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Les techniques de micro-soudage améliorent la fabrication des capteurs

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Méthodes de micro-soudage et techniques de conception

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Qu'ils fabriquent des capteurs destinés à des appareils artisanaux de grande valeur et de faible volume ou à des articles de série très sensibles au coût, les fabricants subissent une pression accrue pour fournir une qualité supérieure à celle du passé. Pour beaucoup, tirer parti des techniques modernes de micro-soudage peut offrir la qualité d'assemblage et la robustesse que les fabricants souhaitent

Soudage par micro-résistance

Le soudage par micro-résistance est utilisé depuis des années pour réaliser des assemblages et consolider des fils souples en un bloc solide. Les exigences de qualité plus récentes et le désir d'obtenir un rendement plus élevé signifient que les fabricants doivent accorder une plus grande attention à la mesure du processus lorsqu'ils utilisent cette méthode. Cela signifie qu'ils doivent remplacer la tête de soudage traditionnelle et la technologie de décharge de condensateur et améliorer leurs connaissances et leur documentation sur les procédés.

Micro-soudure à l'arc

La micro-soudure à l'arc est généralement utilisée dans l'assemblage de capteurs où deux composants sont liés ensemble. Les applications courantes comprennent la terminaison de fils fins sur les broches des composants, par exemple les capteurs inductifs ou le montage des broches des boîtiers de semi-conducteurs sur les grilles de connexion. Le processus est généralement très rapide et des températures élevées sont localisées au niveau du joint

Soudage à l'arc par percussion contrôlée

Avec cette méthode, un arc contrôlé est frappé entre l'extrémité de la broche et l'extrémité du fil pour créer une zone de chauffage focalisée. Au même moment, les deux parties sont réunies, ce qui permet de fusionner et de consolider les deux extrémités de la pièce comme un joint bout à bout. Cette méthode est particulièrement utile pour assembler des fils toronnés axialement sur des dispositifs à broches de capteurs, ce qui permet d'obtenir des assemblages à très haute intégrité avec peu ou pas de préparation préalable des fils

Considérations sur les équipements de fabrication de capteurs

Dans la plupart des cas, un seul joint soudé permet d'obtenir un joint à haute intégrité électrique. Il est essentiel de définir soigneusement la chaleur de soudage en termes de réglage et de résolution de répétabilité requis de l'équipement d'assemblage concerné, ainsi que la définition physique, déterminée par la tête de soudage et la configuration des électrodes. Plus le travail est fin, plus le contrôle du processus doit être serré pour assurer la cohérence du transfert d'énergie dans le joint, garantir la qualité et assurer les rendements de production. Cela est particulièrement vrai pour les capteurs utilisés dans les produits médicaux ou aérospatiaux, qui doivent généralement répondre à des normes de vérification des soudures plus strictes

Considérations particulières pour les capteurs à fil fin - le contrôle du processus est essentiel

Généralement, les petits fils et les broches de moins d'un millimètre (mm) sont soudés par résistance à des niveaux inférieurs à 1000A DC. Pour obtenir un soudage fiable et constant, il faut le meilleur niveau de contrôle possible associé à la meilleure méthode de contrôle de chaque processus de soudage

Pour le micro-soudage en dessous de 1000A DC, le meilleur choix d'équipement est généralement une alimentation de soudage par résistance linéaire DC, qui donne un courant DC pur, généralement de quelques ampères à 1000A, de préférence par petits incréments de 1 ampère. Pour la fabrication en série, recherchez des cycles d'utilisation élevés qui peuvent répondre aux exigences de vitesse. Optez pour des unités entièrement contrôlées en boucle fermée, qui mesurent et stockent les signaux électriques non contrôlés qui se produisent pendant le processus de soudage

La pression de tête de soudage et la performance dynamique sont des critères clés pour le soudage de composants fins. Très souvent, les procédés de soudage commencent à s'écarter de la norme et à échouer en raison de l'usure des têtes de soudage. La limitation de la fenêtre du processus peut détecter les problèmes potentiels de manière beaucoup plus précise que les contrôles de limite de base, ce qui en fait une fonctionnalité essentielle pour les fabricants de capteurs compétitifs. L'analyse de la fenêtre du processus permet aux opérateurs de documenter entièrement le processus et de noter les pressions correctes afin de pouvoir facilement revenir à un processus de travail. Les fabricants peuvent utiliser la fonction d'analyse de fenêtre d'AMADA WELD TECH pour déterminer la pression de tête de soudage appropriée pour une application.

Contrôle statistique du processus pour une meilleure qualité et un meilleur rendement

Le contrôle statistique des procédés (CSP) et l'analyse des données de soudage est une fonction d'ingénierie de production très utile, en particulier dans les chaînes de fabrication de masse en réseau. La plupart des bonnes alimentations de soudage fournissent un moyen de communiquer les données. Dans le passé, le processus de collecte/analyse des données était extrêmement fastidieux, mais aujourd'hui, la plupart des bons fabricants fournissent leurs propres logiciels d'analyse SPC propriétaires

La fonctionnalité SPC de soudage intégrée est un excellent outil pour les ingénieurs de production et de soudage de procédé qui leur permet d'enregistrer et d'analyser facilement les informations de leur cellule de soudage. Grâce au SPC, les opérateurs qualifiés peuvent surveiller leur propre travail et déterminer quand une action corrective est nécessaire, bien avant que de sérieux problèmes de rendement ou de qualité de la production ne surviennent

Parfois, et sans avertissement, les matériaux des électrodes ou des produits sont modifiés accidentellement ou délibérément. Grâce à un processus de soudage étroitement lié à la surveillance locale en temps réel de la SPC, les opérateurs peuvent plus facilement détecter, évaluer et compenser l'effet de ces changements. Les ingénieurs de procédé peuvent également évaluer plus facilement les avantages et les inconvénients de toute modification de la chaîne de production

Avec les données en main - et la capacité de les analyser - les opérateurs de machines qualifiés peuvent porter des jugements qui seraient autrement réservés à des ingénieurs plus coûteux.