Společnost HAIFEI vyvinula tuto ultrazvukovou svářečku svazků drátů pro spojování dvou pocínovaných měděných vodičů bez pájky nebo přídavného kovu.
Projekt kombinuje řízený proces ultrazvukového svařování, vyhrazené nástroje-polohování vodičů a uložené svařovací receptury. Byl navržen tak, aby snížil nadměrný tepelný příkon, neúplné spojení vodičů, tuhost spoje a poškození izolace v blízkosti svařované oblasti.
Diskutujte o své aplikaci pocínovaného drátu
Zařízení použité v tomto projektu
Zařízení vyvinuté pro tuto aplikaci je vyhrazený ultrazvukový svařovací stroj pro kabelové svazky.
Ultrazvukové svařování kovů vytváří vysokofrekvenční{0}}mechanické vibrace, zatímco jsou vodiče drženy pod kontrolovaným upínacím tlakem. Rozhraní mezi dráty je vyčištěno a konsolidováno mechanickým působením, čímž se vytvoří pevné-spojení pod teplotou tavení vodiče.
Protože proces nezávisí na tavení pájky, může snížit rozsáhlou tepelně-ovlivněnou zónu spojenou s některými konvenčními metodami spojování. Chování pocínovaného povlaku, měděných pramenů a izolace však musí být potvrzeno se skutečnou specifikací vodiče zákazníka.
| Položka projektu | Informace o případu |
| Obrobek | Dva pocínované svazky měděných drátů |
| Proces svařování | Ultrazvukové svařování kovů |
| Hlavní vybavení | Ultrazvuková svářečka svazků drátů |
| Nástroje | Speciální nástroje pro polohování a upínání vodičů |
| Primární cíle | Nižší tepelný příkon, kompaktní spoj a stabilní elektrické připojení |
| Kompatibilita produktu | Více kompatibilních velikostí drátů prostřednictvím ověřených nástrojů a receptur |
| Metoda validace | Svařování vzorků a průběžné výrobní zkoušky |
Zákazník pozadí
Zákazník vyrábí pocínované měděné kabelové svazky, elektrické propojovací vodiče a vodiče pro zařízení pro domácí elektrotechnické výrobky a průmyslová řídicí zařízení.
Její produkty vyžadují jak elektrickou kontinuitu, tak mechanickou flexibilitu. Svařovaný spoj musí držet prameny vodičů pohromadě, aniž by vytvářel nadměrně tuhý spoj nebo poškozoval izolaci v blízkosti svařovací polohy.
Zákazník se obrátil na společnost HAIFEI, protože předchozí proces spojování nedokázal konzistentně vyvážit kontrolu tepla, konsolidaci vodičů a opakovatelnost výroby.
Problémy s předchozím procesem připojení
Teplo ovlivňovalo cínový povlak a měděné prameny
Proces s nadměrným lokálním teplem může poškodit nebo přemístit cínový povlak, obnažit měď pod ním a zvýšit riziko oxidace nebo změny barvy.
Vysoké teplo může také oslabit jemné měděné prameny nebo vytvořit zpevněnou část kolem spoje. To snižuje flexibilitu očekávanou od kabelového svazku a může ovlivnit výkon během ohýbání nebo montáže.
01
Tyto dva vodiče nebyly vždy plně konsolidovány
Pocínovaný kabelový svazek se skládá z několika jemných pramenů spíše než z jednoho pevného vodiče. Pokud je energie, tlak nebo poloha nestabilní, mohou uvnitř kloubu zůstat mezery.
Neúplná konsolidace může způsobit slabé spoje, nestabilní elektrický kontakt nebo zdánlivé svary, které nesplňují požadovaný mechanický výkon.
02
Společný vzhled bylo obtížné ovládat
Oxidace, zčernání a procesní zbytky byly obavy zákazníka. Tyto podmínky ovlivnily vzhled a mohly ztížit posouzení, zda byl spoj vyroben správně.
