โหมดความล้มเหลวของการสัมผัสทางไฟฟ้าทั่วไป (การเชื่อม การกัดเซาะ การเกิดออกซิเดชัน) และวิธีการป้องกัน

ความล้มเหลวของการสัมผัสทางไฟฟ้ามักเกิดจากกลไกที่วัดได้สามกลไก ได้แก่-การถ่ายโอนวัสดุที่เหนี่ยวนำให้เกิดอาร์ก ความร้อนเกินเฉพาะจุด และ-ความต้านทานของฟิล์มที่พื้นผิว สำหรับรีเลย์ คอนแทคเตอร์ เซอร์กิตเบรกเกอร์ และระบบจ่ายไฟ EV สูง- การป้องกันความล้มเหลวจำเป็นต้องมีการควบคุมวัสดุสัมผัส แรงสัมผัส พลังงานส่วนโค้ง รูปทรงของการสัมผัส คุณภาพการเชื่อม และสภาพพื้นผิว แทนที่จะเพิ่มขนาดหน้าสัมผัสเพียงอย่างเดียว

 

โดยปกติลำดับความล้มเหลวสามารถระบุได้จากความต้านทานการสัมผัส แรงสัมผัส สัณฐานวิทยาของการเชื่อม ความลึกของการกัดเซาะ ทิศทางการถ่ายโอน เคมีของพื้นผิว และอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น พารามิเตอร์เหล่านี้เป็นพื้นฐานสำหรับการวิเคราะห์ความล้มเหลวของหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าและการเลือกวัสดุ/กระบวนการ

 

 

 

เมื่อคู่หน้าสัมผัสแยกออกจากกันในขณะที่กระแสไหล ช่องว่างทางกลจะไม่รบกวนวงจรทันที กระแสไหลต่อเนื่องผ่านส่วนโค้งชั่วคราวที่เกิดขึ้นระหว่างพื้นผิวสัมผัสทั้งสอง

 

อุณหภูมิส่วนโค้งในพื้นที่อาจเกินอุณหภูมิหลอมเหลวและการกลายเป็นไอของวัสดุสัมผัส วัสดุจะถูกเอาออกจากแอโนดและแคโทด แล้วขนส่งผ่านพลาสมา และนำไปฝากใหม่บนพื้นผิวสัมผัสด้านตรงข้าม

 

ความเสียหายที่เกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับตัวแปรหลายประการ:

 

ความหนาแน่นกระแส: ความเข้มข้นของกระแสเฉพาะจุดเร่งการหลอมละลายและการถ่ายโอนวัสดุ
ระยะเวลาส่วนโค้ง: ระยะเวลาส่วนโค้งที่ยาวขึ้นจะเพิ่มการป้อนความร้อนสะสม
ความเร็วการเปิด: การแยกที่ช้าลงจะคงส่วนโค้งไว้เป็นระยะเวลานานขึ้น
แรงสัมผัส: แรงไม่เพียงพอจะเพิ่มความต้านทานการหดตัวและความร้อนเฉพาะที่
วัสดุหน้าสัมผัส: Ag, AgSnO₂, AgC, AgWC และระบบอื่นๆ มีพฤติกรรมต้านทานการหลอมเหลว ออกซิเดชัน และอาร์ค-ที่แตกต่างกัน
รูปทรงของหน้าสัมผัส: พื้นที่หน้าสัมผัสในรัศมีขนาดเล็ก-รวมกระแสและเพิ่มอุณหภูมิในพื้นที่
ตัวเหนี่ยวนำวงจร: พลังงานแม่เหล็กที่เก็บไว้สามารถรักษาส่วนโค้งได้หลังจากการแยกทางกล
แรงดันไฟฟ้าดับ: โดยทั่วไปแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่สูงขึ้นจะเพิ่มความยากในการหยุดชะงักของส่วนโค้ง

 

สำหรับการใช้งาน DC เช่น ชุดแบตเตอรี่ EV และคอนแทคเตอร์กักเก็บพลังงาน- ลักษณะการทำงานของส่วนโค้งจะไวต่อการเหนี่ยวนำของวงจรเป็นพิเศษ เนื่องจากไม่มีศูนย์ AC ตามธรรมชาติ

 

ความต้านทานต่อการสัมผัสจะเพิ่มขึ้นก่อนเกิดความล้มเหลวอย่างรุนแรง

ความต้านทานต่อการสัมผัสไม่ได้ถูกกำหนดโดยความต้านทานรวมของวัสดุที่สัมผัสเท่านั้น การนำไฟฟ้าที่แท้จริงเกิดขึ้นผ่านความไม่แน่นอนของกล้องจุลทรรศน์ ฟิล์มออกไซด์ การปนเปื้อน ความหยาบของพื้นผิว และแรงสัมผัสที่ลดลงสามารถลดพื้นที่การนำโลหะที่มีประสิทธิภาพได้

 

ความสัมพันธ์ทางวิศวกรรมอย่างง่ายคือ:

 

P = I²R

 

ที่ไหน:

P=ความร้อนที่เกิดขึ้นที่ส่วนต่อประสานหน้าสัมผัส
ฉัน=ปัจจุบัน
R=ความต้านทานการสัมผัส

 

ที่ 300 A ความต้านทานที่เพิ่มขึ้นจาก 50 µΩ เป็น 100 µΩ จะเพิ่มความร้อนของอินเทอร์เฟซที่คำนวณไว้เป็นสองเท่าจาก:

 

4.5 W → 9 W

 

