Bežné režimy zlyhania elektrického kontaktu (zváranie, erózia, oxidácia) a ako im predchádzať

Porucha elektrického kontaktu je zvyčajne spôsobená tromi merateľnými mechanizmami: oblúkom-indukovaným prenosom materiálu, lokalizovaným tepelným preťažením a povrchovým-odporom filmu. V prípade vysokoprúdových relé, stykačov, ističov a elektrických distribučných systémov elektrických vozidiel si predchádzanie poruche vyžaduje kontrolu materiálu kontaktu, sily kontaktu, energie oblúka, geometrie kontaktu, kvality spojenia a stavu povrchu, a nie jednoduchého zväčšenia veľkosti kontaktu.

 

Sekvenciu porúch možno bežne identifikovať z kontaktného odporu, kontaktnej sily, morfológie zvaru, hĺbky erózie, smeru prenosu, povrchovej chémie a nárastu teploty. Tieto parametre poskytujú základ pre analýzu zlyhania elektrického kontaktu a výber materiálu/procesu.

 

 

 

Keď sa pár kontaktov oddelí, keď prúdi prúd, mechanická medzera okamžite nepreruší obvod. Prúd pokračuje cez prechodový oblúk vytvorený medzi dvoma kontaktnými povrchmi.

 

Teplota oblúka môže lokálne presiahnuť teplotu topenia a odparovania kontaktného materiálu. Materiál sa odoberá z anódy a katódy, transportuje sa cez plazmu a znovu sa ukladá na opačnú kontaktnú plochu.

 

Výsledné poškodenie závisí od niekoľkých premenných:

 

Prúdová hustota: lokalizovaná koncentrácia prúdu urýchľuje tavenie a prenos materiálu.
Trvanie oblúka: dlhšie trvanie oblúka zvyšuje kumulatívny tepelný príkon.
Rýchlosť otvárania: pomalšie oddelenie udržuje oblúk dlhší čas.
Prítlačná sila: nedostatočná sila zvyšuje odolnosť proti zovretiu a lokálnemu zahrievaniu.
Kontaktný materiál: Ag, AgSnO₂, AgC, AgWC a ďalšie systémy sa správajú rôzne pri tavení, oxidácii a odolnosti voči oblúku.
Geometria kontaktu: kontaktné plochy s malým-polomerom koncentrujú prúd a zvyšujú miestnu teplotu.
Indukčnosť obvodu: uložená magnetická energia môže udržať oblúk po mechanickom oddelení.
Zhášacie napätie: vyššie jednosmerné napätie vo všeobecnosti zvyšuje náročnosť prerušenia oblúka.

 

V aplikáciách s jednosmerným prúdom, ako sú batérie EV a stykače-akumulácie energie, je správanie oblúka obzvlášť citlivé na indukčnosť obvodu, pretože neexistuje žiadna prirodzená striedavá nula.

 

Kontaktný odpor stúpa pred katastrofickým zlyhaním

Kontaktný odpor nie je určený len objemovým odporom materiálu kontaktu. Skutočné elektrické vedenie sa vyskytuje prostredníctvom mikroskopických nerovností. Oxidové filmy, kontaminácia, drsnosť povrchu a znížená kontaktná sila môžu znížiť účinnú plochu kovovej vodivosti.

 

Zjednodušený inžiniersky vzťah je:

 

P = I²R

 

kde:

P=teplo generované na kontaktnom rozhraní
Aktuálne som =
R=prechodový odpor

 

Pri 300 A zvýšenie odporu z 50 µΩ na 100 µΩ zdvojnásobuje vypočítané teplo rozhrania z:

 

4.5 W → 9 W

 

Toto dodatočné teplo môže ďalej zvýšiť oxidáciu, zmäkčiť kontaktné rozhranie a urýchliť prenos materiálu.

 

Pri riešení problémov s kontaktným odporom by sa preto zvýšenie odporu malo považovať za potenciálny problém tepelnej spätnej väzby, a nie za izolované elektrické meranie.

 

 

Kontaktné zváranie nastáva, keď sa teplota na kontaktnom rozhraní stane dostatočne vysokou na to, aby protiľahlé povrchy vytvorili metalurgickú väzbu. Vysoký nábehový prúd, skrat{1}}prúd, nedostatočná prítlačná sila a nevhodný kontaktný materiál môžu zvýšiť pravdepodobnosť.

