausprosessissa työkappaleita pidetään kontrolloidun paineen alaisena, kun taas sähkölämmitys nostaa liitosalueen vaadittuun käsittelyolosuhteisiin. Lämpö ja paine lujittavat kuparirajapinnat turvautumatta eristettyihin vastus{2}}hitsauskimpaleisiin.

Milloin diffuusiohitsaus voi olla sopivampaa

Prosessi on arvioimisen arvoinen, kun:

• Punoksella tai joustavalla liittimellä on suhteellisen laaja kosketusalue;
• Liitos vaatii alhaisen ja tasaisen kosketusvastuksen;
• Leveä sidottu osa on parempi useiden yksittäisten kohtien sijaan;
• Kuparipunos on liitettävä kiinteään kupariliitoskappaleeseen;
• Valmiista osaa käytetään korkeavirta{0}}sähkökokoonpanossa;
• Erän-erän-mitat ja sähköinen yhdenmukaisuus ovat tärkeitä.

HAIFEI:n kuparidiffuusiohitsauslaitteet voidaan konfiguroida liitosalueen, johdinrakenteen, vaaditun paineen ja tuotantojärjestelyn mukaan.

Prosessin tekijät, jotka on vahvistettava

Diffuusiohitsauskonetta valittaessa tulee ottaa huomioon:

• Kontaktin todellinen leveys ja pituus;
• Kuparin kokonaispaksuus;
• Punoksen tiheys;
• Virtakiskon mitat;
• Pinta pinnoite;
• Paineen jakelu;
• Lämmityslämpötila;
• Lämmitys- ja pitoaika;
• Jäähdytysjärjestely;
• kiinnikkeiden ja grafiitti{0}}työkalujen suunnittelu;
• Vaadittu kiertoaika.

Suurempi hitsausala yleensä lisää vaadittua koneen kapasiteettia ja asettaa enemmän vaatimuksia paineen tasaisuudesta. Jos liitoksen toinen puoli saa vähemmän painetta, valmis liima voi olla epätasainen, vaikka näytetyt lämmitysparametrit näyttäisivät normaaleilta.

MFDC-pistehitsaus vai diffuusiohitsaus?

Kumpikaan prosessi ei ole yleisesti parempi.

MFDC-hitsaus soveltuu yleensä paremmin erillisiin liitoskohtiin ja lyhyempiin jaksoihin. Diffuusiohitsaus on sopivampi, kun tuote vaatii laajan kosketuspinnan ja hallittua tiivistämistä liitoksen poikki.

Jos sovelluksessa käytetään monikerroksista kuparikalvoa punotun johtimen sijaan, voidaan myös diffuusiohitsaus arvioida osana joustavan kiskon valmistusprosessia.

Ultraäänimetallihitsaus käyttää korkeataajuista{0}}mekaanista tärinää ja puristusvoimaa kiinteän-liitoksen muodostamiseen. Se voi sopia hienoihin kuparijohtimiin, kaapelien päihin ja tiettyihin liitinrakenteisiin.

Prosessia voidaan harkita, kun:

• Johtimen poikkileikkaus- on hitsaajan hyväksytyllä alueella;
• Päätegeometria tukee vakaata kiinnitystä;
• Liitosalueelle pääsee sonotrodilla ja alasimella;
• Täytemetallia ei suositella;
• Sovellus vaatii rajoitetun ulkoisen lämmönsyötön;
• Punosrakennetta voidaan lujittaa ilman säievaurioita.

Sonotrode-suunnittelu, punoksen leveys, pinon paksuus ja päätteen tuki ovat tärkeitä. Kone, joka on valittu vain kaapelin nimellisen poikkileikkauksen mukaan, ei välttämättä tarjoa vakaata prosessia leveälle tai epätavallisen muotoiselle kuparipunokselle.

Suurella punos--punos--kosketusalueella ultraäänihitsausta tulee verrata vastus- ja diffuusiohitsaukseen fysikaalisten kokeiden avulla.

Milloin puristaminen on parempi valinta?

Puristus muodostaa liitoksen mekaanisesti puristamalla punos liittimen, holkin tai holkin sisään. Se ei vaadi hitsausvirtalähdettä, mutta se vaatii puristusta varten suunnitellun liitosrakenteen.