ความร้อนที่เพิ่มขึ้นนี้สามารถเพิ่มการเกิดออกซิเดชันได้ ทำให้ส่วนติดต่อสัมผัสอ่อนตัวลง และเร่งการถ่ายเทวัสดุ

 

สำหรับการแก้ไขปัญหาความต้านทานการสัมผัส ดังนั้น การเพิ่มความต้านทานควรถือเป็นปัญหาการป้อนกลับความร้อนที่อาจเกิดขึ้น แทนที่จะเป็นการวัดทางไฟฟ้าแบบแยกเดี่ยว

 

 

การเชื่อมแบบสัมผัสเกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิที่ส่วนต่อประสานหน้าสัมผัสสูงเพียงพอสำหรับพื้นผิวตรงข้ามเพื่อสร้างพันธะทางโลหะวิทยา กระแสพุ่งสูง กระแสลัดวงจร- แรงสัมผัสไม่เพียงพอ และวัสดุสัมผัสที่ไม่เหมาะสม ล้วนเพิ่มความน่าจะเป็นได้

 

การตอบสนองที่ถูกต้องไม่ใช่การเพิ่มปริมาณธาตุเงินเสมอไป การเลือกวัสดุจะต้องตรงกับหน้าที่การสลับ รูปคลื่นของกระแสไฟฟ้า โหลดไฟฟ้า และอายุการสัมผัสที่ต้องการ

 

ติดต่อวัสดุ	ลักษณะหลัก	ข้อได้เปรียบทางวิศวกรรมทั่วไป	ข้อพิจารณาการออกแบบหลัก
อจ	การนำไฟฟ้าและความร้อนสูง	ความต้านทานการสัมผัสต่ำ	ความต้านทานต่ำต่อการเชื่อมที่รุนแรงภายใต้การไหลเข้าสูง
AgSnO₂	เมทริกซ์เงินที่มีการกระจาย SnO₂	ปรับปรุงความต้านทานต่อการเชื่อมและการกัดเซาะของส่วนโค้ง	ความต้านทานการสัมผัสสูงกว่า Ag บริสุทธิ์
เอจีซี	ซิลเวอร์-คอมโพสิตคาร์บอน	มีความต้านทานสูงต่อความเสียหายจากการเชื่อมและส่วนโค้ง	ต้องใช้รูปทรงหน้าสัมผัสที่ถูกต้องและกระบวนการเชื่อม
AgWC	ซิลเวอร์-คอมโพสิตทังสเตนคาร์ไบด์	มีความต้านทานสูงต่อการกัดเซาะส่วนโค้งและการเชื่อม	ความซับซ้อนในการประมวลผล/การเข้าร่วมที่สูงขึ้น
อักนี	ซิลเวอร์-คอมโพสิตนิกเกิล	ประสิทธิภาพการสลับที่ดีในแอปพลิเคชัน AC จำนวนมาก	การใช้งาน-พฤติกรรมการกัดเซาะเฉพาะ

 

สำหรับคอนแทคเตอร์ EV กระแสสูง- สามารถพิจารณา AgSnO₂ และ AgC ได้เมื่อการเชื่อมแบบสัมผัสกลายเป็นกลไกความล้มเหลวหลัก

 

ในกรณีที่การกัดเซาะส่วนโค้งอย่างรุนแรงและกระแสไฟที่มีระยะเวลาสั้น-สูงเป็นปัญหาหลัก สามารถประเมิน AgWC ได้ อย่างไรก็ตาม วัสดุเพียงอย่างเดียวไม่สามารถชดเชยรูปทรงหน้าสัมผัสที่ไม่ดีหรือแรงทางกลไม่เพียงพอได้

 

AgSnO₂ สำหรับการควบคุมการเชื่อมแบบสัมผัสกระแสสูง-

AgSnO₂ กระจายอนุภาคดีบุกออกไซด์ภายในเมทริกซ์เงิน ในระหว่างการสลับ เฟสออกไซด์ที่กระจายตัวจะเปลี่ยนพฤติกรรมการหลอมและการระเหยของพื้นผิวสัมผัส และอาจลดแนวโน้มไปสู่สะพานโลหะหลอมเหลว-ขนาดใหญ่

 

โดยทั่วไปจะพิจารณา AgSnO₂ สำหรับ:

คอนแทคเตอร์ EV DC
หน่วยถอดแบตเตอรี่
อุปกรณ์ชาร์จ
คอนแทคเตอร์อุตสาหกรรม
รีเลย์ไฟฟ้า
ชุดป้องกันวงจร

เกรดวัสดุ ปริมาณ SnO₂ เส้นผ่านศูนย์กลางหน้าสัมผัส ความหนาของหน้าสัมผัส และวิธีการต่อจะต้องได้รับการตรวจสอบเทียบกับรูปคลื่นการสลับที่เกิดขึ้นจริง

 

AgC สำหรับสภาวะการเชื่อมที่รุนแรง

หน้าสัมผัสคาร์บอนสีเงิน-มีโครงสร้างแบบผสมซึ่งคาร์บอนจะปรับเปลี่ยนพฤติกรรมทางความร้อนและส่วนโค้งของส่วนต่อประสานหน้าสัมผัส

 

สามารถพิจารณา AgC ได้ในกรณีที่ข้อกำหนดทางวิศวกรรมหลักคือความต้านทานต่อการเชื่อมแบบสัมผัสระหว่างการสลับกระแสสูง-

 

การออกแบบควรตรวจสอบ:

ความต้านทานการสัมผัสเริ่มต้น
ความต้านทานแบบไดนามิก
แรงเชื่อม
อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของการสัมผัส
ระยะเวลาส่วนโค้ง
ความทนทานทางไฟฟ้า
ความอดทนทางกล
การถ่ายเทวัสดุหลังจากการปั่นจักรยาน

การเปลี่ยนแปลงวัสดุหน้าสัมผัสโดยไม่มีการทดสอบความทนทานทางไฟฟ้าไม่ถือเป็นหลักฐานที่เพียงพอในการปรับปรุงอายุการใช้งาน

 

AgWC สำหรับการกัดเซาะส่วนโค้งและโครงสร้างหน้าสัมผัสแบบประสาน

AgWC ผสมผสานเฟสเงินนำไฟฟ้าเข้ากับทังสเตนคาร์ไบด์ เฟส WC ทนไฟสามารถปรับปรุงความต้านทานต่อการกัดเซาะส่วนโค้งอย่างรุนแรงและการถ่ายเทวัสดุ

 

สำหรับการใช้งานการเปลี่ยนพลังงานสูง- การประสานซิลเวอร์ต้านทานสามารถใช้เพื่อเชื่อมต่อหน้าสัมผัส AgWC กับตัวพาที่เป็นทองแดง-

การควบคุมกระบวนการโดยทั่วไปประกอบด้วย:

 

องค์ประกอบของโลหะผสมเงินบัดกรี
อุณหภูมิการประสาน
อัตราความร้อน
เวลาถือครอง
สภาพบรรยากาศที่ฟลักซ์หรือการป้องกัน-
การกวาดล้างร่วมกัน
ประสาน-ครอบคลุมพื้นที่
อัตราส่วนเป็นโมฆะ
หลัง-สภาพมิติการประสาน

 

ข้อต่อประสานควรได้รับการประเมินว่าเป็นส่วนต่อประสานทางไฟฟ้าและทางกล แทนที่จะเป็นเพียงวิธีการยึดเท่านั้น

 

ขอการประเมินและใบเสนอราคา DFM ฟรี

 

 

 

การตรวจสอบความล้มเหลวที่มีประโยชน์จะเริ่มต้นโดยการแยกกลไกความล้มเหลวทางกายภาพออกจากอาการทางไฟฟ้า

 

โหมดความล้มเหลว	อาการทางไฟฟ้าทั่วไป	หลักฐานทางกายภาพ	สาเหตุหลัก	ทิศทางการแก้ไข
ติดต่อเชื่อม	หน้าสัมผัสยังคงปิดอยู่หลังจากขดลวด-จ่ายไฟแล้ว	สะพานหลอมเหลว โลหะที่ถ่ายโอน	อุณหภูมิอินเทอร์เฟซสูงและพลังงานอาร์ค	AgSnO₂/AgC, แรงเปิดที่สูงขึ้น, การปรับเปลี่ยนรูปทรง
การกัดเซาะมากเกินไป	เพิ่มความต้านทานหรือความหนาของหน้าสัมผัสลดลง	หลุมอุกกาบาต หลุม วัสดุที่ถูกถ่ายโอน	พลังงานส่วนโค้งมากเกินไป	AgWC, การปรับปรุงการควบคุมส่วนโค้ง-, พื้นที่ติดต่อที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
ออกซิเดชัน	ความต้านทานต่อการสัมผัสเพิ่มขึ้น	ฟิล์มสีเข้ม/ออกไซด์ พื้นผิวเปลี่ยนสี	วงจรความร้อน บรรยากาศ วัสดุที่เข้ากันไม่ได้	การเพิ่มประสิทธิภาพวัสดุ/พื้นผิว
ติดต่อการขนย้ายวัสดุ	โปรไฟล์การติดต่อที่ไม่สม่ำเสมอ	จุดยกด้านหนึ่งและปล่องภูเขาไฟอีกด้านหนึ่ง	ความไม่สมดุลของส่วนโค้ง	การแก้ไขสนามแม่เหล็ก/เรขาคณิต
การตีกลับแบบกลไก	จุดสูงสุดของความต้านทานชั่วคราวหลายจุด	เครื่องหมายส่วนโค้งซ้ำ	การหน่วงหรือแรงสัมผัสไม่เพียงพอ	การเพิ่มประสิทธิภาพสปริงและแอคชูเอเตอร์
ข้อต่อประสานล้มเหลว	ความต้านทานเป็นระยะหรือสูง	รอยแตก ช่องว่าง เปียกไม่สมบูรณ์	กระบวนการบัดกรีที่ไม่เหมาะสม	พารามิเตอร์การประสานและการควบคุมการออกแบบ-ข้อต่อ

 

โหมดความล้มเหลว A: การเชื่อมแบบสัมผัสภายใต้กระแสไฟกระชากสูง

 

กลไกที่ตรงที่สุดคือการให้ความร้อนแบบจูลที่มีการแปลมากเกินไป

 

อุณหภูมิอินเทอร์เฟซจริงอาจสูงกว่าอุณหภูมิสัมผัสภายนอกที่วัดได้มาก เนื่องจากกระแสไหลผ่านจุดการนำด้วยกล้องจุลทรรศน์

 

การตรวจสอบทางวิศวกรรมควรรวมถึง:

กระแสพุ่งสูงสุด
RMS ปัจจุบัน
ความเร็วปิด
แรงสัมผัสเมื่อปิด
ระยะเวลาตีกลับของการติดต่อ
ต้านทานการสัมผัสทันทีหลังจากปิด
ความต้านทานต่อการสัมผัสหลังจากการปั่นจักรยานแบบ Endurance
แรงแยกการเชื่อม