 

Správnou reakciou nie je vždy zvýšenie obsahu striebra. Výber materiálu musí zodpovedať spínacej sile, tvaru vlny prúdu, elektrickej záťaži a požadovanej životnosti kontaktov.

 

Kontaktný materiál	Hlavné charakteristiky	Typická inžinierska výhoda	Hlavná úvaha o dizajne
Ag	Vysoká elektrická a tepelná vodivosť	Nízky kontaktný odpor	Nižšia odolnosť voči ťažkému zváraniu pri veľkom nápore
AgSnO₂	Strieborná matrica s disperziou SnO₂	Vylepšená odolnosť voči zváraniu a erózii oblúka	Vyšší prechodový odpor ako čisté Ag
AgC	Strieborný-uhlíkový kompozit	Vysoká odolnosť voči zváraniu a poškodeniu oblúkom	Vyžaduje správnu geometriu kontaktu a proces spájania
AgWC	Strieborný-kompozit z karbidu volfrámu	Vysoká odolnosť proti erózii oblúkom a zváraniu	Vyššia zložitosť spracovania/spájania
AgNi	Strieborný-niklový kompozit	Dobrý spínací výkon v mnohých aplikáciách striedavého prúdu	Erózne správanie-špecifické pre aplikáciu

 

V prípade vysokoprúdových stýkačov EV možno brať do úvahy AgSnO₂ a AgC, keď sa zváranie kontaktov stane dominantným mechanizmom zlyhania.

 

Tam, kde sú hlavným problémom silná erózia oblúka a prúd s vysokou krátkou{0}}trvaním, možno AgWC vyhodnotiť. Samotný materiál však nedokáže kompenzovať zlú kontaktnú geometriu alebo nedostatočnú mechanickú silu.

 

AgSnO₂ pre vysoko{0}}prúdovú kontrolu kontaktného zvárania

AgSnO₂ distribuuje častice oxidu cínu v striebornej matrici. Počas prepínania mení rozptýlená oxidová fáza správanie sa pri tavení a vyparovaní kontaktného povrchu a môže znižovať tendenciu k vytváraniu veľkých-roztavených-kovových mostíkov.

 

AgSnO₂ sa bežne považuje za:

EV DC stykače
Jednotky na odpojenie batérie
Nabíjacie zariadenie
Priemyselné stykače
Výkonové relé
Zostavy na ochranu obvodov

Druh materiálu, obsah SnO₂, priemer kontaktu, hrúbka kontaktu a spôsob spojenia musia byť overené podľa aktuálneho tvaru vlny spínania.

 

AgC pre náročné podmienky zvárania

Strieborné-uhlíkové kontakty poskytujú kompozitnú štruktúru, v ktorej uhlík upravuje tepelné a oblúkové správanie kontaktného rozhrania.

 

AgC možno zvážiť tam, kde je primárnou technickou požiadavkou odolnosť voči kontaktnému zváraniu počas prepínania vysokým-prúdom.

 

Návrh by mal ešte overiť:

Počiatočný kontaktný odpor
Dynamický odpor
Zváracia sila
Zvýšenie kontaktnej teploty
Trvanie oblúka
Elektrická výdrž
Mechanická odolnosť
Prenos materiálu po jazde na bicykli

Zmena materiálu kontaktu bez testovania elektrickej odolnosti nie je dostatočným dôkazom zlepšenia životnosti.

 

AgWC pre oblúkovú eróziu a spájkované kontaktné konštrukcie

AgWC kombinuje vodivú fázu striebra s karbidom volfrámu. Žiaruvzdorná WC fáza môže zlepšiť odolnosť voči silnej erózii oblúka a prenosu materiálu.

 

Pre aplikácie s vysokou{0}}energiou spínania je možné použiť odporové spájkovanie striebrom na spojenie AgWC kontaktu s medeným-nosičom.

