Las barras flexibles de lámina de cobre se utilizan ampliamente en baterías de potencia, sistemas de almacenamiento de energía, transformadores, interruptores, inversores y sistemas eléctricos de vehículos eléctricos.Por lo general, se hacen apilando varias capas de papel de cobre delgadoLos extremos se soldan y compactan para formar áreas de conexión conductoras, mientras que la sección media permanece flexible para acomodar las vibraciones, la expansión térmica y las tolerancias de montaje.
Cuando compran una máquina, muchos compradores primero comparan la potencia de la máquina y el precio.Si una máquina de soldadura por difusión puede producir barras flexibles estables de lámina de cobre no depende solo de su KVA nominalEl espesor de la lámina, el número de capas, el área de soldadura, las dimensiones del extremo terminado, el rendimiento requerido, el sistema de presión y las condiciones de enfriamiento afectan a la configuración final de la máquina.
Este artículo explica cómo evaluar una máquina de soldadura por difusión en función de los requisitos reales del producto y de la producción.ayudar a los ingenieros y equipos de compras a tomar una decisión más informada antes de solicitar un presupuesto.
Por qué es difícil soldar papel de cobre de varias capas
El cobre conduce el calor rápidamente, por lo que el calor generado durante la soldadura puede extenderse fuera del área de la unión.Si la temperatura de calefacciónSi no se controla adecuadamente la presión o el tiempo de retención, la superficie exterior puede parecer compactada mientras que las capas internas permanecen insuficientemente unidas.
Los problemas comunes incluyen:
- El extremo soldado parece aceptable, pero las capas internas de la lámina se separan durante una prueba de peeling.
- La presión desigual produce un espesor y una densidad inconsistentes en todo el área soldada.
- El calor excesivo causa oxidación, decoloración oscura, adhesión a la herramienta o cambios de dimensión.
- El extremo soldado se vuelve excesivamente duro o deformado, lo que afecta a la posterior flexión y montaje.
- La soldadura de muestras es exitosa, pero la calidad de la soldadura se vuelve inestable durante la producción continua.
Por esta razón, la elección de una máquina de soldadura de barras de barras flexibles de papel de cobre no es simplemente una cuestión de determinar si la máquina puede hacer una soldadura.También es necesario confirmar si el equipo puede mantener un calentamiento estable., presión y enfriamiento durante el ciclo de producción requerido.
Por qué se usa comúnmente la soldadura por difusión para las barras de bus flexible de papel de cobre
Cómo funciona la soldadura por difusión
La soldadura por difusión es un proceso de unión en estado sólido. Los materiales se unen mediante la acción combinada de temperatura, presión y tiempo de retención controlados mientras permanecen por debajo de su punto de fusión.El proceso normalmente no requiere que el cobre se derrita o el uso de metal de relleno.
En el caso de las barras flexibles de lámina de cobre de varias capas, la soldadura por difusión puede producir una sección sólida compactada en el extremo de la pila de lámina.con un valor de las instalaciones de la partida 8521 del Reglamento (CE) n.o 715/2009 del Parlamento Europeo y del Consejo [2].
En comparación con los procesos que crean solo puntos de soldadura individuales, la soldadura por difusión generalmente es más adecuada para productos de lámina de cobre multicapa que requieren un área de conexión continua y compacta.
La soldadura por difusión no es adecuada para todas las piezas de cobre
El proceso de soldadura debe seleccionarse de acuerdo con la estructura de la pieza.Para las articulaciones de las barras de cobre sólidoSe puede considerar la soldadura por resistencia o otro proceso de unión.
Por lo tanto, los compradores deben determinar si la soldadura por difusión es adecuada para la pieza antes de seleccionar una máquina.El hecho de que el material sea cobre no significa automáticamente que la soldadura por difusión sea la mejor opción.
| Proceso de soldadura | Más adecuado para | Principales factores de selección |
| Soldadura por difusión | Barras flexibles multicapa de lámina de cobre y zonas terminales compactadas más grandes | Número de capas, superficie de soldadura, presión, calefacción y refrigeración |
| Soldadura por resistencia | Partes de cobre con una trayectoria de corriente y una estructura de contacto adecuadas | Material del electrodo, área de contacto y concentración de corriente |
| Soldadura por ultrasonidos | Conexiones de lámina, alambre y terminales de cobre más pequeñas | espesor total, área de soldadura, amplitud y acceso a las herramientas |
| Fabricación de piezas | Las demás articulaciones y ensambles de barras de cobre sólido | Metal de relleno, flujo, limpieza post-soldado y entrada de calor |
Información del producto requerida antes de seleccionar una máquina de soldadura por difusión
espesor y número de capas de una sola capa
El espesor de la lámina de una sola capa, el número total de capas y el espesor total de la pila deben indicarse por separado.
