در تولید برق و الکترونیک مدرن، جوشکاری نه تنها وسیله ای برای اتصال مواد است، بلکه یک فرآیند کلیدی است که قابلیت اطمینان محصول را تعیین می کند. به خصوص در ساخت اجزای اصلی وسایل برقی با ولتاژ پایین- و-مثل رله ها و کنتاکتورها{3}}کنتاکت های ثابت و متحرک{4} کیفیت جوش مستقیماً بر عمر سوئیچ، پایداری مقاومت تماس و مقاومت قوس محصول تأثیر می گذارد. در میان روشهای متعدد جوشکاری، کنتاکت نقرهای جوش مقاومتی، به دلیل مزایای منحصربهفردش مانند راندمان حرارتی بالا، درزهای جوش متراکم، و منطقه تحت تأثیر حرارت کم، به فرآیند اصلی برای اتصالات تماس رله انتهایی بالا تبدیل شده است و به تدریج جایگزین جوشکاری قوس الکتریکی و لحیم کاری سنتی شده است.
جوشکاری مقاومتی در مقابل جوشکاری قوس الکتریکی: تفاوت های اساسی تعیین کننده مرزهای کاربرد
اگرچه هر دو به فناوری های اتصال فلزات تعلق دارند، جوشکاری مقاومتی و جوش قوس الکتریکی اساساً در منابع انرژی، مکانیسم های هدایت گرما و شرایط انجماد متفاوت است. این تفاوت کاربرد آنها را در ساخت قطعات الکترونیکی دقیق تعیین می کند.
اولاً، جوشکاری مقاومتی بازده حرارتی بسیار بالاتری را ارائه می دهد. جوشکاری قوس الکتریکی متکی به یک قوس الکتریکی خارجی به عنوان منبع حرارت متمرکز است که گرما از سطح قطعه کار به داخل هدایت می شود. مقدار زیادی گرما از طریق تشعشع و جابجایی در طی این فرآیند از دست میرود که منجر به بازده حرارتی معمولاً زیر 30 درصد میشود. از طرف دیگر، جوشکاری مقاومتی از گرمای ژول (I²Rt) تولید شده توسط جریان عبوری از رابط تماس به عنوان منبع حرارت داخلی استفاده می کند. گرما مستقیماً در رابط جوش تولید میشود و از ناحیه-درجه حرارت بالا به ناحیه دمای پایین- هدایت میشود که در نتیجه حداقل اتلاف گرما و راندمان حرارتی بیش از 60% ایجاد میشود. این ویژگی مخصوصاً برای تماسهای دکمههای جوشکاری مینیاتوری مهم است-ورودی حرارت محدود به طور مؤثری از آسیب حرارتی به فنرهای مجاور یا مواد عایق جلوگیری میکند.
دوم، جوشکاری مقاومتی، جوش متراکم تری ایجاد می کند. حوضچه های مذاب جوش قوس الکتریکی آزادانه تحت فشار معمولی جامد می شوند و به راحتی حفره های انقباض، تخلخل یا سستی دندریتی ایجاد می کنند. با این حال، جوشکاری مقاومتی (به ویژه جوشکاری نقطهای مقاومتی (RSW) تماس نقرهای)، فشار مکانیکی را در حین گرم شدن با الکتریسیته اعمال میکند و باعث میشود قطعه مذاب تحت فشار جامد شود و ویژگیهای جوشکاری فشار معمولی را نشان دهد. این فرآیند "ترمو-همبستگی مکانیکی" به طور موثر گازها و ناخالصی ها را خارج می کند، از شروع ترک جلوگیری می کند، و جوش هایی با ریزساختار متراکم و استحکام پیوند بالا ایجاد می کند، که به طور قابل توجهی مقاومت در برابر خوردگی الکترولیتی و خستگی را بهبود می بخشد.