 

หากหน้าสัมผัสเชื่อมเฉพาะระหว่างเหตุการณ์กระแสไหลเข้าสูง-แต่ทำงานได้ตามปกติภายใต้กระแสคงที่- การตรวจสอบควรมุ่งเน้นไปที่ความหนาแน่นกระแสไดนามิกและการตีกลับของหน้าสัมผัส ไม่ใช่แค่การให้คะแนนกระแสอย่างต่อเนื่อง

 

โหมดความล้มเหลว B: การกัดเซาะส่วนโค้งมากเกินไป

การกัดเซาะส่วนโค้งทำให้เกิดปล่องภูเขาไฟที่มีลักษณะเฉพาะ-และ-สัณฐานวิทยาที่ยื่นออกมา

 

การสลับซ้ำอาจทำให้:

การละลายในท้องถิ่น
การระเหยของโลหะ
การโอนวัสดุ
การแข็งตัวอีกครั้ง-
ติดต่อ-การลดพื้นที่
ความต้านทานเพิ่มขึ้น
อุณหภูมิอินเทอร์เฟซที่สูงขึ้น
เร่งการย่อยสลาย

 

สำหรับคอนแทคเตอร์ DC ต้องพิจารณาการปราบปรามส่วนโค้งร่วมกับวัสดุหน้าสัมผัส การเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางหน้าสัมผัสโดยยังคงรักษาระยะเวลาส่วนโค้งที่มากเกินไปอาจไม่สามารถแก้ปัญหาที่ซ่อนอยู่ได้

 

โหมดความล้มเหลว C: ออกซิเดชันและความต้านทานต่อพื้นผิว-ของฟิล์ม

ออกซิเดชันจะเปลี่ยนส่วนต่อประสานจากการนำโลหะเป็นการนำผ่านฟิล์มพื้นผิวและจุดสัมผัสโลหะเฉพาะที่

 

ความต้านทานที่เกิดขึ้นจะขึ้นอยู่กับ:

ความหนาของฟิล์ม
องค์ประกอบของภาพยนตร์
แรงกดพื้นผิว
ความหยาบผิว
แรงสัมผัส
อุณหภูมิในการทำงาน
การสลับความถี่
ความชื้นในสิ่งแวดล้อม

 

ความต้านทานที่เพิ่มขึ้นที่เกิดจากออกซิเดชั่นไม่ควรนำมาประกอบกับค่าการนำไฟฟ้าของทองแดงที่ไม่เพียงพอหรือมีปริมาณเงินไม่เพียงพอโดยอัตโนมัติ

 

การวิเคราะห์พื้นผิวโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง, SEM/EDS หรือวิธีการวิเคราะห์ที่เหมาะสมอื่นๆ สามารถแยกแยะการสะสมออกไซด์จากการสึกหรอเชิงกลและการถ่ายโอนส่วนโค้งได้

 

 

การเลือกวัสดุจะเน้นไปที่คุณสมบัติทางเคมีของพื้นผิว แต่รูปทรงหน้าสัมผัสจะกำหนดวิธีการกระจายแรงของกระแสและแรงทางกล

 

คู่หน้าสัมผัสที่มีวัสดุที่เหมือนกันในนามสามารถแสดงพฤติกรรมความล้มเหลวที่แตกต่างกันได้เมื่อรัศมีหน้าสัมผัส ความสูงที่ยื่นออกมา ความเรียบ หรือการจัดตำแหน่งเปลี่ยนแปลง

 

ตัวแปรทางเรขาคณิตที่สำคัญได้แก่:

เส้นผ่านศูนย์กลางหน้าสัมผัส
ความหนาของหน้าสัมผัส
หน้าสัมผัส-รัศมีส่วนหัว
ติดต่อยื่นออกมา
ความหนาของผู้ให้บริการ
ตำแหน่งศูนย์ติดต่อ
ความเท่าเทียม
การมีศูนย์กลางร่วมกัน
ความสูงของหมุดย้ำ
เส้นผ่านศูนย์กลางพื้นที่ประสาน-

สำหรับตัวพาหน้าสัมผัสที่มีการประทับตราอย่างแม่นยำ สามารถควบคุมความคลาดเคลื่อนของขนาดได้ที่ ±0.01 มม. ซึ่งการใช้งานต้องการความแม่นยำของตำแหน่งที่แน่นหนา

 

พื้นที่สัมผัสเทียบกับความหนาแน่นกระแส

ความสัมพันธ์แบบง่ายคือ:

J = I / A

ที่ไหน:

J=ความหนาแน่นกระแส
ฉัน=ปัจจุบัน
พื้นที่การดำเนินการที่มีประสิทธิภาพ =

คำสำคัญคือพื้นที่มีประสิทธิผล ไม่ใช่พื้นที่เรขาคณิตที่ระบุ

 

หน้าสัมผัสที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มม.-ไม่จำเป็นต้องมีการกระจายกระแสที่สม่ำเสมอทั่วทั้งพื้นที่ทางเรขาคณิตขนาด 78.5 มม.² เต็ม ความหยาบของพื้นผิว ความโค้งของหน้าสัมผัส และการกระจายแรงสามารถจำกัดการนำไฟฟ้าเฉพาะจุดที่ไม่แน่นอน

 

ดังนั้นการเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงอย่างเดียวอาจส่งผลให้มีการปรับปรุงน้อยกว่าที่คาดไว้ หากแรงสัมผัสและรูปทรงของพื้นผิวยังคงไม่สามารถควบคุมได้