03
Blízká izolace může být poškozena
Pozice svařování je často blízko izolace drátu. Široká nebo nekontrolovaná oblast ovlivněná teplem-může izolaci změkčit, deformovat nebo spálit.
Délka odizolování, poloha vodiče a vzdálenost mezi svarem a izolací proto musely být brány v úvahu jako součást procesu svařování.
04
Změna produktu a záznamy o procesu byly omezené
Zákazník vyrobil více než jednu specifikaci drátu. Ruční nastavení zařízení pro každý model prodloužilo dobu nastavení a znesnadnilo reprodukování dříve schválených parametrů.
Nový systém potřeboval řízené nastavení parametrů, uložené svařovací receptury a výrobní data, která bylo možné v případě potřeby zkontrolovat.
05
Co zákazník potřeboval?
Zákazník definoval několik praktických požadavků na projekt:
- Spojte dva pocínované měděné kabelové svazky pomocí nízkoteplotního -pevného{1}}procesu
- Snižte poškození měděného pramene a nadměrné tvrdnutí spoje
- Vytvořte kompaktní spojení s menším počtem vnitřních mezer
- Udržujte stabilní mechanický a elektrický výkon
- Omezte oxidaci, zčernání a viditelné zbytky
- Chraňte izolaci v blízkosti oblasti svařování
- Podporujte kompatibilní velikosti drátů prostřednictvím změn nástrojů a receptur
- Uložte nastavení svařování pro opakovanou výrobu
- Poskytnout základ pro sledovatelnost výroby a kvality
Zákazníkovy drátěné materiály, průřezy{0}}a uspořádání spojů byly vyhodnoceny před výběrem konečné konfigurace stroje.
Ultrazvukové svařovací řešení HAIFEI
Ukázka svařování s pocínovanými dráty zákazníka
Společnost HAIFEI provedla svařovací zkoušky s použitím reprezentativních vzorků pocínovaného drátu dodaných pro projekt.
Byla porovnána různá nastavení svařování, aby se určilo, jak amplituda ultrazvuku, energie svařování, tlak a doba svařování ovlivňují konsolidaci vodiče, stav pramene a vzhled spoje.
Tato testovací fáze byla nezbytná, protože pocínované dráty s různými průřezy vodičů{0}}, strukturou pramenů a podmínkami povlakování nemusí nutně používat stejné procesní okno.
Solidní{0}}ultrazvukové spojení
Zvolený proces ultrazvukového svařování spojuje vodiče prostřednictvím mechanických vibrací a tlaku namísto roztavení pájky mezi dráty.
To pomáhá omezovat přísun velkého množství tepla a snižuje riziko rozsáhlého tepelného poškození spojeného s tavením-procesů. Dokončené připojení si může zachovat větší část původní flexibility vodiče, když je návrh spoje a parametry správně sladěny.
Ultrazvukové vibrace mohou stále narušovat nebo vytlačovat část cínového povlaku na svařovacím rozhraní. Z tohoto důvodu by měl být během validace vzorku zkontrolován stav povlaku, exponovaná měď, požadavky na korozi a elektrický výkon.
Vyhrazené nástroje pro umístění dvou drátů-
Kolem dvou pocínovaných kabelových svazků byl navržen speciální svařovací přípravek.
Nástroj pomáhá:
- Důsledně umístěte vodiče
- Ovládejte oblast překrytí nebo spoje
- Zabraňte šíření jednotlivých pramenů
- Vodiče při upínání podepřete
- Dodržujte požadovanou vzdálenost od izolace
- Zlepšení opakovatelnosti mezi svařovacími cykly
Vyměnitelné nástroje lze vyhodnotit, když je třeba na stejném stroji vyrobit několik kompatibilních velikostí drátu.
Řízené svařovací receptury
Schválená nastavení svařování lze uložit jako receptury produktu. Operátoři mohou vybrat příslušnou recepturu během změny produktu namísto ručního přestavování kompletního nastavení procesu.