Puristus voi olla sopiva, kun:

• Punos voidaan työntää suljettuun tai avoimeen -tynnyriliittimeen;
• Kokoonpano mahdollistaa suuremman pääterakenteen;
• Mekaaninen liitäntä on hyväksyttävä;
• Työkalu voi ohjata puristuskorkeutta;
• Puristus voidaan tarkastaa ja vet{0}}testata;
• Tuotantolinjalla on jo valmiiksi terminaalisyöttö ja puristus.

Suoraan kiinteälle kiskolle asetettua litteää punosta ei voida yksinkertaisesti "puristaa", ellei osassa ole sopivaa mekaanista kiinnitysominaisuutta.

Puristuskorkeutta, liitinmateriaalia, pinnoitusta ja punoksen täyttöä on valvottava. Liiallinen puristus voi vahingoittaa säikeitä, kun taas riittämätön puristus voi tuottaa suuren vastuksen tai huonon vetolujuuden.

Milloin juottaminen tulisi arvioida?

Juottaminen liittää komponentit yhteen täytemetallilla, jonka sulamislämpötila on alempi kuin kupariperusmateriaalit.

Sitä voidaan harkita monimutkaisissa liitosmuodoissa tai sovelluksissa, joissa täytemetalli on hyväksyttävää. Valmistajan on kuitenkin otettava huomioon:

• Flux jäännös;
• Nivelten puhdistus;
• Pidempi lämmitys- ja jäähdytysaika;
• Suurempi lämmön{0}}vaikutusalue;
• Mahdollinen punoksen jäykistys;
• Täyte-metalliohjaus;
• Käyttäjän taidot tai automaatiovaatimukset;
• Valmiin liitoksen sähkövastus.

Joustavassa kupariliitoksessa liitoksen yli kulkeva lämpö voi heikentää joustavuutta kiskon lähellä. Tämä tulee tarkistaa tuotetestauksen aikana.

Yleiset kuparipunosten hitsausongelmat

Irtonaiset säikeet leikkauksen jälkeen

Löysät säikeet osoittavat tavallisesti, että leikkaus on täysin tiivistetyn osan ulkopuolella tai että punos ei tiivistynyt tasaisesti ennen leikkaamista.

Tarkista:

• Lämmitysasento;
• Tiivistetty pituus;
• Paineen jakelu;
• Leikkausasento;
• Terän välys;
• Punoksen jännitys ruokinnan aikana;
• Säikeen liike ennen painamista.

Leikkurin siirtäminen lähemmäksi tiivistettyä aluetta voi auttaa, mutta sen ei pitäisi vähentää seuraavaan hitsaustoimenpiteeseen käytettävissä olevaa materiaalia.

Saat tarkemman selityksen lukemalla Kuinka leikkaat kuparipunos ilman rispaamista.

Heikko punos---kiskoliitos

Liitos voi epäonnistua, koska hitsausenergia on liian alhainen, paine on sopimaton tai todellinen kosketuspinta-ala muuttuu osien välillä.

Tarkastaa:

• Punos{0}}pään tiheys;
• Virtakiskon pinnan kunto;
• Osien paikannus;
• Elektrodien kohdistus;
• Nykyinen toimitus;
• Hitsausaika;
• Voiman toistettavuus;
• Elektrodien kuluminen;
• Kiinnikkeen liike.

Virran lisääminen syytä tunnistamatta voi aiheuttaa lisää värjäytymistä tai karkotusta ilman, että konsistenssi paranee.

Korkea kosketusvastus

Korkea liitosvastus voi johtua epätäydellisestä liimauksesta, pinnan kontaminaatiosta, alimitoista liitosalueesta tai tiivistetyn punoksen sisäisistä onteloista.

Liitos tulee testata sopivalla{0}}alhaisen vastuksen mittausmenetelmällä. Anturin sijainnin ja testivirran tulee pysyä yhdenmukaisina, muuten mittausjärjestelmä voi luoda harhaanjohtavia eroja näytteiden välillä.

Korkeavirta{0}}tuotteissa lämpötilan-nousutesti määritetyllä käyttökuormalla voi paljastaa ongelmia, jotka eivät ilmene yksinkertaisesta vetotestistä.

