Miedziana folia elastyczna jest szeroko stosowana w bateriach zasilania, systemach magazynowania energii, transformatorach, urządzeniach rozdzielczych, falownikach i systemach elektrycznych pojazdów elektrycznych.Zwykle są one wykonywane poprzez układanie wielu warstw cienkiej folii miedzianejKonce są spawane i skompresowane, tworząc przewodzące obszary połączenia, podczas gdy środkowa sekcja pozostaje elastyczna, aby pomieścić wibracje, rozszerzenie termiczne i tolerancje montażu.
Przy zakupie maszyny wielu kupujących najpierw porównuje moc maszyny z ceną.Czy spawarka dyfuzyjna może wytwarzać stabilne elastyczne sztywki z folii miedzianej nie zależy tylko od jej znamionowej KVAGrubość folii, liczba warstw, powierzchnia spawania, wymiary końca, wymagana moc, system ciśnienia i warunki chłodzenia wpływają na ostateczną konfigurację maszyny.
W niniejszym artykule wyjaśniono, jak ocenić maszynę spawalniczą dyfuzyjną na podstawie rzeczywistych wymagań dotyczących produktu i produkcji,pomoc inżynierom i zespołom zakupowym w podjęciu bardziej świadomej decyzji przed złożeniem wniosku o ofertę.
Dlaczego walenie folii miedzi jest trudne?
Miedź szybko przeprowadza ciepło, dzięki czemu ciepło wytwarzane podczas spawania może się rozprzestrzeniać poza obszar złącza.Jeśli temperatura ogrzewania, ciśnienie lub czas utrzymania nie są prawidłowo kontrolowane, zewnętrzna powierzchnia może wydawać się zagęszczona, podczas gdy warstwy wewnętrzne pozostają niewystarczająco połączone.
Do najczęstszych problemów należą:
- Wylotowany koniec wygląda na akceptowalny, ale wewnętrzne warstwy folii oddzielają się podczas badania peelingu.
- Nierównomierne ciśnienie powoduje niespójną grubość i gęstość na całym spawanym obszarze.
- Nadmierne gorąco powoduje utlenianie, ciemne przebarwienie, przyklejanie się do narzędzia lub zmiany wymiarów.
- Zszyty koniec staje się nadmiernie twardy lub zniekształcony, co wpływa na późniejsze gięcie i montaż.
- Wzór spawania jest udany, ale jakość spawania staje się niestabilna podczas ciągłej produkcji.
Z tego powodu wybór maszyny spawalniczej z miedzianą foliową nie polega jedynie na ustaleniu, czy maszyna jest w stanie wykonać jedną spawalnię.Należy również potwierdzić, czy urządzenie może utrzymywać stabilne ogrzewanie, ciśnienie i chłodzenie w wymaganym cyklu produkcji.
Dlaczego spawanie dyfuzyjne jest powszechnie stosowane w przypadku elastycznych prętów z folii miedzianej
Jak działa spawanie dyfuzyjne
Spawanie dyfuzyjne jest procesem łączenia materiałów w stanie stałym. Materiały są łączone poprzez połączone działanie kontrolowanej temperatury, ciśnienia i czasu utrzymania, pozostając poniżej ich punktu topnienia.Proces ten zazwyczaj nie wymaga stopienia miedzi ani użycia metalu wypełniającego.
W przypadku wielowarstwowych elastycznych prętów z folii miedzianej spawanie dyfuzyjne umożliwia wytworzenie skompresowanej sekcji stałej na końcu stosu folii.obróbki lub podłączenia do miedzianego sztabu.
W porównaniu z procesami, które tworzą tylko pojedyncze punkty spawania, spawanie dyfuzyjne jest na ogół lepiej odpowiednie do wielowarstwowych produktów z folii miedzianej, które wymagają ciągłego, skompresowanego obszaru połączenia.
Spawanie dyfuzyjne nie jest odpowiednie dla każdej części miedzianej
Proces spawania powinien być nadal wybierany w zależności od struktury części.Do łączy biurowych z miedzi stałej, spawania oporowego lub innego procesu łączenia można rozważyć.