Typické kontroly procesov zahŕňajú:

 

Zloženie spájkovacej zliatiny striebra
Teplota spájkovania
Rýchlosť vykurovania
Čas držania
Stav toku alebo ochrannej-atmosféry
Kĺbová vôľa
Pokrytie spájkovanej oblasti-
Pomer prázdnoty
Rozmerový stav po{0}}spájkovaní

 

Spájkovaný spoj by sa mal hodnotiť skôr ako elektrické a mechanické rozhranie než jednoducho ako spôsob upevnenia.

 

Vyžiadajte si bezplatné hodnotenie a cenovú ponuku DFM

 

 

 

Užitočné vyšetrovanie zlyhania začína oddelením mechanizmu fyzického zlyhania od jeho elektrického symptómu.

 

Režim zlyhania	Typický elektrický symptóm	Fyzický dôkaz	Primárna príčina	Korektívny smer
Kontaktné zváranie	Po deaktivácii cievky-zostanú kontakty zatvorené	Roztavený mostík, prenesený kov	Vysoká teplota rozhrania a energia oblúka	AgSnO₂/AgC, vyššia otváracia sila, úprava geometrie
Nadmerná erózia	Zvýšenie odporu alebo zníženie hrúbky kontaktu	Krátery, jamy, prenesený materiál	Nadmerná energia oblúka	AgWC, zlepšenie{0}}ovládania oblúka, väčšia efektívna kontaktná plocha
Oxidácia	Zvyšuje sa kontaktný odpor	Tmavý/oxidový film, zmena farby povrchu	Tepelné cyklovanie, atmosféra, nekompatibilný materiál	Optimalizácia materiálu/povrchu
Kontaktný prenos materiálu	Nerovnomerný profil kontaktu	Na jednej strane vyvýšené miesto a na druhej kráter	Oblúková asymetria	Korekcia magnetického poľa/geometrie
Mechanický odraz	Viacnásobné špičky prechodového odporu	Opakované oblúkové značky	Nedostatočné tlmenie alebo prítlačná sila	Optimalizácia pružiny a pohonu
Porucha spájkovaného spoja	Prerušovaný alebo vysoký odpor	Trhliny, dutiny, neúplné zvlhčenie	Nesprávny proces spájkovania	Parameter spájkovania a kontrola návrhu spoja-

 

Chybový režim A: Kontaktné zváranie pod vysokým nábehovým prúdom

 

Najpriamejším mechanizmom je nadmerné lokalizované zahrievanie Joule.

 

Skutočná teplota rozhrania môže byť oveľa vyššia ako nameraná teplota vonkajšieho kontaktu, pretože prúd preteká mikroskopickými vodivými bodmi.

 

Technické kontroly by mali zahŕňať:

Špičkový nábehový prúd
RMS prúd
Rýchlosť zatvárania
Prítlačná sila pri zatváraní
Trvanie vrátenia kontaktu
Kontaktný odpor ihneď po uzavretí
Kontaktný odpor po vytrvalostnom cyklovaní
Oddeľovacia sila zvaru

 

Ak sa kontakt zvára iba počas veľkých{0}}prípadov, ale funguje normálne pri ustálenom-prúde, vyšetrovanie by sa malo zamerať na dynamickú hustotu prúdu a odrazy kontaktu, nielen na trvalý prúd.

 

Chybový režim B: Nadmerná erózia oblúka

Oblúková erózia vytvára charakteristickú morfológiu kráterov-a{1}}výčnelkov.

 

Opakované prepínanie môže spôsobiť:

Miestne topenie
Odparovanie kovu
Presun materiálu
Opätovné{0}tuhnutie
Zmenšenie kontaktnej-plochy
Zvýšenie odporu
Vyššia teplota rozhrania
Zrýchlená degradácia

 

Pri jednosmerných stýkačoch sa musí spolu s kontaktným materiálom zvážiť potlačenie oblúka. Zväčšenie priemeru kontaktu pri zachovaní nadmerného trvania oblúka nemusí vyriešiť základný problém.

 

Režim zlyhania C: Oxidácia a odolnosť povrchu-filmu

Oxidácia mení rozhranie z kovového vedenia na vedenie cez povrchový film a lokalizované kovové kontaktné body.