 

แรงสัมผัสและการกระจายแรงดัน

แรงสัมผัสที่มากเกินไปอาจทำให้การสึกหรอทางกลและข้อกำหนดของแอคชูเอเตอร์เพิ่มขึ้น แรงที่ไม่เพียงพอจะเพิ่มความต้านทานการหดตัวและทำให้หน้าสัมผัสไวต่อการปนเปื้อนและออกซิเดชั่นมากขึ้น

 

เป้าหมายทางวิศวกรรมจึงควรเป็นเส้นโค้งการเคลื่อนที่-ของแรงที่ควบคุม แทนที่จะเป็นแรงคงที่สูงสุด

 

การยืนยันที่แนะนำประกอบด้วย:

แรงสัมผัสเริ่มต้น
แรงที่การเคลื่อนที่ที่ระบุ
ติดต่อเด้ง
การพักผ่อนในฤดูใบไม้ผลิ
แรงหลังการปั่นจักรยานด้วยความร้อน
แรงหลังจากความอดทนทางไฟฟ้า

ใน-การย้ำหมุดเพื่อกำหนดตำแหน่งหน้าสัมผัส

สำหรับหน้าสัมผัสเงินแบบรีเวท ในการ-การรีเวทแบบดายสามารถรวมการปั๊มและการติดหน้าสัมผัสเข้ากับลำดับการผลิตที่มีการควบคุม

ตัวแปรกระบวนการประกอบด้วย:

 

เส้นผ่านศูนย์กลางของหัวรีเวท
ความสูงของหมุดย้ำ
ติดต่อโปรเจคเตอร์
แรงโลดโผน
ความแข็งของวัสดุ
ส่วนรองรับ-เส้นผ่านศูนย์กลางรู
รีเวท-ศูนย์กลางของรูรีเวท

 

การขึ้นรูปหมุดย้ำที่ไม่ดีสามารถสร้างข้อต่อทางกลที่ผ่านการตรวจสอบด้วยสายตา แต่จะมีความต้านทานไฟฟ้าเพิ่มขึ้นหลังจากวงจรความร้อนและการสั่นสะเทือน

 

การตรวจสอบ CMM สามารถตรวจสอบขนาดพาหะที่สำคัญและตำแหน่งหน้าสัมผัสได้ ในขณะที่การทดสอบทางไฟฟ้าช่วยยืนยันว่าการเปลี่ยนแปลงทางเรขาคณิตส่งผลต่อประสิทธิภาพของวงจรจริงหรือไม่

 

 

 

สำหรับส่วนประกอบยานยนต์และการจัดเก็บพลังงาน- การป้องกันความล้มเหลวควรเชื่อมต่อกับระบบควบคุมกระบวนการ-ที่จัดทำเป็นเอกสาร

 

สายการควบคุมคุณภาพ-โดยทั่วไปประกอบด้วย:

 

การตรวจสอบวัสดุที่เข้ามา → การควบคุมกระบวนการปั๊ม → การเชื่อมหน้าสัมผัส → การตรวจสอบขนาด → การทดสอบความต้านทานไฟฟ้า → การทดสอบความทนทาน → การตรวจสอบขั้นสุดท้าย → เอกสาร PPAP

 

การควบคุมกระบวนการ IATF 16949 สำหรับส่วนประกอบหน้าสัมผัสที่มีการประทับตรา

ระบบการผลิตที่มุ่งเน้น IATF 16949 ควรเชื่อมโยงคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์กับพารามิเตอร์กระบวนการที่วัดได้

 

สำหรับชุดหน้าสัมผัสทางไฟฟ้า แผนควบคุมอาจรวมถึง:

เงิน-เกรดวัสดุหน้าสัมผัส
เกรดวัสดุพาหะ
ขนาดหน้าสัมผัส
ความสูงของหมุดย้ำ
แรงโลดโผน
อุณหภูมิการประสาน
พลังงานการเชื่อม
ความต้านทานต่อการสัมผัส
แรงสัมผัส
สภาพพื้นผิว
ความหนาของการชุบ
ความอดทนมิติสุดท้าย

SPC ควรมุ่งเน้นไปที่คุณลักษณะที่มีความสัมพันธ์โดยตรงกับสมรรถนะทางไฟฟ้าหรือทางกล

 

การตรวจสอบ CMM สำหรับมิติที่สำคัญ

การตรวจสอบ CMM เหมาะสำหรับการตรวจสอบ:

รู-ถึง-ตำแหน่งรู
ติดต่อ-ตำแหน่งศูนย์กลาง
ความเรียบ
ความเท่าเทียม
ความสูงของการติดต่อ
โปรไฟล์ผู้ให้บริการ
สร้างขึ้น-ตำแหน่งที่โดดเด่น

สำหรับ-ชิ้นส่วนที่มีการประทับตราปริมาณมาก CMM ไม่ควรแทนที่ใน-การตรวจสอบกระบวนการในสายการผลิต จะมีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อใช้ร่วมกับเกจ การตรวจสอบด้วยภาพ และการควบคุมกระบวนการทางสถิติ

 

การแก้ไขปัญหาความต้านทานต่อการสัมผัสผ่านการทดสอบแบบควบคุม

บันทึกการทดสอบความต้านทานที่เป็นประโยชน์-ควรระบุ:

 