Por ejemplo, dos productos pueden tener el mismo grosor total, pero uno puede contener muchas capas delgadas mientras que el otro contiene menos capas más gruesas.Su dificultad de soldadura no será necesariamente la mismaUna pila con más capas tiene más interfaces de contacto y por lo general requiere un control más estrecho de la limpieza de la superficie, la distribución de la presión y la unión interna.
Cuando se solicite una evaluación, deberá facilitarse la siguiente información:
- Calidad de cobre
- Cubiertos de cobre o de cobre laminado o con otro tratamiento de superficie
- espesor de la lámina de una sola capa
- Número total de capas de papel
- espesor total de la pila
- Presencia de aceite, oxidación, burros u otra contaminación de la superficie
Área de soldadura y dimensiones finales terminadas
La longitud y la anchura de la zona de soldadura afectan a la capacidad de calentamiento requerida, el rango de presión y el tamaño de la herramienta.el producto con el área de soldadura más grande puede requerir una configuración de máquina diferente.
También deben confirmarse los siguientes datos:
- Las demás piezas de acero o de acero
- Soldadura de extremo único o de extremo doble
- Si el extremo debe ser compactado en una forma específica
- Si es necesario perforar, recortar o fresar después de la soldadura
- Duración requerida de la sección central flexible
- Si la lámina se unirá a una barra de cobre sólido, hoja de níquel u otro componente conductor
Estos detalles deben mostrarse preferentemente en un dibujo 2D. Una foto del producto por sí sola no puede mostrar con precisión el número de capas de lámina, la estructura interna o las tolerancias dimensionales.
Requisitos de salida y frecuencia de cambio
Una máquina que puede producir una muestra aceptable puede no necesariamente soportar la producción continua a la salida requerida.
Los compradores deben proporcionar el rendimiento objetivo por turno o por día, el número de ciclos de soldadura requeridos para cada pieza, el número de turnos de trabajo y la frecuencia con que cambiarán las especificaciones del producto.
Si el diseño del producto es estable y el volumen de producción es alto, el posicionamiento automático puede ser más flexible.Selección de recetas, la carga robótica y el registro de datos de proceso pueden valer la pena considerar.
No seleccione una máquina de soldadura por difusión por KVA solo
La potencia nominal no define la capacidad de soldadura completa
El KVA nominal es una especificación importante de la máquina, pero no determina de forma independiente el tamaño de la barra flexible de lámina de cobre que una máquina puede soldar.
La capacidad de soldadura real también depende de:
- Número de capas de lámina y grosor total de la pila
- Largo y ancho de la zona de soldadura
- Tiempo de soldadura y tiempo de ciclo requerido
- Presión aplicada y método de retención de la presión
- Ciclo de trabajo del transformador
- Diseño de circuitos secundarios
- Condición de contacto de la herramienta
- Capacidad de refrigeración
Por lo tanto, no es fiable especificar una máquina de 150 KVA, 200 KVA o 350 KVA basada únicamente en el grosor del cobre.Un mejor enfoque es dejar que el proveedor realice una evaluación inicial basada en el dibujo de la pieza y los requisitos de producción, seguido de ensayos de soldadura con el material real del cliente.
El área de soldadura efectiva debe cubrir la pieza
La superficie de trabajo de la máquina debe ser la más grande del producto requerido. Los compradores deben confirmar que la herramienta puede cubrir completamente el extremo soldado.que la presión se pueda distribuir uniformemente en toda la zona y que quede suficiente espacio para el posicionamiento, carga y descarga.
Si el producto más grande está siempre cerca de la capacidad máxima de la máquina, puede haber un margen de proceso insuficiente durante la producción continua.La máquina seleccionada debe cubrir las variaciones de producto confirmadas en el futuro sin ser innecesariamente de gran tamaño para especificaciones que tal vez nunca entren en producción.
¿Maquina de soldadura por difusión neumática o hidráulica?