 

Výsledný odpor závisí od:

Hrúbka filmu
Filmová kompozícia
Povrchový tlak
Drsnosť povrchu
Kontaktná sila
Prevádzková teplota
Frekvencia spínania
Vlhkosť prostredia

 

Zvýšenie odolnosti spôsobené oxidáciou by sa nemalo automaticky pripisovať nedostatočnej vodivosti medi alebo nedostatočnému obsahu striebra.

 

Povrchová analýza pomocou optickej mikroskopie, SEM/EDS alebo iných vhodných analytických metód môže odlíšiť akumuláciu oxidov od mechanického opotrebovania a prenosu oblúka.

 

 

Výber materiálu sa zameriava na chémiu povrchu, ale kontaktná geometria určuje, ako sa rozloží prúd a mechanická sila.

 

Pár kontaktov s nominálne identickými materiálmi môže vykazovať odlišné správanie pri poruche, keď sa zmení polomer kontaktu, výška výčnelku, rovinnosť alebo zarovnanie.

 

Medzi dôležité geometrické premenné patria:

Priemer kontaktu
Hrúbka kontaktu
Kontakt-polomer hlavy
Kontaktný výčnelok
Hrúbka nosiča
Poloha kontaktného centra
Paralelizmus
Sústrednosť
Výška nitu
Priemer spájkovanej-oblasti

Pre presné lisované kontaktné nosiče možno rozmerové tolerancie regulovať na ±0,01 mm, kde si aplikácia vyžaduje tesnú presnosť polohy.

 

Kontaktná plocha verzus hustota prúdu

Zjednodušený vzťah je:

J = I / A

kde:

J=prúdová hustota
Aktuálne som =
Efektívna vodivá oblasť =

Dôležitým pojmom je efektívna plocha, nie nominálna geometrická plocha.

 

Kontakt s priemerom 10 mm-nemusí nevyhnutne poskytovať rovnomerné rozloženie prúdu v celej geometrickej ploche 78,5 mm². Drsnosť povrchu, zakrivenie kontaktu a rozloženie sily môžu obmedziť vodivosť na lokalizované nerovnosti.

 

Preto samotný zväčšujúci sa priemer môže spôsobiť menšie zlepšenie, ako sa očakávalo, ak kontaktná sila a geometria povrchu zostanú nekontrolované.

 

Rozloženie prítlačnej sily a tlaku

Nadmerná prítlačná sila môže zvýšiť mechanické opotrebovanie a požiadavky na ovládač. Nedostatočná sila zvyšuje odolnosť proti zovretiu a robí kontakt citlivejším na kontamináciu a oxidáciu.

 

Technickým cieľom by preto mala byť skôr krivka riadenej sily- než maximálna statická sila.

 

Odporúčané overenie zahŕňa:

Počiatočná kontaktná sila
Sila pri špecifikovanom posune
Odskok kontaktu
Jarný relax
Sila po tepelnom cyklovaní
Sila po elektrickej výdrži

-Strhujúce pre umiestnenie kontaktu

V prípade nitovaných strieborných kontaktov môže in{0}}nitovanie integrovať lisovanie a pripevnenie kontaktov do riadenej výrobnej sekvencie.

Procesné premenné zahŕňajú:

 

Priemer hlavy nitu
Výška nitu
Kontaktná projekcia
Nitovacia sila
Tvrdosť materiálu
Priemer otvoru-nosiča
Sústrednosť-diery

 

Zlé tvarovanie nitov môže vytvoriť mechanický spoj, ktorý prejde vizuálnou kontrolou, ale po tepelnom a vibračnom cykle sa zvýši elektrický odpor.

 

Kontrola CMM môže overiť kritické rozmery nosiča a polohy kontaktov, zatiaľ čo elektrické testovanie potvrdzuje, či geometrické variácie ovplyvňujú skutočný výkon obvodu.

 

 

 

Pre automobilové a energetické-komponenty na skladovanie energie by mala byť prevencia porúch prepojená so zdokumentovaným systémom{1}}riadenia procesov.

 

Typický reťazec{0}}kontroly kvality zahŕňa:

 

Vstupné overenie materiálu → kontrola procesu lisovania → spájanie kontaktov → kontrola rozmerov → skúška elektrického odporu → skúška odolnosti → výstupná kontrola → dokumentácia PPAP

 

Procesné kontroly IATF 16949 pre lisované kontaktné komponenty

Výrobný systém orientovaný na IATF 16949 by mal spájať charakteristiky produktu s merateľnými parametrami procesu.