พารามิเตอร์	วัตถุประสงค์ในการวัด
ความต้านทานการสัมผัสเริ่มต้น	สร้างพื้นฐาน
ความต้านทานหลังจากการสลับ	ระบุการเสื่อมถอยที่เกี่ยวข้องกับส่วนโค้ง-
ความต้านทานหลังการปั่นจักรยานด้วยความร้อน	ระบุความไม่เสถียรของอินเทอร์เฟซ
ความต้านทานหลังจากการทดสอบความทนทาน	พิจารณาการเสื่อมสภาพในระยะยาว-
ความต้านทานภายใต้แรงสัมผัสที่กำหนด	แยกผลกระทบจากแรงออกจากผลกระทบทางวัตถุ
ความต้านทานที่อุณหภูมิควบคุม	ลบการเปลี่ยนแปลงทางความร้อน

 

แนะนำให้ใช้การวัดเคลวินแบบสี่-สายเมื่อค่าความต้านทานอยู่ในช่วงไมโคร-โอห์ม เนื่องจากจะช่วยลดอิทธิพลของความต้านทานของตะกั่วทดสอบ-

 

หลักฐาน PPAP ระดับ 3 สำหรับโครงการยานยนต์

สำหรับโปรแกรมการจัดหายานยนต์ เอกสาร PPAP ระดับ 3 สามารถรวม:

บันทึกการออกแบบ
ข้อกำหนดทางวิศวกรรม
แผนภาพการไหลของกระบวนการ
พีเอฟเอ็มอีเอ
แผนการควบคุม
มส
ผลลัพธ์มิติ
ใบรับรองวัสดุ
รายงานการทดสอบประสิทธิภาพ
การตรวจสอบตัวอย่างเบื้องต้น
ข้อมูลความสามารถในการประมวลผล

แพ็คเกจการส่ง PPAP ที่แน่นอนควรเป็นไปตามแบบของลูกค้า ข้อตกลงด้านคุณภาพ และข้อกำหนดของ AIAG

 

ดาวน์โหลดข้อกำหนดการออกแบบการติดต่อ

 

 

หัวสัมผัสเป็นเพียงส่วนหนึ่งของเส้นทางปัจจุบัน การเชื่อมต่อระหว่างหน้าสัมผัสเงินและตัวพาทองแดงอาจทำให้เกิดจุดต้านทานอีกจุดหนึ่งได้

 

สำหรับตัวพาที่เป็นทองแดง- เช่น ทองแดงบริสุทธิ์ C1100 ค่าการนำไฟฟ้าสามารถเข้าถึง IACS ได้ประมาณ 100% ภายใต้สภาพวัสดุที่เหมาะสม อย่างไรก็ตาม ค่าการนำไฟฟ้าของการประกอบที่เสร็จแล้วจะได้รับอิทธิพลจากส่วนต่อประสาน

 

วิธีการเข้าร่วม	ข้อได้เปรียบหลัก	การใช้งานทั่วไป	ความเสี่ยงด้านคุณภาพเบื้องต้น
ต้านทานการประสานเงิน	ข้อต่อโลหะวิทยานำไฟฟ้า	การสัมผัสแบบ Ag- กับตัวพาทองแดง	ช่องว่าง เปียกไม่สมบูรณ์ ร้อนเกินไป
การเชื่อมด้วยเลเซอร์	อินพุตความร้อนเฉพาะที่	โครงสร้าง Cu-Cu หรือ Cu-Al	การสะท้อนแสง ความพรุน การแตกร้าว
ใน-การโลดโผน	การเชื่อมเชิงกลปริมาณสูง-	ชุดหน้าสัมผัสสีเงิน	ข้อต่อหลวม รูปแบบมิติ
การเชื่อมแบบกระจายโมเลกุล	การต่อโลหะวิทยาในสถานะของแข็ง	โครงสร้างทองแดงที่มีความนำไฟฟ้าสูง-	การเตรียมพื้นผิวและการควบคุมแรงดัน

 

สำหรับส่วนประกอบหน้าสัมผัส ควรเลือกกระบวนการต่อเชื่อมตามเส้นทางปัจจุบัน โหลดความร้อน ความเค้นเชิงกล และปริมาณการผลิต

 

การวิเคราะห์ข้อบกพร่องการบัดกรีแข็งของเงินต้านทาน

ข้อบกพร่องในการบัดกรีโดยทั่วไป ได้แก่:

การทำให้เปียกไม่สมบูรณ์
ช่องว่างที่มากเกินไป
รอยแตก
การเจาะฟิลเลอร์ไม่เพียงพอ
ความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่น
ติดต่อแทนที่
ฟลักซ์ตกค้าง

การตรวจสอบทางโลหะวิทยาแบบตัดขวาง-สามารถเปิดเผยสภาพข้อต่อที่เกิดขึ้นจริงได้

ในกรณีที่จำเป็น การแบ่งส่วนแบบทำลายควรมีความสัมพันธ์กับความต้านทานไฟฟ้าและผลแรงดึง/แรงเฉือนทางกล

 

การเชื่อมด้วยเลเซอร์ Cu-การบัดกรีอัลกับการบัดกรีเงิน

สำหรับโครงสร้างอะลูมิเนียมทองแดง- การเชื่อมด้วยเลเซอร์จำเป็นต้องมีการควบคุม-ปฏิกิริยาของโลหะที่แตกต่างกัน การสะท้อนแสง และการเกิดระหว่างโลหะ

 

