Defina o sistema de contato antes de selecionar a liga
A seleção do material de um contato elétrico deve equilibrar transferência de corrente, resistência de contato, geração e remoção de calor, força de contato, suporte mecânico, desgaste, movimento, oxidação ou contaminação, união, condição superficial, amolecimento e facilidade de manutenção.
Comece identificando o componente real: sapata de contato de SAF, anel de pressão de SAF, garra ou porta-eletrodo de EAF, placa de contato de máquina de solda, anel de contato em CuCrZr, conexão rígida de barramento, condutor refrigerado a água, terminal ou outro contato definido por desenho. Peças de cobre semelhantes podem conduzir corrente de modos diferentes e não admitem uma regra automática única de material.
1. Dados elétricos e térmicos
- Tipo e intensidade da corrente, frequência quando aplicável, ciclo de trabalho, condição transitória ou de falha, caminhos paralelos, base da densidade de corrente e temperatura admissível.
- Geometria da face de contato, área real e nominal, força de aperto, distribuição de pressão, material conjugado, preparação da junção, elementos de fixação, movimento e manutenção.
- Método de refrigeração, fluido, vazão, pressão, temperatura, conexões, monitoramento, incrustação e limite de remoção de calor.
- Oxidação superficial, carepa, poeira, contaminação do processo, arco elétrico, fretting, deslizamento, montagens repetidas e desgaste esperado.
A condutividade volumétrica, isoladamente, não determina a temperatura da junção. Resistência de contato, força, condição superficial, geometria, qualidade da conexão, refrigeração, instalação e operação também influenciam o resultado.
2. Compare as opções de material
O cobre comercialmente puro pode oferecer alta condutividade quando os requisitos mecânicos, térmicos, de união, desgaste e amolecimento aprovados forem compatíveis com a liga e a condição selecionadas.
O cobre isento de oxigênio pode ser considerado quando forem necessários teor de oxigênio controlado, condutividade, união, vácuo ou compatibilidade com o processo. Ele não é automaticamente mais resistente mecanicamente nem mais resistente ao desgaste.
O CuCrZr pode ser considerado quando a condutividade precisar ser equilibrada com maior resistência mecânica, dureza, estabilidade dimensional, resistência ao desgaste ou ao amolecimento. Suas propriedades dependem da liga, forma do produto, condição metalúrgica e tratamento térmico.
Outras ligas de cobre podem ser apropriadas quando predominarem força de contato, desgaste, corrosão, conformabilidade, comportamento elástico, união ou temperatura. Um guia de ligas para tiras de conectores não deve ser aplicado diretamente a um contato maciço de forno sem engenharia específica do componente.
A orientação da Copper Development Association observa que a temperatura e os elementos de liga afetam a condutividade e que esta deve ser equilibrada com resistência mecânica, resistência à corrosão e conformabilidade. Portanto, a seleção não pode ser feita somente com base em %IACS.
3. Defina a forma do produto e a rota de fabricação
- Chapa, barra, forjado, fundido, anel, bloco, tubo, tira ou outra forma de produto.
- Condição final e quaisquer etapas de forjamento, laminação, extrusão, fundição, tratamento térmico, usinagem, soldagem, brasagem, montagem, revestimento, eletrodeposição ou preparação superficial.
- Rastreabilidade do material e do componente, local de ensaio, direção das propriedades, amostragem e relação entre a amostra e a peça entregue.
- Regras para reparo, retrabalho, aquecimento localizado, renovação de revestimento e controle de alterações.
4. Especifique interfaces e critérios de aceitação
- Desenho controlado, revisão, datums, dimensões críticas, ajustes, faces de contato e montagem, acabamento superficial, planicidade, alinhamento, furos, conexões e canais de refrigeração.
- Composição química, condutividade, dureza, propriedades mecânicas, revestimento, relatório dimensional, END, ensaio de pressão ou estanqueidade e evidência funcional exigidos.
- Método, local, temperatura e etapa de ensaio, amostragem, critérios de aceitação, ponto de acompanhamento e formato do relatório.
Um certificado de material ou uma leitura de condutividade não comprova, por si só, a capacidade total de condução de corrente da junção, elevação de temperatura, resistência de contato, desempenho da refrigeração, vida em desgaste, qualidade da instalação ou conformidade do sistema.