Cuando una máquina de soldadura por difusión neumática es adecuada
Un sistema neumático tiene una estructura relativamente simple y es generalmente conveniente de operar y mantener.Puede ser adecuado cuando las especificaciones del producto se concentran dentro de un rango limitado y el área de soldadura requerida y la fuerza permanecen dentro de la capacidad controlable del sistema neumático.
Sin embargo, la fábrica debe disponer de un suministro estable de aire comprimido.que pueden influir en el grosor del extremo compactado y la consistencia de lote a lote.
Por consiguiente, la evaluación debe tener en cuenta la presión de funcionamiento real y el método de control, en lugar de sólo la fuerza de salida teórica del cilindro.
Cuando una máquina de soldadura por difusión hidráulica es adecuada
Un sistema hidráulico es generalmente más adecuado cuando el área de soldadura es grande, la pila de láminas es gruesa o la aplicación requiere una fuerza de prensado más alta y más estable.También se puede preferir cuando se mantiene la presión, las dimensiones del extremo terminado y la repetibilidad del proceso son particularmente importantes.
Esto no significa que las máquinas hidráulicas sean siempre mejores que las máquinas neumáticas.
La decisión final deberá basarse en el área máxima de soldadura, las dimensiones compactadas requeridas, los requisitos de presión y los resultados reales de la soldadura de muestras.
¿Por qué son igualmente importantes el calentamiento, las herramientas y el enfriamiento?
El calentamiento estable es más importante que la temperatura más alta
Una temperatura más alta no produce automáticamente una mejor unión de soldadura por difusión. La temperatura insuficiente puede dejar las capas internas de la lámina incompletamente unidas,Mientras que la temperatura excesiva puede aumentar el riesgo de oxidación, decoloración oscura, adhesión a la herramienta y cambios de dimensión.
La temperatura, la presión y el tiempo de retención deben funcionar juntos.No debe esperarse que un conjunto de parámetros cubra todas las especificaciones de productos..
La herramienta determina la forma del extremo soldado terminado
La herramienta transfiere la presión a la pila de papel y afecta la longitud, anchura, grosor, estado de los bordes y distribución de la presión del extremo terminado.
Si las dimensiones del producto cambian significativamente, puede que no sea suficiente ajustar los ajustes de la máquina.
Antes de hacer un pedido, confirme:
- Cuántos conjuntos de herramientas están incluidos en la cotización
- Cómo reemplazar las herramientas
- El coste de las herramientas para futuros tamaños de producto
- Tiempo de entrega previsto de las herramientas
- Si las diferentes partes pueden compartir el mismo dispositivo de posicionamiento
La capacidad de refrigeración afecta a la producción continua
El sistema de refrigeración controla la temperatura de trabajo del transformador, los electrodos, los componentes conductores y las herramientas.la máquina puede funcionar normalmente al comienzo de la producción, pero presentar cambios en el tiempo del ciclo y la calidad de la soldadura después de un funcionamiento continuo.
Por lo tanto, una máquina de soldadura por difusión requiere normalmente un suministro estable de agua circulante.temperatura ambiente y las instalaciones ya disponibles en la fábrica.
Los requisitos de refrigeración deben confirmarse durante la selección de la máquina en lugar de abordarse solo después de la instalación.
Cómo comprobar la calidad de la soldadura antes de pedir
La inspección visual no es suficiente
Una superficie plana y un color aceptable no demuestran que todas las capas internas de papel de cobre hayan sido unidas de manera fiable.Los defectos pueden permanecer en el interior de la pila de papel y no siempre pueden detectarse mediante una fotografía o inspección visual..
Dependiendo de los requisitos de mantenimiento del producto, podrán utilizarse los siguientes ensayos:
- Pruebas de exfoliación para comprobar la condición de unión entre las capas de papel
- Pruebas de tracción o de corte para verificar la resistencia mecánica
- Inspección de la sección transversal para identificar la separación interna o las zonas no ligadas
- Inspección dimensional de la longitud, anchura y grosor del extremo soldado
- Pruebas de resistencia eléctrica para evaluar la estabilidad de la unión conductora
- Prueba de aumento de temperatura con corriente en condiciones reales de funcionamiento
- Pruebas de flexión o fatiga para evaluar la fiabilidad del servicio
Definir los criterios de aceptación antes de la soldadura de muestras
El cliente y el proveedor de la máquina deben acordar las tolerancias de dibujo, los requisitos de apariencia, la resistencia mecánica, la resistencia eléctrica,límites de aumento de temperatura y métodos de ensayo antes de comenzar los ensayos de soldadura.
