Juotetut hopeanväriset koskettimet korkea{0}}jännitekatkaisimissa: materiaalin kiinnitys ja kaarenvastus

Juotetussa hopeakosketinkokoonpanossa yhdistyvät hopea{0}}pohjainen kosketinpää ja kuparituki metallurgisesti sidotun juotoskerroksen kautta. Suuri-virtakatkaisijoiden tapauksessa kosketinmateriaalin valinta, juotoslämpötila, liitosgeometria, sidos-alueen peitto ja juotoksen jälkeinen-tarkastus vaikuttavat suoraan kosketusvastukseen, lämmönnousuun, mekaaniseen pysyvyyteen ja valokaaren -eroosiokäyttäytymiseen.

MCCB:n ja muiden korkeavirtaisten{0}}kytkentärakenteiden suunnittelun kohteena ei ole pelkkä hopea-kosketuspinta. Koko kokoonpanon on ylläpidettävä matalan resistanssin virtareittiä, samalla kun se vastustaa toistuvaa kaarienergiaa, lämpökiertoa ja mekaanista kuormitusta kosketinrajapinnassa.

AgWC- ja AgC-kontaktimateriaalit kaarelle altistumiseen

Keskeytyksen aikana kosketuspinta altistuu paikalliselle kuumennukselle, kaarikiinnitykselle, materiaalinsiirrolle ja toistuvalle lämpökierrolle. Siksi AgWC- ja AgC-järjestelmiä harkitaan, kun sovellus vaatii kovempaa kosketusvaihetta kuin puhdas hopea.

Varsinainen koostumus tulisi valita nimellisvirran, jännitteen, oikosulku{0}}katkostoiminnan, kytkentätaajuuden ja koskettimen geometrian mukaan pelkän materiaalin nimen sijaan.

MCCB-kosketinjärjestelmässä kosketinpäätä ei voida arvioida erikseen kuparikannattimesta. Kosketusmateriaali, jolla on hyvä kaarenkesto, voi silti aiheuttaa ennenaikaisen kokoonpanovirheen, jos juotetussa rajapinnassa on aukkoja, riittämätöntä kostutusta tai riittämätön sidosalue.

Kosketusvastus ja terminen nousu IEC 60947 -testiolosuhteissa

Kosketinresistanssiin vaikuttavat pinnan kunto, kosketuspaine, materiaalin kovuus, koskettimen geometria ja virran polun suunnittelu. Alhainen resistanssiarvo on hyödyllinen vain silloin, kun se pysyy vakaana lämpö- ja sähkökierron jälkeen.

Tuotannonohjausta varten suunnittelutiimien tulee määritellä mitattavissa olevat hyväksymiskriteerit:

• Kosketinresistanssi mΩ määritellyllä testivirralla.
• Koskettimen lämpötila nousee nimellisvirran alle.
• Kontaktin-pään mittatoleranssi millimetreinä.
• Juotetun liitoksen peitto ja havaittava tyhjä alue.
• Mekaaninen leikkauslujuus MPa.
• Pinnan kovuus tai mikro-kovuus HV:na soveltuvin osin.

Toimittajan eritelmissä tulisi siksi yksilöidä testimenetelmä, mittauspaikka, käytetty virta ja hyväksyntäraja sen sijaan, että raportoitaisiin vain yleinen lausunto, kuten "matala vastus".

Juotettu liitos vs. niitattu liitos korkean{1}}nykyisen kontaktin saavuttamiseksi

Juottaminen ja niittaus luovat erilaisia ​​mekaanisia ja sähköisiä rajapintoja. Niitattu kosketus riippuu mekaanisesta muodonmuutoksesta ja komponenttien välisestä kontrolloidusta kosketuksesta, kun taas juottaminen muodostaa metallurgisen liitoksen juotostäyteaineseoksen läpi.

Juotettu rakenne voi tarjota jatkuvan sidosalueen kosketinpään alle, mutta vain silloin, kun liitos on suunniteltu oikein. Toimittajan tulee hallita juotosvälystä, täytemetallin jakautumista, lämmitysnopeutta, huippulämpötilaa ja jäähdytysolosuhteita.

