純銀コンタクト銅ろう付けアセンブリ: 製造および冶金溶接ガイド

銅とその合金は、主に 4 つの冶金学的グループに分類されます。純銅 (99.9% 以上の Cu を含む電解タフピッチまたは無酸素銅)、黄銅 (銅と亜鉛の合金)、青銅 (錫、アルミニウム、シリコン、またはベリリウムを含む銅の合金)、および白銅 (銅とニッケルの合金)。低電圧開閉装置、回路ブレーカー、および高電圧直流 (HVDC) コンタクタ用の純銀接点銅ろう付けアセンブリを製造する場合、熱機械パラメータおよび冶金パラメータを厳密に遵守することは交渉の余地がありません。高い熱伝導率 (純銅の場合約 401 W/(m・K)) は急速な熱放散を引き起こし、予熱と接合構成が適切に制御されていない場合、標準的な溶接やろう付けでは不完全な溶融、粗粒成長、および高い熱応力が発生する傾向があります。

溶接後の結晶粒微細化と応力除去

銅とその合金は急速に結晶化するため、溶接後の粒子が粗大になり、-引張強度と疲労寿命が直接低下します-。銀の電気接点の溶接アセンブリには直ちに機械的介入が必要です。作業者は、凝固直後に、平頭ハンマーを使用して溶接シームに軽いピーニングを実行する必要があります。この機械的作用により、ISO 6892‑1 機械試験規格に準拠して、樹枝状構造が破壊され、粒子サイズが微細化され、残留熱応力が軽減されます。

表面処理プロトコル

酸化層、引抜き油、および有機汚染物質は、高周波誘導ろう付けまたは抵抗溶接中の濡れに対する障壁として機能します。表面の洗浄は、次の 2 段階のプロトコルに従う必要があります。

• 機械的洗浄: 銅専用のステンレス鋼ワイヤー ブラシまたは研磨ホイールを使用して、明るい金属光沢が露出するまで表面スケールを除去します。
• 化学的脱脂および酸洗い: 30 度のアセトンまたは 10% 水酸化ナトリウム水溶液を使用してコンポーネントを脱脂し、よくすすいだ後、35% 硝酸または 10% 硫酸溶液に 3 分間酸洗いして表面の酸化物を溶解します。組み立てる前に完全にすすぎ、乾燥させてください。

予熱と熱入力制御

純銅および高導電性銅合金は、銅棒銀接点接合において高い熱拡散率を示します。 5 mm を超える厚さのセクションの場合、コールドラップや融着の欠如を防ぐために予熱が必須です。溶接電源は、急速な熱損失を補うために、炭素鋼に使用されるものよりも高い電流密度を供給する必要があります。

接合部の設計と歪みの軽減

銅の高い熱膨張係数（約 16.5 × 10‑6/K）により、凝固中に大幅な体積収縮が発生し、微小亀裂や角歪みが発生します。これに対抗するには:

• より広いジョイントクリアランスとより大きな溝角度を設計します (通常は 60 度から 70 度の V 溝)。
• 最終的な高周波ろう付けまたは抵抗溶接の前に、多点仮仮付け溶接を使用して、寸法公差を±0.05 mm 以内に維持します。

消耗品の管理と環境安全性

ろう付けコンタクトコンポーネントの製造では、水素多孔性の原因となる湿気の閉じ込めを除去するために、使用前にフィラーメタルとコーティングされた電極を約 200 度で 1 ～ 2 時間焼き付ける必要があります。さらに、高温接合中に酸化銅のヒュームを吸入することによって引き起こされる金属ヒューム発熱を防ぐために、アクティブな局所換気システムまたはヒューム抽出システムを作動させる必要があります。

アプリケーションに関わる場合銀接点を銅バーにろう付けする、リレー端子、スイッチコンポーネント、またはその他の導電体については、図面、材料グレード、目標年間生産量、およびプロセス評価に必要な電気的/機械的仕様を提供します。