 

V prípade zostáv elektrických kontaktov môže plán kontroly zahŕňať:

Strieborná-trieda kontaktného materiálu
Stupeň nosného materiálu
Kontaktné rozmery
Výška nitu
Nitovacia sila
Teplota spájkovania
Energia zvárania
Kontaktný odpor
Kontaktná sila
Stav povrchu
Hrúbka pokovovania
Konečná rozmerová tolerancia

SPC by sa mal zamerať na charakteristiky, ktoré majú priamy vzťah s elektrickým alebo mechanickým výkonom.

 

Kontrola CMM pre kritické rozmery

Kontrola CMM je vhodná na overenie:

Pozícia-do{1}}diery
Kontaktujte-umiestnenie centra
Plochosť
Paralelizmus
Kontaktná výška
Profil nosiča
Pozícia formovanej{0}}funkcie

V prípade veľkých{0}}objemových lisovaných dielov by CMM nemal nahrádzať-monitorovanie procesu na linke. Je efektívnejší, keď sa používa spolu s meracími prístrojmi, vizuálnou kontrolou a štatistickou kontrolou procesov.

 

Riešenie problémov s kontaktným odporom prostredníctvom kontrolovaného testovania

Užitočný záznam{0}}testu odporu by mal identifikovať:

 

Parameter	Účel merania
Počiatočný kontaktný odpor	Stanovte základnú líniu
Odolnosť po prepnutí	Identifikujte degradáciu-oblúka
Odolnosť po tepelnom cyklovaní	Identifikujte nestabilitu rozhrania
Odolnosť po testovaní odolnosti	Určite dlhodobú-degradáciu
Odolnosť pri špecifikovanej prítlačnej sile	Oddeľte silové účinky od hmotných účinkov
Odolnosť pri kontrolovanej teplote	Odstráňte teplotné výkyvy

 

Štvorvodičové meranie v Kelvinoch sa uprednostňuje, keď sú hodnoty odporu v mikro-ohmovom rozsahu, pretože znižuje vplyv odporu testovacieho-vodidla.

 

Dôkaz PPAP úrovne 3 pre automobilové programy

Pre programy dodávok pre automobilový priemysel môže dokumentácia PPAP úrovne 3 kombinovať:

Záznamy o dizajne
Inžinierske špecifikácie
Vývojový diagram procesu
PFMEA
Kontrolný plán
MSA
Dimenzionálne výsledky
Materiálové certifikáty
Správy o teste výkonu
Počiatočná kontrola vzorky
Údaje o spôsobilosti spracovania

Presný balík na predloženie PPAP by mal zodpovedať nákresu zákazníka, dohode o kvalite a požiadavkám AIAG.

 

Stiahnite si špecifikáciu dizajnu kontaktu

 

 

Kontaktná hlava je len jednou časťou prúdovej dráhy. Spojenie medzi strieborným kontaktom a medeným nosičom môže zaviesť ďalší odporový bod.

 

V prípade nosičov na báze medi, ako je napríklad čistá meď C1100, môže elektrická vodivosť dosiahnuť pri vhodných materiálových podmienkach približne 100 % IACS. Konečná vodivosť zostavy je však ovplyvnená spojovacím rozhraním.

 

Metóda spájania	Hlavná výhoda	Typická aplikácia	Primárne riziko kvality
Odporové spájkovanie striebrom	Vodivý metalurgický spoj	Kontakt na medený nosič-na báze Ag	Prázdne miesta, neúplné zvlhčenie, prehriatie
Laserové zváranie	Lokalizovaný prívod tepla	Cu-Cu alebo Cu{1}}Al štruktúry	Odrazivosť, pórovitosť, praskanie
-Strhujúce	Veľkoobjemové mechanické spájanie	Strieborné kontaktné zostavy	Voľný spoj, rozmerová odchýlka
Molekulárne difúzne zváranie	Metalurgické spájanie-v tuhom stave	Medené konštrukcie s vysokou-vodivosťou	Príprava povrchu a kontrola tlaku

 

Pre kontaktné zostavy by mal byť proces spájania vybraný na základe prúdovej dráhy, tepelného zaťaženia, mechanického namáhania a objemu výroby.

