Xác định hệ thống tiếp điểm trước khi chọn hợp kim
Việc lựa chọn vật liệu tiếp điểm điện phải cân bằng khả năng truyền dòng, điện trở tiếp xúc, phát nhiệt và tản nhiệt, lực tiếp xúc, đỡ cơ khí, mài mòn, chuyển động, oxy hóa hoặc nhiễm bẩn, liên kết, tình trạng bề mặt, hóa mềm và khả năng bảo trì.
Trước hết phải xác định đúng chi tiết: guốc tiếp xúc SAF, vòng ép SAF, kẹp hoặc giá đỡ điện cực EAF, tấm tiếp xúc máy hàn, vòng tiếp xúc CuCrZr, mối nối thanh cái cứng, cáp điện làm mát bằng nước, đầu cực hoặc tiếp điểm khác được xác định theo bản vẽ. Các chi tiết đồng có hình dạng tương tự có thể dẫn dòng theo cách khác nhau, vì vậy không thể áp dụng một quy tắc chọn vật liệu tự động duy nhất.
1. Dữ liệu đầu vào về điện và nhiệt
- Loại và cường độ dòng điện, tần số khi liên quan, chu kỳ tải, trạng thái quá độ hoặc sự cố, đường dẫn dòng song song, cơ sở mật độ dòng và nhiệt độ cho phép.
- Hình học bề mặt tiếp xúc, diện tích tiếp xúc thực và danh nghĩa, lực kẹp, phân bố áp suất, vật liệu đối tiếp, chuẩn bị mối nối, chi tiết siết, chuyển động và bảo trì.
- Phương pháp làm mát, môi chất, lưu lượng, áp suất, nhiệt độ, đầu nối, giám sát, cáu bẩn và giới hạn tản nhiệt.
- Oxy hóa bề mặt, vảy oxit, bụi, nhiễm bẩn công nghệ, hồ quang, mài mòn vi động, trượt, lắp ráp lặp lại và mức mài mòn dự kiến.
Chỉ riêng độ dẫn điện khối không quyết định nhiệt độ mối nối. Điện trở tiếp xúc, lực ép, tình trạng bề mặt, hình học, chất lượng kết nối, làm mát, lắp đặt và vận hành cũng có ảnh hưởng.
2. So sánh các phương án vật liệu
Đồng nguyên chất thương mại có thể đáp ứng độ dẫn điện cao khi các yêu cầu đã phê duyệt về cơ tính, nhiệt, liên kết, mài mòn và hóa mềm phù hợp với mác và trạng thái vật liệu được chọn.
Đồng không oxy (OFC) có thể được xem xét khi cần kiểm soát hàm lượng oxy, độ dẫn điện, khả năng liên kết, môi trường chân không hoặc tính tương thích quy trình. Vật liệu này không mặc nhiên có độ bền hoặc khả năng chống mài mòn cao hơn.
CuCrZr có thể được xem xét khi phải cân bằng độ dẫn điện với độ bền, độ cứng, độ ổn định kích thước, khả năng chống mài mòn hoặc chống hóa mềm cao hơn. Tính chất phụ thuộc vào mác, dạng sản phẩm, trạng thái vật liệu và chế độ nhiệt luyện.
Các hợp kim đồng khác có thể phù hợp khi lực tiếp xúc, mài mòn, ăn mòn, khả năng tạo hình, tính đàn hồi, liên kết hoặc nhiệt độ là yếu tố chi phối. Không được áp dụng trực tiếp hướng dẫn hợp kim cho dải đầu nối vào tiếp điểm lò dạng khối nếu chưa có đánh giá kỹ thuật riêng cho chi tiết.
Hướng dẫn của Hiệp hội Phát triển Đồng (Copper Development Association) nêu rằng nhiệt độ và nguyên tố hợp kim ảnh hưởng đến độ dẫn điện, đồng thời độ dẫn điện phải được cân bằng với độ bền, khả năng chống ăn mòn và khả năng tạo hình. Vì vậy không thể lựa chọn chỉ dựa trên %IACS.
3. Xác định dạng sản phẩm và quy trình chế tạo
- Tấm, thanh, vật rèn, vật đúc, vòng, khối, ống, dải hoặc dạng sản phẩm khác.
- Trạng thái cuối cùng và các công đoạn rèn, cán, ép đùn, đúc, nhiệt luyện, gia công, hàn, hàn vảy, lắp ráp, phủ, mạ hoặc chuẩn bị bề mặt.
- Khả năng truy xuất vật liệu và chi tiết, vị trí thử, phương tính, lấy mẫu và mối liên hệ giữa mẫu thử với chi tiết giao hàng.
- Quy tắc sửa chữa, làm lại, gia nhiệt cục bộ, phục hồi lớp mạ và kiểm soát thay đổi.
4. Quy định điểm lắp ghép và yêu cầu nghiệm thu
- Bản vẽ được kiểm soát, phiên bản sửa đổi, chuẩn, kích thước quan trọng, lắp ghép, bề mặt tiếp xúc và lắp đặt, độ nhám, độ phẳng, căn chỉnh, lỗ, đầu nối và đường làm mát.
- Thành phần hóa học, độ dẫn điện, độ cứng, cơ tính, lớp phủ hoặc lớp mạ, báo cáo kích thước, kiểm tra không phá hủy (NDT), thử áp suất hoặc rò rỉ và bằng chứng chức năng theo yêu cầu.
- Phương pháp, vị trí, nhiệt độ và công đoạn thử, lấy mẫu, yêu cầu nghiệm thu, điểm chứng kiến (W) và định dạng báo cáo.
Chứng chỉ vật liệu hoặc một kết quả đo độ dẫn điện không tự nó chứng minh đầy đủ khả năng tải dòng của mối nối, độ tăng nhiệt, điện trở tiếp xúc, hiệu quả làm mát, tuổi thọ mài mòn, chất lượng lắp đặt hoặc sự phù hợp của hệ thống.