Kupujący powinni zatem przed wyborem maszyny ustalić, czy spawanie dyfuzyjne jest odpowiednie dla części.Materiał miedzi nie oznacza automatycznie, że spawanie dyfuzyjne jest najlepszą opcją.
| Proces spawania | Bardziej odpowiedni do: | Główne czynniki wyboru |
| Spawanie dyfuzyjne | Wielowarstwowe elastyczne pręty z folii miedzianej i większe skompresowane powierzchnie końcowe | Liczba warstw, obszar spawania, ciśnienie, ogrzewanie i chłodzenie |
| Spawanie oporowe | Części miedziane o odpowiedniej ścieżce prądu i konstrukcji kontaktowej | Materiał elektrody, obszar kontaktu i stężenie prądu |
| Zgrzewanie ultradźwiękowe | Małe połączenia z folii miedzianej, drutu i końcówek | Całkowita grubość, powierzchnia spawania, amplituda i dostęp do narzędzi |
| Złóżki | Złącza biurowe i zestawy wybrane z miedzi stałej | Metal wypełniający, płyn, czyszczenie po spawaniu i wprowadzanie ciepła |
Informacje o produkcie wymagane przed wyborem maszyny do spawania dyfuzyjnego
Gęstość folii jednowarstwowej i liczba warstw
Należy podać grubość pojedynczej warstwy folii, całkowitą liczbę warstw i całkowitą grubość stosu oddzielnie.
Na przykład dwa produkty mogą mieć taką samą grubość całkowitą, ale jeden może zawierać wiele cienkich warstw, podczas gdy drugi może zawierać mniej, grubszych warstw.Ich trudności spawania niekoniecznie będą takie sameStosunek z większą ilością warstw ma większą liczbę interfejsów kontaktowych i zazwyczaj wymaga ściślejszej kontroli czystości powierzchni, rozkładu ciśnienia i wewnętrznego wiązania.
Podczas składania wniosku o ocenę należy podać następujące informacje:
- Wyroby miedziane
- Pozostałe, z włókien włókienniczych, z włókien włókienniczych
- Gęstość folii jednowarstwowej
- Całkowita liczba warstw folii
- Całkowita grubość stosu
- Obecność oleju, utleniania, burrów lub innego zanieczyszczenia powierzchni
Powierzchnia spawania i wymiary końcówki
Długość i szerokość powierzchni spawania wpływają na wymaganą moc ogrzewania, zakres ciśnienia i rozmiar narzędzia.produkt o większej powierzchni spawania może wymagać innej konfiguracji maszyny.
Należy również potwierdzić następujące szczegóły:
- Pozostałe elementy zestawu
- Włókna i pozostałe części ich części
- Czy końcówka musi być skompresowana w określony kształt
- Czy po spawaniu wymagane jest przebicie, przycinanie lub frezowanie
- Wymagana długość elastycznego środkowego przecinka
- Czy folia zostanie połączona z miedzianą sztabką, blachą niklową lub innym przewodzącym elementem
Fotografia produktu sama w sobie nie może dokładnie pokazać liczby warstw folii, struktury wewnętrznej lub tolerancji wymiarowych.
Wymagane wyjście i częstotliwość zmiany
Maszyna, która może wyprodukować jedną dopuszczalną próbkę, niekoniecznie może obsługiwać ciągłą produkcję przy wymaganej mocy.
Kupujący powinni podać docelową moc na zmianę lub na dzień, liczbę cykli spawania wymaganych dla każdej części, liczbę zmian pracy i częstotliwość zmiany specyfikacji produktu.
Jeśli projekt produktu jest stabilny, a wielkość produkcji jest duża, automatyczne pozycjonowanie może być bardziej elastyczne.wybór receptury, może warto rozważyć załadunek robotyczny i rejestrację danych procesów.