พารามิเตอร์	การเชื่อมด้วยเลเซอร์ Cu-Al	ต้านทานการประสานเงิน
อินพุตความร้อน	มีการแปลเป็นภาษาท้องถิ่นสูง	จัดจำหน่ายผ่านข้อต่อ
ความเร็วกระบวนการ	สูง	ปานกลาง
การควบคุมโลหะที่แตกต่างกัน-	ต้องมีการควบคุมพลังงานอย่างเข้มงวด	ชั้นฟิลเลอร์สามารถแยกโลหะฐานได้
ความเสี่ยงต่อความพรุน	กระบวนการ-ขึ้นอยู่กับ	ลดลงเมื่อควบคุมการออกแบบข้อต่อ
โซนโลหการ	ฟิวชั่น/ความร้อน-บริเวณที่ได้รับผลกระทบ	อินเตอร์เฟซที่ประสาน
การตรวจสอบ	โลหะวิทยา, ภาพ, ไฟฟ้า	โลหะวิทยา การทำให้เปียก ไฟฟ้า
ความกังวลโดยทั่วไป	การแคร็ก/อินเตอร์เมทัลลิก	ช่องว่าง/การทำให้เปียกไม่สมบูรณ์

 

สำหรับตัวพาแบบสัมผัส วิธีการต่อควรได้รับการตรวจสอบกับความต้านทานไฟฟ้า การเพิ่มขึ้นของความร้อน และความทนทานทางกล แทนที่จะเลือกตามความเร็วในการผลิตเท่านั้น

 

 

แม้ว่าวัสดุสัมผัสจะเป็นโลหะ แต่ส่วนประกอบทางไฟฟ้าโดยรอบอาจมีฉนวน ตัวเรือน สารห่อหุ้ม และสารเคลือบป้องกัน

 

ในกรณีที่ใช้ส่วนประกอบโพลีเมอร์ การเลือกใช้วัสดุอาจต้องมีการจัดประเภท UL 94 V-0 ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของลูกค้า

สำหรับส่วนประกอบโลหะที่เคลือบหรือป้องกัน การตรวจสอบที่เกี่ยวข้องอาจรวมถึง:

 

การยึดเกาะของการเคลือบ
ทนต่ออิเล็กทริก
ความต้านทานของฉนวน
การสัมผัสสเปรย์เกลือ
การสัมผัสความชื้น
อายุความร้อน
ทนต่อสารเคมี

 

For high-voltage assemblies, dielectric performance must be evaluated against the actual insulation system. A nominal material value such as dielectric breakdown strength >15 kV/mm ไม่สามารถรับประกันประสิทธิภาพของฉนวนในระบบ-ได้ด้วยตัวเอง เนื่องจากความหนา ช่องว่าง ขอบ การปนเปื้อน และความเข้มข้นของสนาม ล้วนมีอิทธิพลต่อการพังทลาย

 

 

เมื่อคอนแทคเตอร์ รีเลย์ หรือสวิตช์ทำงานล้มเหลว การเปลี่ยนวัสดุหน้าสัมผัสทันทีสามารถทำลายหลักฐานความล้มเหลวที่เป็นประโยชน์ได้

การสอบสวนที่มีการควบคุมควรเป็นไปตามลำดับนี้:

 

ขั้นตอนที่ 1 - บันทึกสภาวะการทำงานทางไฟฟ้า

การวัดและเอกสาร:

กระแสต่อเนื่อง
กระแสสูงสุด
แรงดันไฟฟ้า
รูปคลื่น DC หรือ AC
การสลับความถี่
กระแสไหลเข้า
โหลดตัวเหนี่ยวนำ
ระยะเวลาส่วนโค้ง

ขั้นตอนที่ 2 - การเก็บรักษาล้มเหลว-สัณฐานวิทยาของการสัมผัส

ห้ามขัดหรือทำความสะอาดหน้าสัมผัสก่อนทำการตรวจสอบ

บันทึก:

ตำแหน่งเชื่อม
ความลึกของปล่องภูเขาไฟ
ทิศทางการขนย้ายวัสดุ
พื้นที่ออกซิไดซ์
ติดต่อเสียรูป
สภาพหมุดย้ำ
ลักษณะข้อต่อประสานกัน-

ขั้นตอนที่ 3 - วัดการเสื่อมสภาพทางไฟฟ้า

เปรียบเทียบ:

ความต้านทานเริ่มต้น → ความต้านทานหลังการปั่นจักรยาน → ความต้านทานเมื่อเกิดความล้มเหลว

แนวโน้มแนวต้านมักจะให้ความรู้มากกว่ามูลค่าชีวิตเพียงจุดเดียว-ของ-

 

ขั้นตอนที่ 4 - แยกวัสดุออกจากเรขาคณิต

ดำเนินการตัวอย่างที่ได้รับการควบคุมด้วย:

รูปทรงเดียวกัน/วัสดุหน้าสัมผัสต่างกัน
วัสดุเดียวกัน / รูปทรงหน้าสัมผัสต่างกัน
วัสดุและรูปทรงเดียวกัน / แรงสัมผัสต่างกัน

สิ่งนี้จะแยกตัวแปรที่โดดเด่น

 

ขั้นตอนที่ 5 - ตรวจสอบความถูกต้องของการออกแบบที่ถูกต้อง

การออกแบบที่แก้ไขใหม่ควรได้รับ:

ความทนทานทางไฟฟ้า
การปั่นจักรยานด้วยความร้อน
ความอดทนทางกล
การวัดความต้านทานหน้าสัมผัส
การประเมินแรงเชื่อม-
การตรวจสอบมิติ
การวิเคราะห์ทางโลหะวิทยาตามความเหมาะสม

 