سناریوهای کاربردی معمول جوشکاری تماس رله
در رلههای قدرت مینیاتوری، رلههای سیگنال و رلههای خودرو، اندازه تماس اغلب کمتر از 2 میلیمتر است و مواد عمدتاً از کنتاکتهای AgNi، AgSnO2 یا AgCdO هستند که نیازهای بسیار بالایی را برای دقت جوش ایجاد میکنند. جوشکاری مقاومتی، با مزایای آن، کنترل پذیری بالا، زمان چرخه سریع (تک نقطه<1 second), and no need for filler material, has become the preferred process.
با در نظر گرفتن نوع خاصی از رله PCB به عنوان مثال، تماس متحرک آن باید به فنر برنزی فسفر جوش داده شود. در حالی که جوشکاری لیزری دارای یک ناحیه تحت تأثیر حرارت کوچک-است، هزینه تجهیزات بالا است و به بازتاب سطح حساس است. کنتاکت های لحیم کاری نقره نیاز به شار دارند و باقیمانده ها ممکن است سطح تماس را آلوده کنند و بر قابلیت اطمینان تماس تأثیر بگذارند. با این حال، جوش نقطه ای مقاومت پالسی، از طریق کنترل دقیق شکل موج جریان، می تواند تشکیل قطعه جوش را در 0.5 میلی ثانیه کامل کند، با تغییر شکل حرارتی کنترل شده در ± 5 میکرومتر، که به طور کامل الزامات مونتاژ خودکار را برآورده می کند.
علاوه بر این، اگرچه سازه های کامپوزیتی مانند کنتاکت های برقی پرچ کامپوزیت لحیم کاری شده عمدتاً لحیم کاری می شوند، جوش مقاومتی به طور فزاینده ای برای تقویت ثانویه در اتصالات بعدی با ترمینال ها معرفی می شود و یک سیستم اتصال ترکیبی "جوشکاری لحیم کاری + مقاومت" را تشکیل می دهد که رسانایی و استحکام مکانیکی را متعادل می کند.

سازگاری مواد و روندهای آینده
با مقررات زیست محیطی سختگیرانه فزاینده، کنتاکت های اکسید کادمیوم نقره به تدریج با AgSnO2 جایگزین می شوند. دومی، با سختی بالا و هدایت حرارتی ضعیف، چالشهای جدیدی را برای جوشکاری مقاومتی ارائه میکند که نیازمند چگالی جریان بالاتر و کنترل فشار دقیقتر است. این صنعت در حال بررسی فناوریهای جدید مانند جوشکاری دوگانه-پالسی و کنترل بازخورد تطبیقی برای رسیدگی به پنجره فرآیند باریک ناشی از تکرار مواد است.
در همین حال، تولید سبز منجر به پذیرش گسترده فرآیندهای-بدون سرب و هالوژن-میشود. جوشکاری مقاومتی، بدون نیاز به شار و بدون تولید دود یا گرد و غبار، به طور طبیعی با این روند مطابقت دارد. در آینده، همراه با موقعیتیابی بصری هوش مصنوعی و پایش فرآیند زمان واقعی (مانند نظارت بر مقاومت دینامیکی)، جوش مقاومتی بیشتر به سمت تولید هوشمند با "عدم نقص و قابلیت ردیابی کامل" پیش خواهد رفت.

از راندمان حرارتی تا چگالی جوش، از کنتاکت های مینیاتوری تا الزامات قابلیت اطمینان بالا، جوشکاری مقاومتی مزایای تکنولوژیکی غیرقابل جایگزینی را در تولید رله نشان می دهد. این صرفاً یک فرآیند اتصال نیست، بلکه سنگ بنای مهندسی است که عملکرد پایدار طولانی مدت-قطعات تماس نقره جوش داده شده. با ظهور مداوم مواد و سازههای جدید، تنها با عمیقتر کردن درک خود از مکانیسم جفتکننده «حرارتی-مکانیکی-ماده» میتوانیم یک دفاع قابل اطمینان قوی برای اتصالات الکتریکی در مقیاس میکرومتر ایجاد کنیم.
اگر در حال توسعه راه حل های اتصال تماس رله جدید هستید یا نیاز به حل چالش های فرآیندی مانند پاشش جوش، لحیم کاری ناقص و تغییر شکل حرارتی دارید، لطفا با ما تماس بگیرید. ما پیشنهادات بهینه سازی پارامتر و پشتیبانی تجزیه و تحلیل خرابی را بر اساس{1} مشخصات استاندارد صنعت ارائه خواهیم کرد.
تماس با ما

