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    精密焊接在繼電器制造中的應用
    發布時間: 2019-08-14 11:29:08

    [精密焊接在繼電器制造中的應用]:在繼電器尤其是小型電磁繼電器的制造中大量采用了電阻點焊工藝,隨著電磁繼電器的日趨小型化及技術等級的提高,采用了現代電子控制技術的精密焊接設備正逐步取代老式的設備;同時,激光焊接技術也得到了廣泛的應用。...

      在繼電器尤其是小型電磁繼電器的制造中大量采用了電阻點焊工藝,隨著電磁繼電器的日趨小型化及技術等級的提高,采用了現代電子控制技術的精密焊接設備正逐步取代老式的設備;同時,激光焊接技術也得到了廣泛的應用。

      1.精密電阻點焊的應用

      在繼電器的觸點、簧片、支架、推桿、外殼密封、安裝板、隔磁片等部件中大量使用了電阻點焊工藝。

      1.1電阻點焊的原理

      如圖1所示,工件在上下電極間被加壓、通電,利用焦耳熱 Q=0.24I2RT使工件熔化,冷卻結晶后產生熔焊核。

      1.2電阻點焊的5大要素

      從焦耳熱的公式可看出 ,焊接電流、通電時間、接觸電阻與發熱有直接關系,而接觸電阻與焊接時的壓力密切相關,此外,電極端部的尺寸會影響電流密度從而影響發熱,同時,電極材料對熱平衡影響重大,從而影響焊接效果。所以,我們稱焊接電流、通電時間、焊接壓力、電流密度、電極材料為影響電阻點焊的5大要素。

      1.2.1焊接電流、通電時間

      電阻點焊中,焊接電流I、通電時間T非常重要,其波形、穩定性直接影響焊接效果,而I與T的特性是由焊接電源本身決定的,目前,焊接電源主要有單相交流式、電容儲能式、逆變式和晶體管式等4種。幾種焊接電流的波形見圖2,各種電阻點焊電源特點見表1。

      1.2.2焊接壓力

      焊接過程中壓力過小會產生飛濺,焊接加壓機構壓力的追隨性也很重要。此外,在自動點焊機中,通常采用氣動加壓方式,而在小批量試制中,采用腳踩式加壓較為方便。

    [$page]  1.2.3電極

      電極的主要作用有導通電流,此外,在繼電器的點焊中,它通常還是工裝夾具的一部分。常用的電極材料有鎘青銅、鉻青銅、鉻鋯銅、鎢銅合金、鉬銅合金、鋁表面分散強化合金等,電極無好壞之分,只有搭配是否合理之分。電極選擇的一般原則是:

      固有電阻大的工件選用固有電阻小的材料做電極,固有電阻小的工件,選用固有電阻大的材料做電極。如圖所示,JQX-15F 的簧片與軛鐵的點焊,簧片一側采用WuCu電極,而軛鐵一側采用CrCu電極,這樣,熱量就會集中在工件結合面處,焊接效果較好。

      1.3 繼電器中電阻點焊的特點
      1.3.1 繼電器要點焊的工件通常導電、導熱性較好,尺寸又小,點焊時一般使用大電流、短時間即硬規范。
      1.3.2 繼電器零部件通常采用鍍鎳工藝,因為鍍層的熔點與母材差異較大,現在點焊中通常采用兩段通電焊接,第一段去鍍層,第二段真正點焊,通電曲線如圖4所示

      這里需要格外注意的是,最好采用電鍍鎳而不是化學鍍鎳,因為化學鍍鎳時溶液中通常加有有機物,有機物會隨同離子一起沉積于工件表面,而這些沉積的有機物是很難去除的。電鍍鎳時,溶液中加的是無機物,工件表面也就不會有有機物的沉積。有機物對電阻點焊和熔焊都是非常不利的。此外,因為光亮劑的原因,鍍亮鎳的場合很難焊接。

      1.3.3 在繼電器部件的點焊中,經常會遇到工件厚度比較大的情況,這時通常在一個工件上預先做好凸點或凸徑,這樣點焊就會變得很容易,如密封繼電器支架與底座的點焊,TO5 繼電器的封焊等。凸點、凸徑的尺寸取決于材料的厚度。

      1.3.4 在這里要重點介紹一下觸點的點焊。
      1.3.4.1 通訊繼電器中接點的點焊

    <FONT face=Verdana[精密焊接在繼電器制造中的應用]:在繼電器尤其是小型電磁繼電器的制造中大量采用了電阻點焊工藝,隨著電磁繼電器的日趨小型化及技術等級的提高,采用了現代電子控制技術的精密焊接設備正逐步取代老式的設備;同時,激光焊接技術也得到了廣泛的應用。...

    >  通訊繼電器中接點與簧片的尺寸都非常小,人工點焊非常困難,且效率低小,品質難以保證。在國外,如西門子、松下、歐姆龍、神明等均采用自動點焊,接點通常用絲材,切斷后點焊在簧片帶料上。此點焊機較復雜,難點主要在送絲機構上?,F在,國內已仿制出此設備,運行效果較好。此種點焊機對焊接電源的品質要求很高,基本上都是采用米亞基公司的逆變焊接電源IP-217A/IT-510B或晶體管式點焊電源 MDA-4000B。圖5為國內制造的接點自動點焊機的實物,圖6 為使用該設備的接點焊接實物。

    [$page]  1.3.4.2密封繼電器中接點、簧片的點焊

      密封繼電器簧片材料一般為AgMgNi鍍Au,利用簧片壓苞做接點使用,其與引腳的點焊焊接一般采用電阻點焊,但直接點焊兩者非常困難,可用Cu-Zn做過渡片,如圖7所示,這樣點焊就容易多了。在俄羅斯北霞,也采用激光焊接此部件,焊接時工件位置的擺放有一定的技巧,且必須保證2/3以上熔接,否則,強度及接觸電阻均不能保證。部分國內廠家也已采用此焊接工藝。

      2.激光焊接的應用

      激光焊接已廣泛應用于密封繼電器外殼與底座的密封以及第3代通訊繼電器中端子、安裝耳朵、磁鋼、隔磁片的點焊等,此外,在汽車繼電器中的簧片與軛鐵已大量使用激光連續點焊。

      2.1激光焊接的特點

      激光焊接是利用激光束優異的方向性和高功率密度等特點進行工作 ,所以激光焊接具有焊接熱影響區小、焊后變形小等特點。雖然電子束與激光的能量密度相當,但通常電子束需在真空條件下進行焊接,所以設備較復雜、昂貴,也較難應用于生產線中??梢栽O想一下,如果第3代通訊繼電器生產線中使用的不是激光焊接而是電子束,那么設備將會變得多么龐大。

      2.2繼電器的密封焊接

      繼電器的密封焊接是激光焊接在繼電器中重要的應用之一,繼電器密封結構如圖8所示

      繼電器罩殼材料一般為白銅(最好不含鋅,因為鋅在高溫時會蒸發,影響氣密性),底座材料一般為可閥合金或A10鋼,為保證泄漏率達到10-9m3p/s,底座與外殼的間隙最好控制在0.01~0.03mm之間,焊點重疊率應在70%以上。

      此外,為保證泄漏率指標達到要求,對激光焊接機的要求也很高。采用具有能量監測單元的閉環控制的激光焊接機可得到穩定的激光輸出,采用使激光輸出功率緩慢變化的漸強漸弱功能,可使焊縫重疊部分也美觀平整。

      3.展望

      隨著對繼電器品質要求的不斷提高,在制造過程中必將使用更多的采用現代電子控制技術的新的精密焊接設備。

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