Niittauksessa ensisijaiset muuttujat siirtyvät kohti niitin varren halkaisijaa, väännysvoimaa, pään korkeutta, samankeskisyyttä ja jäännösmekaanista esijännitystä.

Juotoslämpötila, kostutus ja nivelvälys

Juotosprosessi tulisi määrittää todellisen täyte{0}}metallijärjestelmän perusteella eikä uunin yleisen lämpötilan perusteella.

Tärkeitä prosessimuuttujia ovat:

• Täyteaineseoksen sulamisalue ja likviduslämpötila.
• Kupari-tukee pinnan kuntoa ennen juottamista.
• Ota yhteyttä-pään ja tuen yhteensovittamiseen.
• Nivelvälys ja kapillaarivirtausetäisyys.
• Lämmitysnopeus ja huippulämpötila.
• Säilytysaika juotoslämpötilassa.
• Suojaava ilmakehä tai tyhjiötila.
• Jäähdytysnopeuden ja säröjen hallinta.

Tuotannon hyväksyntää varten metallografisia poikkileikkauksia{0}} tulee käyttää varmistamaan, että täyteaineseos on valunut tarkoitetun sidosalueen läpi ilman liiallista tyhjenemistä, epätäydellistä kostutusta tai hallitsematonta metallien välistä muodostumista.

Leikkauslujuus suurempi tai yhtä suuri kuin 150 MPa: Testisuunnittelu pikemminkin kuin markkinointiväitteet

Leikkauslujuusarvo-, kuten suurempi tai yhtä suuri kuin 150 MPa, tulee ilmoittaa vain, kun se on sidottu määriteltyyn materiaaliyhdistelmään, liitoksen geometriaan ja testimenetelmään. Numeerinen tulos voi muuttua merkittävästi kosketuspään halkaisijan, juotospaksuuden, limitysalueen, näytteen valmistelun ja lataussuunnan mukaan.

Toimittajan kelpuutusta varten testitietueessa on mainittava:

Liitos, joka epäonnistuu perusmateriaalin sisällä eikä juotettua rajapintaa pitkin, tarjoaa erilaista teknistä tietoa kuin rajapinnan vika. Laadunvarmistustietueiden tulee siksi dokumentoida murtuman sijainti, ei vain huippukuormitus.

Kuparitukigeometria ja sähkönjohtavuus

Kuparituki tarjoaa päävirran{0}}siirtoreitin kosketinpään takana. Kuparilaatu, poikki-pinta-ala, tuen paksuus ja juotosalueen geometria- vaikuttavat jännitteen pudotukseen ja lämmön nousuun.

Jos sähkönjohtavuus on määritelty, ostospesifikaatiossa tulee yksilöidä kuparilaatu ja testiperuste. Arvoa, kuten suurempi tai yhtä suuri kuin 85 % IACS, ei pitäisi siirtää kuparilaatujen välillä ilman varmennusta.

Mekaanisen rakenteen tulisi myös estää liiallinen lämpöpitoisuus juotetun alueen ympärillä. Terävät osien muutokset, ohuet tukiosuudet ja huonosti hallitut juotospinnat voivat aiheuttaa paikallisia lämpötilagradientteja korkean virran{1}}käytön aikana.

AgWC/AgC-liitäntärakenne: 0,01–0,05 mm:n mittasäätö

Kosketuspään ja kuparituen on pysyttävä kohdakkain koko juottamisen ajan. Komponenttien koosta ja prosessikapasiteetista riippuen kriittisiä mittoja voidaan ohjata alueella, kuten ±0,01 mm - ±0,05 mm, mutta todellinen toleranssi on määritettävä katkaisijan suunnittelupiirustuksen ja kokoonpanopinon avulla.