V závislosti na konečné konfiguraci mohou zaznamenané položky zahrnovat:
- Číslo produktu nebo receptury
- Doba nebo energie svařování
- Ultrazvuková amplituda
- Upínací nebo svařovací tlak
- Počet svarů
- Informace o poplachu
- Výsledek výroby
Dostupné funkce nahrávání a komunikace by měly být potvrzeny při specifikaci projektu.
Co bylo před dodáním zkontrolováno?
Zařízení bylo podrobeno před{0}}testování před dodáním a průběžným výrobním testům s použitím reprezentativních obrobků.
Případ potvrzuje, že byla vyhodnocena stabilita výroby, ale nezveřejňuje číselné výsledky cyklů-doby, tažné-síly nebo elektrického-odporu. Tyto hodnoty by proto měly být definovány v akceptační specifikaci zákazníka.
Doporučené kontroly ultrazvukového svaru pocínovaného drátu zahrnují:
| Kontrolní položka | Účel |
| Vizuální kontrola | Kontroluje únik pramene, praskliny, poškození povrchu a změnu barvy |
| Šířka a tloušťka svaru | Potvrzuje rozměrovou konzistenci |
| Vytažení-testování síly | Vyhodnocuje mechanickou pevnost spoje |
| Elektrický odpor | Kontroluje elektrický výkon připojení |
| Kontrola průřezu- | Zkoumá vnitřní konsolidaci pramenů a zbývající dutiny |
| Test ohybu nebo ohybu | V případě potřeby vyhodnocuje flexibilitu v blízkosti svařované oblasti |
| Kontrola izolace | Kontroluje poškození teplem, tlakem nebo nářadím |
| Opakovaný-zkušební cyklus | Potvrzuje stabilitu procesu během nepřetržité výroby |
Zkušební metoda, četnost odběru vzorků a limity přijatelnosti by měly být dohodnuty před konečným převzetím zařízení.
FAQ
Otázka: Co je ultrazvukové svařování pocínovaným drátem?
Odpověď: Ultrazvukové svařování pocínovaným drátem je polovodičový{0}}proces, který využívá vysokofrekvenční{1}}mechanické vibrace a tlak ke spojování lankových pocínovaných měděných vodičů. Nevyžaduje pájku ani přídavný kov.
Otázka: Roztaví ultrazvukové svařování cínový povlak?
Odpověď: Proces funguje pod teplotou hromadného tavení vodiče, ale ultrazvukové vibrace mohou narušit nebo přemístit cínový povlak na rozhraní spoje. Stav povlaku a elektrický výkon by měly být ověřeny pomocí skutečných vzorků zákazníka.
Otázka: Je pro připojení nutná pájka?
Odpověď: Ne. Ultrazvukové svařování drátem vytváří spoj přímo mezi vodiči bez pájky, pájecí slitiny nebo jiného přídavného kovu.
Otázka: Lze svařit dvě různé velikosti drátu?
A: Potenciálně ano. Proveditelnost závisí na rozdílu v průřezu-, struktuře pramene, uspořádání spojů a dostupných nástrojích. Před schválením kombinace je vyžadováno svaření vzorku.
Otázka: Může stejný stroj svařovat několik specifikací drátu?
Odpověď: Jeden stroj může podporovat několik kompatibilních specifikací drátu prostřednictvím vyměnitelných nástrojů a uložených receptur. Celkový rozsah velikostí musí zůstat v rámci kapacity svařovacího systému a sonotrody.
Otázka: Může tento stroj přivařit pocínovaný drát ke svorce?
Odpověď: Tento případ se zaměřuje na spojení dvou pocínovaných kabelových svazků. Svařování drátu-na-koncovku může být také možné, ale vyžaduje samostatnou kontrolu materiálu svorek, povlaku, tloušťky, přístupu ke spoji a požadavků na pevnost.