Sin criterios de aceptación acordados, ambas partes podrán evaluar de manera diferente la misma muestra.
Los informes de ensayo también deben indicar la especificación de la muestra, la corriente aplicada, la duración del ensayo, las condiciones ambientales y los límites de aceptación.Un valor de ensayo único sin estas condiciones no es suficiente para la homologación de la máquina..
Errores comunes al comprar una máquina de soldadura por difusión
Comparando sólo el precio de la máquina y la potencia nominal
Un precio más bajo o una clasificación KVA más alta no significa necesariamente que una máquina sea más adecuada para la aplicación.
La comparación también debe incluir:
- Rango de soldadura real
- Sistema de presión
- Área de trabajo eficaz
- Ciclo de trabajo del transformador
- Requisitos de refrigeración
- Configuración de las herramientas
- Resultados de la soldadura de muestras
Proporcionar fotos sin dibujos
Las fotografías ayudan al proveedor a comprender el aspecto general del producto, pero no muestran con precisión el grosor de una sola capa, el número de capas, el área de soldadura o las tolerancias dimensionales.
Es más probable que una configuración y una cotización preparadas solo a partir de fotos requieran cambios más adelante en el proyecto.
Ignorar las necesidades de producción continua
Una muestra exitosa demuestra que el proceso puede ser factible, pero no prueba que la máquina pueda satisfacer la producción requerida en producción continua.
La evaluación también debe abarcar los cambios de temperatura después de operaciones repetidas, el tiempo de ciclo, la consistencia de soldadura y el rendimiento de enfriamiento.
No se confirma la herramienta y el equipo de apoyo
La fase de cotización debe aclarar:
- Número de conjuntos de herramientas incluidos
- Si el enfriador de agua está incluido
- Suministro eléctrico, aire comprimido y agua de refrigeración necesarios
- Alcance de la instalación y puesta en marcha
- Requisitos relativos a los consumibles y a las piezas de desgaste
- Costo de la adición de futuras especificaciones de producto
La comparación sólo del precio de la máquina principal puede dejar sin tener en cuenta importantes costes del proyecto.
Qué preparar antes de pedir un presupuesto
Para obtener una recomendación de proceso más precisa y una cotización de la máquina, prepare la siguiente información:
- Dibujos 2D o 3D del producto
- Calidad y tratamiento de superficie de las láminas de cobre
- espesor de una sola capa, número de capas y espesor total de la pila
- Área de soldadura y dimensiones del extremo soldado terminado
- Fotos del producto y muestras disponibles
- Producción requerida por turno o por día
- Número de especificaciones del producto y frecuencia de cambio
- Requisitos de resistencia eléctrica, aumento de temperatura o resistencia mecánica
- Método de producción preferido: manual, semiautomático o totalmente automático
- Instalaciones de suministro eléctrico, aire comprimido y refrigeración disponibles
Con esta información, el proveedor puede determinar con mayor precisión la potencia de la máquina requerida, el sistema de presión, el área de soldadura efectiva, el diseño de la herramienta y el nivel de automatización.
Cómo tomar la decisión final
La máquina de soldadura por difusión de barras flexibles de papel de cobre adecuada no es necesariamente la máquina con la mayor potencia o la configuración más compleja.Es la máquina que cubre la gama de productos requeridos, cumple los criterios de aceptación y mantiene una producción estable en el tiempo de ciclo objetivo.
Un proceso de selección práctico es:
- Confirmar si la soldadura por difusión es adecuada para la estructura de la lámina de cobre y los requisitos de acabado.
- Determinar la capacidad de la máquina requerida a partir del grosor de una sola capa, el número de capas y el área de soldadura.
- Se seleccionará un sistema de presión neumático o hidráulico de acuerdo con la fuerza requerida y la gama de productos.
- Confirmar los requisitos de herramientas, sistema de refrigeración y utilidad de fábrica.
- Realizar ensayos de soldadura con el material de producción real y probar las muestras con criterios de aceptación acordados.
- Seleccionar el nivel de automatización adecuado en función de la salida y la frecuencia de cambio requeridas.
Para una evaluación específica de la aplicación, envíe al proveedor de la máquina su dibujo de pieza, material de papel de cobre, grosor de una sola capa, número de capas, área de soldadura y rendimiento objetivo.Los ensayos de soldadura con el material real proporcionan una base más fiable para la selección de la máquina que la comparación de las hojas de especificación solamente.