Nie wybieraj maszyny spawania dyfuzyjnego tylko przez KVA
Moc znamionowa nie określa całkowitej pojemności spawania
KVA znamionowe jest ważną specyfikacją maszyny, ale nie określa niezależnie wielkości elastycznej pręty z folii miedzianej, którą maszyna może spać.
Rzeczywista moc spawania zależy również od:
- Liczba warstw folii i całkowita grubość stosu
- Długość i szerokość powierzchni spawania
- Czas spawania i wymagany czas cyklu
- Wykorzystane ciśnienie i metoda utrzymywania ciśnienia
- Cykl pracy transformatora
- Projektowanie obwodu wtórnego
- Stan kontaktu narzędzia
- Pojemność chłodzenia
W związku z tym nie jest wiarygodne określenie maszyny o grubości 150 KVA, 200 KVA lub 350 KVA wyłącznie na podstawie grubości miedzi.Lepszym podejściem jest umożliwienie dostawcy przeprowadzenia wstępnej oceny na podstawie rysunku części i wymogów produkcyjnych, a następnie próby spawania z wykorzystaniem materiału własnego klienta.
Efektywny obszar spawania musi pokryć część
Obszar roboczy maszyny musi pomieścić największy wymagany produkt.że ciśnienie może być równomiernie rozłożone na całym obszarze i że pozostaje wystarczająca przestrzeń do pozycjonowania, załadunku i rozładunku.
Jeśli największy produkt jest zawsze blisko maksymalnej mocy maszyny, podczas ciągłej produkcji może wystąpić niewystarczający margines procesu.Wybrana maszyna powinna obejmować potwierdzone przyszłe odmiany produktu bez nadmiaru rozmiarów dla specyfikacji, które mogą nigdy nie być produkowane.
Pneumatyczna czy hydrauliczna spawarka dyfuzyjna?
Kiedy odpowiednia jest maszyna do spawania dyfuzyjnego
System pneumatyczny ma stosunkowo prostą strukturę i jest ogólnie wygodny w obsłudze i konserwacji.Może być odpowiedni, gdy specyfikacje produktu są skoncentrowane w ograniczonym zakresie, a wymagana powierzchnia spawania i siła pozostają w zakresie możliwości sterowania układem pneumatycznym.
Jednakże fabryka musi mieć stabilne zasilanie sprężonym powietrzem. Znaczące zmiany ciśnienia powietrza mogą mieć wpływ na siłę spawania,które mogą mieć wpływ na grubość skompresowanego końca i konsystencję partii do partii.
W ocenie należy zatem uwzględnić rzeczywiste ciśnienie robocze i metodę sterowania, a nie tylko teoretyczną siłę wyjściową cylindra.
Kiedy odpowiednia jest maszyna do spawania dyfuzyjnego
System hydrauliczny jest zazwyczaj bardziej odpowiedni, gdy powierzchnia spawania jest duża, stos folii jest gruby lub zastosowanie wymaga większej i bardziej stabilnej siły tłoczenia.Może być również preferowane, gdy ciśnienie utrzymuje, wymiary końcowe i powtarzalność procesu są szczególnie ważne.
Nie oznacza to, że maszyny hydrauliczne są zawsze lepsze niż maszyny pneumatyczne.
Ostateczna decyzja powinna opierać się na maksymalnej powierzchni spawania, wymaganych wymiarach sprężonych, wymaganiach ciśnienia i rzeczywistych wynikach spawania próbki.
Dlaczego ogrzewanie, narzędzia i chłodzenie są równie ważne?
Stabilne ogrzewanie jest ważniejsze niż najwyższa temperatura
Niewystarczająca temperatura może spowodować, że wewnętrzne warstwy folii nie są całkowicie połączone,natomiast nadmierna temperatura może zwiększyć ryzyko utleniania, ciemne przebarwienia, klejenie się do narzędzi i zmiany wymiarów.
Temperatura, ciśnienie i czas utrzymania muszą działać razem.Różne szerokości folii, grubości i liczby warstw zazwyczaj wymagają oddzielnych przepisów procesu.Nie należy oczekiwać, że jeden zestaw parametrów obejmie każdą specyfikację produktu.