 

Analýza defektov odporového spájkovania striebrom

Medzi typické chyby spájkovania patria:

Neúplné zvlhčenie
Nadmerné dutiny
Trhliny
Nedostatočná penetrácia plniva
Lokálne prehriatie
Kontaktný posun
Zvyšok taviva

Prierez-metalografická kontrola môže odhaliť skutočný stav spoja.

V prípade potreby by deštruktívne rezanie malo korelovať s elektrickým odporom a výsledkami mechanického ťahu/šmyku.

 

Laserové zváranie Cu-Al versus spájkovanie striebrom

V prípade medených-hliníkových konštrukcií vyžaduje laserové zváranie kontrolu nepodobných-kovových interakcií, odrazivosti a intermetalickej tvorby.

 

Parameter	Laserové zváranie Cu-Al	Odolné strieborné spájkovanie
Prívod tepla	Vysoko lokalizované	Distribuované cez kĺb
Rýchlosť spracovania	Vysoká	Mierne
Nepodobné{0}}ovládanie kovu	Vyžaduje prísnu kontrolu energie	Výplňová vrstva môže oddeliť základné kovy
Riziko pórovitosti	Závisí od procesu-	Nižšie, keď je dizajn spoja kontrolovaný
Hutnícka zóna	Oblasť ovplyvnená fúziou/teplom-	Spájkované rozhranie
Inšpekcia	Metalografia, vizuálna, elektrotechnická	Metalografia, zmáčanie, elektrotechnika
Typická obava	Praskanie/intermetalické látky	Prázdne miesta/neúplné zvlhčenie

 

V prípade nosiča kontaktov by mala byť metóda spájania overená skôr na základe elektrického odporu, tepelného nárastu a mechanickej odolnosti, než by sa mala vyberať iba podľa rýchlosti výroby.

 

 

Hoci samotné materiály kontaktov sú kovové, okolitá elektrická zostava môže obsahovať izoláciu, kryty, zapuzdrenie a ochranné povlaky.

 

Ak sa používajú polymérne komponenty, výber materiálu môže vyžadovať klasifikáciu UL 94 V-0 v závislosti od bezpečnostnej špecifikácie zákazníka.

V prípade potiahnutých alebo chránených kovových zostáv môže príslušné overenie zahŕňať:

 

Priľnavosť povlaku
Dielektrická odolnosť
Izolačný odpor
Expozícia soľným postrekom
Expozícia vlhkosti
Tepelné starnutie
Chemická odolnosť

 

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 nemôže samo osebe zaručiť-účinnosť izolácie na úrovni systému, pretože hrúbka, dutiny, okraje, znečistenie a koncentrácia poľa ovplyvňujú poškodenie.

 

 

Keď stýkač, relé alebo spínač zlyhá v prevádzke, okamžitá výmena materiálu kontaktu môže zničiť užitočné dôkazy o poruche.

Kontrolované vyšetrovanie by malo prebiehať v tomto poradí:

 

Krok 1 - Zaznamenajte elektrické prevádzkové podmienky

Zmerajte a zdokumentujte:

Nepretržitý prúd
Špičkový prúd
Napätie
jednosmerný alebo striedavý priebeh
Frekvencia spínania
Nábehový prúd
Záťažová indukčnosť
Trvanie oblúka

Krok 2 - Zachovanie zlyhalo-morfológiu kontaktu

Pred kontrolou kontakt neleštite ani nečistite.

Záznam:

Miesto zvaru
Hĺbka krátera
Smer prenosu materiálu
Oxidované oblasti
Kontaktná deformácia
Stav nitu
Vzhľad spájkovaného-kĺbu

Krok 3 - Zmerajte elektrickú degradáciu

Porovnaj:

Počiatočný odpor → odpor po cyklovaní → odpor pri poruche

Trend odporu je často informatívnejší ako jedna hodnota konca{0}}životnosti{1}.

 

Krok 4 - Oddeľte materiál od geometrie

Spustite kontrolované vzorky s:

Rovnaká geometria / rôzne materiály kontaktov
Rovnaký materiál / iná geometria kontaktu
Rovnaký materiál a geometria / iná prítlačná sila

Tým sa izoluje dominantná premenná.