วิธีนี้จะแปลงการวิเคราะห์ความล้มเหลวจากการทดแทนวัสดุทดลอง-และ-ข้อผิดพลาดเป็นกระบวนการตรวจสอบความถูกต้องทางวิศวกรรมที่มีการควบคุม

 

 

ก่อนที่จะปล่อยชุดหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าเพื่อการผลิต ให้ตรวจสอบสิ่งต่อไปนี้:

 

IEC 60947: มีการกำหนดหน้าที่การสลับและข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพทางไฟฟ้า
IATF 16949: คุณลักษณะสำคัญของวัสดุและกระบวนการรวมอยู่ในแผนการควบคุม
AgSnO₂ / AgC: ได้รับการประเมินเมื่อการเชื่อมแบบสัมผัสครอบงำโหมดความล้มเหลว
AgWC: ได้รับการประเมินเมื่อการกัดเซาะส่วนโค้งอย่างรุนแรงต้องใช้เฟสสัมผัสที่ทนไฟ
ทองแดง C1100: มีการตรวจสอบสภาพการนำไฟฟ้าและวัสดุโดยเทียบกับแบบร่าง
±0.01 มม.: ขนาดหน้าสัมผัสที่สำคัญและส่วนพาหะจะถูกควบคุมเมื่อจำเป็น
การตรวจสอบ CMM: มีการตรวจสอบตำแหน่งหน้าสัมผัส ความเรียบ และขนาดที่ขึ้นรูปแล้ว
ความต้านทานของสายไฟสี่-: วัดความต้านทานการสัมผัสระดับไมโคร-โอห์ม-ได้อย่างถูกต้อง
การตอกย้ำหมุดใน-: ความสูงของหมุดย้ำและการยื่นหน้าสัมผัสยังคงอยู่ในข้อกำหนด
การบัดกรีแข็งด้วยเงินต้านทาน: มีการตรวจสอบการเปียก ช่องว่าง และความต่อเนื่องของข้อต่อแล้ว
ความทนทานทางไฟฟ้า: มีการเปรียบเทียบความต้านทานเริ่มต้นและหลัง-รอบ
UL 94 V-0: วัสดุฉนวนโพลีเมอร์ที่จำเป็นมีคุณสมบัติตรงตามระดับการติดไฟที่ระบุ
PPAP ระดับ 3: เอกสารคุณสมบัติด้านยานยนต์จะจัดทำขึ้นเมื่อลูกค้าระบุ

 

หลักการทางวิศวกรรมส่วนกลางนั้นเรียบง่าย: ความล้มเหลวของการสัมผัสเป็นปัญหาของระบบที่เกี่ยวข้องกับวัสดุ ความหนาแน่นกระแส แรงสัมผัส พลังงานส่วนโค้ง เรขาคณิต และคุณภาพการเชื่อม การเปลี่ยนตัวแปรตัวหนึ่งโดยไม่ควบคุมตัวแปรตัวอื่นมักจะทำให้กลไกความล้มเหลวเคลื่อนไปแทนที่จะกำจัดมันออกไป

 

สำหรับคอนแทคเตอร์ EV อุปกรณ์สวิตช์ ESS รีเลย์ และชุดป้องกันวงจร- กระบวนการออกแบบที่เป็นประโยชน์จะเริ่มต้นด้วยลักษณะทางสัณฐานวิทยาของความล้มเหลวและรูปคลื่นไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจริง จากนั้นเลือกวัสดุหน้าสัมผัสและกระบวนการเชื่อมต่อตามสภาวะที่วัดได้เหล่านั้น

 

 

วัสดุหน้าสัมผัสชนิดใดที่เหมาะสำหรับการป้องกันการเชื่อมแบบสัมผัสในคอนแทคเตอร์กระแสไฟฟ้าสูง EV-

โดยทั่วไปจะมีการประเมิน AgSnO₂ และ AgC เมื่อความต้านทานต่อการเชื่อมแบบสัมผัสเป็นข้อกำหนดหลัก การเลือกขั้นสุดท้ายขึ้นอยู่กับกระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า รูปคลื่นกระชาก แรงสัมผัส ความถี่ในการสลับ และความทนทานทางไฟฟ้าที่ต้องการ

 

การแก้ไขปัญหาความต้านทานต่อการสัมผัสสามารถระบุการเกิดออกซิเดชันกับการสัมผัสทางกล-การสูญเสียแรงได้อย่างไร

วัดความต้านทานภายใต้การควบคุมแรงสัมผัสและอุณหภูมิ จากนั้นเปรียบเทียบสภาพพื้นผิวด้วยกล้องจุลทรรศน์ ความต้านทานที่เพิ่มขึ้นพร้อมกับการก่อตัวของฟิล์มออกไซด์-บ่งบอกถึงการเสื่อมสภาพของพื้นผิว ในขณะที่ความต้านทานจะเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงเมื่อจุดแรงสัมผัสไปสู่ปัญหาส่วนต่อประสานทางกล

 

ต้องมีการตรวจสอบอะไรบ้างสำหรับ PPAP ระดับ 3ชุดหน้าสัมผัสทางไฟฟ้า?

หลักฐาน PPAP ระดับ 3 โดยทั่วไปประกอบด้วยผลลัพธ์เชิงมิติ การรับรองวัสดุ PFMEA แผนการควบคุม MSA ความสามารถของกระบวนการ ข้อมูลประสิทธิภาพทางไฟฟ้า และบันทึกการตรวจสอบ ข้อกำหนดเฉพาะของลูกค้า-จะเป็นตัวกำหนดแพ็คเกจการส่งขั้นสุดท้าย