Narzędzia określają kształt gotowego zwojowego końca
Narzędzia przenoszą ciśnienie na stos folii i wpływają na długość, szerokość, grubość, stan krawędzi i rozkład ciśnienia.
Jeżeli wymiary produktu znacząco się zmieniają, dostosowanie ustawień maszyny może nie wystarczyć.
Przed złożeniem zamówienia należy potwierdzić:
- Ile zestawów narzędzi jest wliczone w ofertę
- Sposób wymiany narzędzi
- Koszty narzędzi dla przyszłych rozmiarów produktów
- Oczekiwany czas dostawy narzędzi
- Czy różne części mogą posiadać ten sam urządzenie pozycjonowania
Pojemność chłodzenia wpływa na ciągłą produkcję
System chłodzenia kontroluje temperaturę roboczą transformatora, elektrod, elementów przewodzących i narzędzi.maszyna może działać normalnie na początku produkcji, ale wykazywać zmiany czasu cyklu i jakości spawania po ciągłej pracy.
Zatem do spawania dyfuzyjnego potrzebna jest zwykle stabilna podaż wody w obiegu, a wybór pomiędzy chłodnicą wodną a wieżą chłodzącą powinien opierać się na mocy maszyny, cyklu produkcji,temperatury otoczenia i urządzeń już dostępnych w fabryce.
Wymagania dotyczące chłodzenia należy potwierdzić podczas wyboru maszyny, a nie rozwiązywać dopiero po instalacji.
Jak sprawdzić jakość spawania przed zamówieniem
Wizualna kontrola nie wystarczy
Płaska powierzchnia i dopuszczalny kolor nie dowodzą, że wszystkie wewnętrzne warstwy folii miedzi zostały niezawodnie połączone.Wady mogą pozostać wewnątrz stosu folii i nie zawsze mogą być wykryte na podstawie zdjęcia lub kontroli wizualnej.
W zależności od wymagań serwisowych produktu mogą być stosowane następujące badania:
- Badanie łuskowania w celu sprawdzenia stanu wiązania między warstwami folii
- Badanie wytrzymałości na rozciąganie lub cięcie w celu zweryfikowania wytrzymałości mechanicznej
- Kontrola przekroju poprzecznego w celu zidentyfikowania wewnętrznych oddzielonych lub niepołączonych obszarów
- Kontrola wymiarów długości, szerokości i grubości końca spawanego
- Badanie oporu elektrycznego w celu oceny stabilności połączenia przewodzącego
- Badanie podnoszenia temperatury w warunkach rzeczywistych pracy przy prądzie
- Badania zgięcia lub zmęczenia w celu oceny niezawodności pracy
Określ kryteria akceptacji przed spawaniem próbek
Klient i dostawca maszyny powinni uzgodnić tolerancje rysunkowe, wymagania dotyczące wyglądu, wytrzymałość mechaniczną, opór elektryczny,ograniczenia wzrostu temperatury i metody badań przed rozpoczęciem prób spawania.
Bez uzgodnionych kryteriów akceptacji obie strony mogą ocenić tę samą próbę w różny sposób.
W sprawozdaniach z badań należy również podać specyfikację próbki, prąd stosowany, czas trwania badania, warunki środowiskowe i granice akceptacji.Jedna wartość badania bez tych warunków nie wystarcza do homologacji maszyny.
Częste błędy przy zakupie maszyny spawalniczej dyfuzyjnej
Porównanie tylko ceny maszyny i mocy nominalnej
Niższa cena lub wyższa wartość KVA niekoniecznie oznacza, że maszyna jest bardziej odpowiednia do zastosowania.
Porównanie powinno również obejmować:
- Rzeczywisty zakres spawania
- System ciśnienia
- Efektywny obszar pracy
- Cykl pracy transformatora
- Wymogi dotyczące chłodzenia
- Konfiguracja narzędzi
- Wyniki spawania próbek
Zdjęcia bez rysunków
Zdjęcia pomagają dostawcy zrozumieć ogólny wygląd produktu, ale nie pokazują dokładnie grubości pojedynczej warstwy, liczby warstw, powierzchni spawania ani tolerancji wymiarowych.