Avainmitat sisältävät yleensä:

• Kosketuspään halkaisija-.
• Yhteys-pään paksuus.
• Tuen leveys ja paksuus.
• Juotosalueen halkaisija-.
• Ota yhteyttä-kasvojen tasaisuus.
• Kontaktipään ja tuen välinen samankeskisyys.
• Valmis asennuskorkeus.

Mittatarkastus tulee suorittaa juottamisen jälkeen, koska lämpövääristymä voi muuttaa lopullista geometriaa.

Juotosvirheet: Tyhjät, ei{0}}kostuminen ja kohdistusvirhe

Tärkeimmät juotosvirheet liittyvät yleensä epätäydelliseen täyteainevirtaukseen, kaasun juuttumiseen, saastumiseen ja hallitsemattomaan kuumenemiseen.

Hallittu juotosprosessi tulisi siksi yhdistää mittatarkastukseen sen sijaan, että sitä olisi käsiteltävä eristettynä lämpökäsittelynä.

Röntgen-/CT-tarkastus sisäisten juotosvaurioiden varalta

Silmämääräisellä tarkastuksella ei voida luotettavasti tunnistaa hopeanvärisen kosketinpään alla olevia sisäisiä aukkoja. Suurin-virtakatkaisijakomponenttien tapauksessa röntgen- tai tietokonetomografia voi tarjota -tuhoamatonta näyttöä nivelen sisäisestä tilasta.

Tarkastuseritelmässä tulee määritellä:

• Tarkastusalue.
• Pienin havaittavan vian koko.
• Suurin sallittu tyhjyysprosentti tai yksittäinen tyhjiökoko.
• Vastaanottopaikka.
• Näytteenottotaajuus.
• Laitteen resoluutio.
• Erän tunnistus.
• Tarkastusraportin muoto.

Hyväksymisrajat tulee sopia komponenttipiirustuksen tai laatusuunnitelman kanssa. Yleinen "zero void" -lause ei ole teknisesti hyödyllinen, ellei myös tunnistuskynnystä ole määritetty.

Ultraääni- ja metallografinen tarkastus

Ultraäänitarkastusta voidaan harkita silloin, kun komponenttien geometria ja materiaaliyhdistelmä tarjoavat riittävän akustisen kytkennän ja signaalin erottamisen.

Prosessin luokittelussa tuhoava metallografia on edelleen hyödyllinen, koska se paljastaa suoraan:

• Juotos{0}}kerroksen jatkuvuus.
• Täyteaineen jakelu.
• Rajapinnan reaktioalueet.
• Huokoisuus.
• Halkeamia.
• Epätäydellinen kostutus.
• Paikallinen ylikuumeneminen.

NDT ja metallografia palvelevat eri tarkoituksia. NDT tukee tuotannon seulontaa tuhoamatta komponenttia; metallografia tarjoaa yksityiskohtaista prosessin{1}}kehitystodistetta valituista näytteistä.

Leikkaustestaus ja virhe{0}}tilan analyysi

Leikkaustestauksen tulisi kohdistaa hallittu kuormitus kosketinpäähän, kunnes tapahtuu käyttöliittymävika tai pää{0}}materiaalivika.

Testiraportin tulee sisältää näytteen tunniste, materiaalierä, liitospinta-ala, maksimivoima, laskettu jännitys, kuormituskonfiguraatio ja murtuman sijainti.

Esimerkiksi:

Leikkausjännitys (MPa)=Suurin leikkauskuorma (N) ÷ Tehokas sidosalue (mm²)

Jos tehollista sidosaluetta ei mitata johdonmukaisesti, eri komponenttien geometrioiden leikkauslujuustietoja ei voida verrata suoraan.

AgWC/AgC materiaalisertifiointi ja erätietueet

Autoihin{0}}liittyvien korkeajännitteisten-kytkinkomponenttien materiaalin jäljitettävyyden tulisi ulottua saapuvasta raaka-aineesta valmiiseen kokoonpanoon.

Valvottu tietue voi sisältää:

• Ota yhteyttä-materiaaliluokkaan.
• Hopeapitoisuus tai ilmoitettu koostumus.
• Volframikarbidin tai hiilifaasin erittely.
• Kuparilaatua.
• Täyte-metallilaatu.
• Raaka--toimittaja.
• Erän numero.
• Tuotantopäivämäärä.
• Juotoslaitteiden tunnistetiedot.
• Juotoslämpötilaprofiili.
• Operaattorin tai tuotantolinjan{0}}tunniste.
• NDT tulos.
• Mittatarkastuksen tulos.
• Mekaanisen testin tulos.

ISO 9001- ja IATF 16949 -laatujärjestelmät voivat tarjota puitteet prosessin ohjaukselle ja jäljitettävyydelle, kun taas todellisten komponenttien hyväksymiskriteerien tulisi pysyä tuotekohtaisina.

RoHS- ja REACH-materiaalien yhteensopivuus

Materiaalien vaatimustenmukaisuus tulee dokumentoida valvotuilla ilmoituksilla ja tarvittaessa laboratoriotesteillä.

Hankintoja varten toimittajapaketissa on erotettava:

• Materiaalin koostumusilmoitus.
• RoHS-yhteensopivuusasiakirjat.
• REACH-aineen-tilailmoitus.
• Saapuvan materiaalin todistus.
• Tuotannon{0}}jäljitettävyys.
• Lopullinen tarkastuspöytäkirja.

Tämä erottelu estää vaatimustenmukaisuusasiakirjan virheellisen käsittelyn todisteena mekaanisesta tai sähköisestä suorituskyvystä.

Prosessikapasiteetti: ±0,01 mm - ±0,05 mm kriittiset mitat

Mittakyky tulee arvioida todellisen suunnittelupiirustuksen perusteella. Tarkkuuskoskettimien mittaus voi sisältää mikrometrejä, optisia järjestelmiä, CMM-laitteita tai erityisiä mittareita.

Jos piirustuksessa on ilmoitettu ±0,01 mm, toimittajan tulee osoittaa prosessikyky käyttämällä määriteltyä mittausjärjestelmää ja näytteenottomenetelmää sen sijaan, että luottaisi yhteen tarkastustulokseen.

Suuremman-volyymin tuotantoa varten tilastollista prosessinohjausta voidaan soveltaa sellaisiin mittoihin kuin kosketin-pään korkeus, tuen paksuus, juotetun kokoonpanon korkeus ja samankeskisyys.

Mikä määrittää vaaditun juotosliitoksen lujuuden katkaisijan hopeakoskettimelle?

Vaadittu arvo riippuu koskettimen geometriasta, kokoonpanokuormituksesta, lämpösyklistä ja käyttömäärästä. Leikkauslujuus tulee määrittää MPa:na yhdessä testigeometrian, sidosalueen, kuormitussuunnan ja vikatilan kanssa.

Miten hopeanvärisen kosketinkokoonpanon sisäinen juotoslaatu varmistetaan?

Röntgen- tai CT-tarkastus voi tunnistaa sisäiset aukot ja epätäydelliset liitokset vahingoittamatta komponenttia. Valituille näytteille voidaan sitten tehdä metallografinen leikkaus ja leikkaustesti prosessin kelpuutusta varten.

Millaista jäljitettävyyttä toimittajan tulee tarjota juotetuille AgWC- tai AgC-koskettimille?

Toimittajan tulee linkittää kontakti-materiaali- ja kupari-tukierät täyte-metallitietoihin, juotosparametreihin, NDT-tuloksiin, mittatarkastukseen ja lopullisen erän tunnistukseen. ISO 9001- tai IATF 16949 -järjestelmät voivat tukea tätä jäljitettävyysrakennetta.

Lähetä nykyisten katkaisijaohjelmien{0}}kosketinpiirros, AgWC/AgC-materiaalivaatimukset ja juotoksen tarkastuskriteerit nyt.Juotettu hopea kosketinkokoonpano, joten valmistustiimi voi tarkistaa yhteisen suunnittelun, työkalut, NDT:n ja tuotannon toteutettavuuden ennen seuraavaa ostojulkaisuasi.