 

Krok 5 - Overte opravný návrh

Revidovaný dizajn by mal prejsť:

Elektrická výdrž
Tepelné cyklovanie
Mechanická odolnosť
Meranie prechodového odporu
Vyhodnotenie zváracej-sily
Rozmerová kontrola
Metalografická analýza v prípade potreby

 

Toto prevedie analýzu zlyhania z náhrady materiálu pokusom-a{1}}omyl na kontrolovaný proces overovania inžinierstva.

 

 

Pred uvoľnením zostavy elektrických kontaktov do výroby skontrolujte nasledovné:

 

IEC 60947: Požiadavky na spínací výkon a elektrický výkon sú definované.
IATF 16949: Kritické materiálové a procesné charakteristiky sú zahrnuté v pláne kontroly.
AgSnO₂ / AgC: Vyhodnocuje sa, keď v režime poruchy dominuje kontaktné zváranie.
AgWC: Hodnotí sa, keď ťažká erózia oblúka vyžaduje žiaruvzdornú kontaktnú fázu.
C1100 meď: Vodivosť a stav materiálu sú overené podľa výkresu.
±0,01 mm: Kritické rozmery kontaktu a nosiča sú kontrolované tam, kde je to potrebné.
Kontrola CMM: Overuje sa poloha kontaktu, rovinnosť a tvarované rozmery.
Odpor štyroch{0}vodičov: Odpor kontaktu na úrovni mikro-ohmov{2}}sa meria správne.
Pri -nitovaní: Výška nitu a kontaktná projekcia zostávajú v rámci špecifikácií.
Odporové spájkovanie striebrom: Overuje sa navlhčenie, dutiny a spojitosť spoja.
Elektrická odolnosť: Porovnáva sa počiatočný a po{0}}cyklový odpor.
UL 94 V-0: Požadované polymérne izolačné materiály spĺňajú špecifikovanú triedu horľavosti.
PPAP Level 3: Automobilová kvalifikačná dokumentácia je pripravená podľa špecifikácie zákazníka.

 

Centrálny inžiniersky princíp je jednoduchý: porucha kontaktu je systémový problém zahŕňajúci materiál, hustotu prúdu, prítlačnú silu, energiu oblúka, geometriu a kvalitu spoja. Zmena jednej premennej bez kontroly ostatných často posunie mechanizmus zlyhania a nie ho odstráni.

 

V prípade stýkačov EV, spínacích zariadení ESS, relé a zostáv{0}}ochrany obvodov sa užitočný proces návrhu začína skutočnou morfológiou poruchy a elektrickým priebehom, potom sa vyberie materiál kontaktu a proces spájania podľa týchto nameraných podmienok.

 

 

Aký kontaktný materiál je vhodný na zabránenie zvárania kontaktov vo vysokoprúdových stýkačoch EV-?

AgSnO₂ a AgC sa bežne hodnotia, keď je primárnou požiadavkou odolnosť voči kontaktnému zváraniu. Konečný výber závisí od prúdu, napätia, tvaru vlny nárazu, prítlačnej sily, spínacej frekvencie a požadovanej elektrickej odolnosti.

 

Ako možno pri riešení problémov s kontaktným odporom identifikovať oxidáciu verzus mechanickú stratu-kontaktnej sily?

Zmerajte odpor pri kontrolovanej kontaktnej sile a teplote, potom porovnajte stav povrchu mikroskopom. Nárast odporu sprevádzaný tvorbou oxidového- filmu naznačuje degradáciu povrchu, zatiaľ čo odpor, ktorý sa silne mení s kontaktnou silou, poukazuje na problémy s mechanickým rozhraním.

 

Aká kontrola je potrebná pre PPAP úroveň 3elektrické kontaktné zostavy?

Typické dôkazy PPAP úrovne 3 zahŕňajú rozmerové výsledky, certifikáciu materiálu, PFMEA, plán kontroly, MSA, spôsobilosť procesu, údaje o elektrickom výkone a záznamy o validácii. Konečný balík odoslania určujú-špecifické špecifikácie zákazníka.