Liiallinen värinmuutos

Kuparin värjäytyminen liittyy lämpötilaan, altistusaikaan ja pinnan hapettumiseen. Se voi olla merkki siitä, että lämmitysjakso on liian pitkä, jäähdytys on riittämätön tai lämpö leviää tarkoitetun liitoksen ulkopuolelle.

Tarkista onko:

• Virta on riittävän suuri mahdollistamaan lyhyemmän jakson;
• Elektrodin ja työkalujen jäähdytys toimivat oikein;
• Työkappaleen pinta on puhdas;
• Painetta kohdistetaan oikeaan aikaan;
• Liitosta pidetään paikallaan jäähdytyksen aikana;
• Visuaalinen vaatimus on yhteensopiva valitun prosessin kanssa.

Värinmuutos ei yksin määritä liitoksen lujuutta, mutta se voi olla mahdotonta hyväksyä valmiille tuotteelle tai viitata huonoon lämmönhallintaan.

Elektrodin tarttuminen

Elektrodien takertuminen voi johtua liiallisen käyttöliittymän lämpötilasta, kuparista, vaurioituneista elektrodien pinnoista tai sopimattomasta jäähdytyksestä.

Huoltosuunnitelmassa tulee määritellä:

• Elektrodi materiaali;
• Kärjen geometria;
• pukeutuminen menetelmä;
• pukeutumistiheys;
• Korvauskriteerit;
• jäähdytys{0}}vesivirtaus;
• Elektrodien kohdistuksen tarkastukset.

Elektrodeja ei saa pukea ennen kuin niiden alkuperäinen geometria on muutettu kirjaamatta valmistuneiden hitsien määrää. Tuotantokokeita tulisi käyttää realistisen huoltovälin määrittämiseksi.

Epävakaat tiivistetyt mitat

Tiivistetyn leveyden tai paksuuden vaihtelut voivat vaikuttaa kiinnikkeen kuormitukseen ja muuttaa kosketuspinta-alaa lopullisen hitsin aikana.

Mahdollisia syitä ovat:

• Epäjohdonmukainen punoksen syöttöjännitys;
• Saapuvan punoksen leveyden vaihtelu;
• Väärä työkaluväli;
• Epätasainen paine;
• Työkalu kulumista;
• Lämmitys määritetyn alueen ulkopuolella;
• Materiaali eri toimittajilta tai eristä.

Saapuvia punosmäärityksiä tulee ohjata yhdessä koneen parametrien kanssa.

Tinapinnoitteen vauriot

Tinattu kuparipunos vaatii huolellista lämmöntuonnin hallintaa. Liiallinen kuumennus voi häiritä pinnoitetta, saastuttaa työkalut tai jättää sauman ympärille epätasaisen pinnan.

Toimittajan tulee testata varsinainen päällystetty punos mieluummin kuin käyttää paljaita kuparinäytteitä korvikkeena. Valmis liitos on myös arvioitava sen sähköisten, mekaanisten ja korroosiovaatimusten mukaan.

Hanki kuparipunosten hitsausprosessisuositus

Sopiva kuparipunoksen hitsausratkaisu lähtee varsinaisesta materiaalista ja liitosrakenteesta.

HAIFEI toimittaa kuparipunosten päiden-puristuslaitteita, MFDC-vastushitsausjärjestelmiä, kuparin diffuusiohitsauskoneita ja räätälöityjä tuotantolinjoja. Insinöörimme voivat arvioida, vaatiiko sovelluksesi päätytiivistystä, suorakiskohitsausta vai integroitua prosessia.

Lähetä:

• Kupari punos eritelmä;
• Kiskon piirustus;
• Materiaali ja pintapinnoite;
• Liitoksen mitat;
• Vaadittu vetovoima tai sähköinen suorituskyky;
• Tuotanto tavoite;
• Suositeltu automaatiotaso;
• Työkappalevalokuvat tai fyysiset näytteet.

Voimme sitten arvioida prosessin, järjestää näytetestauksen tarvittaessa ja valmistella koneen konfiguraation todellisten tuotantoolosuhteiden perusteella.

Lähetä kuparipunos ja virtakiskopiirros