Konfiguracja i cytat przygotowane z samych zdjęć są bardziej prawdopodobne, że wymagają zmian później w projekcie.
Zignorowanie wymagań ciągłej produkcji
Jedna pomyślna próbka pokazuje, że proces może być wykonalny, ale nie dowodzi, że maszyna może spełniać wymaganą moc w ciągłej produkcji.
Ocena powinna obejmować również zmiany temperatury po wielokrotnym działaniu, czas cyklu, spójność spawania i działanie chłodzące.
Brak potwierdzenia wyposażenia i sprzętu pomocniczego
Na etapie cytowania należy wyjaśnić:
- Liczba zestawów narzędzi
- Czy chłodnik wody jest włączony
- Wymagane zasilanie elektryczne, sprężone powietrze i woda chłodząca
- Zakres instalacji i uruchomienia
- Wymogi dotyczące materiałów eksploatacyjnych i części zużywających
- Koszty dodania przyszłych specyfikacji produktu
Porównanie tylko ceny głównej maszyny może pozostawić nie uwzględnione istotne koszty projektu.
Co należy przygotować przed złożeniem wniosku o wycenę
Aby uzyskać dokładniejsze zalecenie dotyczące procesu i cenę maszyny, należy przygotować następujące informacje:
- Rysunki 2D lub 3D produktu
- Płyty miedziane i obróbka powierzchni
- Gęstość pojedynczej warstwy, liczba warstw i całkowita grubość stosu
- Powierzchnia spawania i wymiary gotowego końca spawanego
- Zdjęcia produktów i dostępne próbki
- Wymagana moc na zmianę lub na dzień
- Liczba specyfikacji produktu i częstotliwość zmiany
- Wymogi dotyczące oporu elektrycznego, wzrostu temperatury lub wytrzymałości mechanicznej
- Preferowana metoda produkcji: ręczna, półautomatyczna lub w pełni automatyczna
- Dostępne urządzenia zasilania elektrycznego, sprężonego powietrza i chłodzenia
Dzięki tym informacjom dostawca może dokładniej określić wymaganą moc maszyny, system ciśnienia, efektywny obszar spawania, konstrukcję narzędzi i poziom automatyzacji.
Jak podjąć ostateczną decyzję
Prawidłowa maszyna do spawania dyfuzyjnego z elastycznymi prętami z folii miedzianej niekoniecznie jest maszyną o najwyższej mocy lub najbardziej skomplikowanej konfiguracji.To maszyna, która obejmuje wymagany asortyment produktów, spełnia kryteria akceptacji i utrzymuje stabilną produkcję w docelowym czasie cyklu.
Praktycznym procesem selekcji jest:
- Potwierdzenie, czy spawanie dyfuzyjne jest odpowiednie dla struktury folii miedzianej i wymogów końcowych.
- Określ wymaganą pojemność maszyny na podstawie grubości pojedynczej warstwy, liczby warstw i powierzchni spawania.
- Wybierz system ciśnienia pneumatycznego lub hydraulicznego zgodnie z wymaganą siłą i zakresem produktów.
- Potwierdź wymagania dotyczące narzędzi, układu chłodzenia i urządzeń użytkowych fabrycznych.
- Przeprowadzenie prób spawania z rzeczywistym materiałem produkcyjnym i badanie próbek zgodnie z uzgodnionymi kryteriami akceptacji.
- Wybierz odpowiedni poziom automatyzacji w oparciu o wymaganą częstotliwość wyjścia i przełączania.
W celu oceny konkretnego zastosowania należy przesłać do dostawcy maszyny rysunek części, materiał folii miedzianej, grubość pojedynczej warstwy, liczbę warstw, powierzchnię spawania i docelową moc wyjściową.Badania spawania z wykorzystaniem rzeczywistego materiału stanowią bardziej wiarygodną podstawę do wyboru maszyny niż porównanie samych kart specyfikacyjnych.
