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Editorial
12/09/2019

Fabricación de sensores

Las técnicas de microsoldaduras mejoran la fabricación de sensores 

Independientemente de que se trate de una fabricación de sensores para su uso en dispositivos fabricados a mano de gran valor y volumen bajo de producción o de artículos de producción masiva con una gran sensibilidad ante los costes, los fabricantes están experimentando una mayor presión para que ofrezcan una calidad superior a la del pasado. Para muchos, aprovecharse de las técnicas modernas de microsoldadura puede ofrecer la calidad de ensamblado y la robustez que desean los fabricantes. 

Métodos y técnicas de diseño para microsoldaduras 

Soldadura por resistencia 
La soldadura por resistencia lleva años utilizándose para realizar juntas y consolidar alambres trenzados flexibles en un bloque sólido. Las demandas de calidad más recientes y el deseo de una mayor productividad suponen que los fabricantes deben prestar una mayor atención a la medición de proceso cuando utilizan este método. Esto conlleva la sustitución del cabezal de soldadura tradicional y la tecnología de descarga del condensador y la intensificación de su trabajo a la hora de procesar los conocimientos y la documentación.

Microsoldadura por arco 
La microsoldadura por arco generalmente se utiliza en el ensamblado de sensores en el que se unen dos componentes. Entre sus aplicaciones más frecuentes se incluye la terminación de los alambres finos en las patillas de los componentes, por ejemplo en los sensores inductivos o el montaje de patillas de paquetes de semiconductores sobre marcos de conexión. Este proceso suele ser muy rápido y las altas temperaturas están localizadas en la unión. 

Soldadura por arco de percusión controlada 
Con este método, se establece un arco controlado entre el extremo de la patilla y el extremo del alambre para crear una zona de calor localizada. En el mismo instante, se unen las dos partes fundiendo y consolidando los extremos de las dos partes como una junta de tope ciego. Esto resulta particularmente útil al unir alambres trenzados axialmente sobre dispositivos con patillas de sensor, lo que produce unas juntas con una integridad extremadamente alta con una preparación previa mínima o inexistente del alambre. 

Consideraciones para los equipos de fabricación de sensores 

En la mayoría de los casos, una junta de una soldadura única proporciona una junta con una integridad eléctrica alta. Es de vital importancia establecer cuidadosamente el calor de la soldadura en cuestión de ajustes y resolución de repetibilidad necesarios para los equipos de ensamblado implicados, así como la definición física, determinada por el cabezal de soldadura y la configuración del electrodo. