مونتاژ لحیم کاری مسی تماس با نقره جامد: راهنمای جوشکاری تولید و متالورژی

مس و آلیاژهای آن به چهار گروه متالورژی اولیه تقسیم می شوند: مس خالص (مس سخت الکترولیتی یا مس بدون اکسیژن با بیشتر یا مساوی 99.9٪ مس)، برنج (آلیاژهای مس-روی)، برنز (آلیاژهای مس با قلع، آلومینیم، آلومینیم برونیل، و برنج سیلیکون) (آلیاژهای مس نیکل).هنگام ساخت مجموعه لحیم کاری مس کنتاکت نقره جامد برای تابلو برق فشار ضعیف، قطع کننده های مدار و کنتاکتورهای جریان مستقیم ولتاژ بالا (HVDC)، رعایت دقیق پارامترهای ترمومکانیکی و متالورژیکی غیرقابل مذاکره است. رسانایی حرارتی بالا (حدود 401 W/(m·K) برای مس خالص) باعث اتلاف سریع گرما می شود و در صورتی که تنظیمات پیش گرمایش و اتصال به درستی کنترل نشود، جوشکاری و لحیم کاری استاندارد مستعد همجوشی ناقص، رشد دانه درشت و تنش حرارتی بالا می شود.

پالایش دانه پس از جوش و کاهش استرس

از آنجایی که مس و آلیاژهای آن به سرعت متبلور می شوند و منجر به دانه های درشت پس از جوش می شود-که مستقیماً استحکام کششی و عمر خستگی را کاهش می دهد{1}}مداخله مکانیکی فوری برای مونتاژ جوش داده شده کنتاکت های الکتریکی نقره ای مورد نیاز است. اپراتورها باید بلافاصله پس از انجماد، با استفاده از چکش سر صاف، بر روی درز جوشکاری نوری انجام دهند. این عمل مکانیکی ساختارهای دندریتی را می شکند، اندازه دانه را اصلاح می کند و تنش های حرارتی باقیمانده را مطابق با استانداردهای تست مکانیکی ISO 6892-1 کاهش می دهد.

پروتکل های آماده سازی سطح

لایه‌های اکسید، روغن‌های کششی و آلاینده‌های آلی به‌عنوان مانعی برای خیس شدن در طول لحیم کاری القایی با فرکانس بالا یا جوشکاری مقاومتی عمل می‌کنند. تمیز کردن سطح باید از یک پروتکل دو لایه پیروی کند:

• تمیز کردن مکانیکی: از برس های سیمی فولادی ضد زنگ یا چرخ های ساینده که منحصراً به مس اختصاص داده شده اند، برای از بین بردن رسوبات سطحی تا زمانی که یک درخشش فلزی درخشان ظاهر شود، استفاده کنید.
• چربی زدایی و ترشی شیمیایی: اجزاء را با استفاده از استون یا محلول آبی هیدروکسید سدیم 10 درصد در دمای 30 درجه چربی زدایی کنید، کاملاً بشویید، سپس در محلول اسید نیتریک 35 درصد یا اسید سولفوریک 10 درصد به مدت 3 دقیقه ترشی کنید تا اکسیدهای سطحی حل شوند. قبل از مونتاژ آن را بشویید و کاملا خشک کنید.

پیش گرمایش و کنترل ورودی حرارتی

مس خالص و آلیاژهای مس با رسانایی بالا انتشار حرارتی بالایی را برای اتصال تماس نقره ای میله های مس نشان می دهند. برای مقاطع ضخیم‌تر از 5 میلی‌متر، پیش‌گرم کردن اجباری است تا از چرخش سرد و عدم همجوشی جلوگیری شود. منابع برق جوشکاری باید چگالی جریان بالاتری نسبت به فولادهای کربنی داشته باشند تا اتلاف حرارت سریع را جبران کنند.

طراحی مشترک و کاهش اعوجاج

به دلیل ضریب انبساط حرارتی بالای مس (حدود 16.5 × 10-6/K)، انقباض حجمی قابل توجهی در طول انجماد، ایجاد ریزترک و اعوجاج زاویه ای رخ می دهد. برای مقابله با این:

• فاصله های مفصل گسترده تر و زوایای شیار بزرگتر (معمولا شیارهای V-60 تا 70 درجه) طراحی کنید.
• قبل از لحیم کاری با فرکانس بالا یا جوشکاری مقاومتی، از جوشکاری موقت چند نقطه ای برای حفظ تلورانس های ابعادی در محدوده 0.05± میلی متر استفاده کنید.

مدیریت مواد مصرفی و ایمنی محیطی

برای ساخت اجزای تماسی لحیم کاری شده، فلزات پرکننده و الکترودهای پوشش داده شده باید در دمای تقریبی 200 درجه به مدت 1 تا 2 ساعت قبل از استفاده پخته شوند تا گیر افتادن رطوبتی که باعث تخلخل هیدروژنی می شود از بین برود. علاوه بر این، سیستم‌های تهویه موضعی فعال یا استخراج دود باید برای جلوگیری از تب دود فلز ناشی از استنشاق دودهای اکسید مس در هنگام اتصال در دمای بالا استفاده شود.

زمانی که برنامه شامل می شودلحیم کاری کنتاکت نقره به میله های مسترمینال های رله، اجزای سوئیچ یا سایر هادی های الکتریکی، نقشه، درجه مواد، حجم سالانه هدف و مشخصات الکتریکی/مکانیکی مورد نیاز را برای ارزیابی فرآیند ارائه می کنند.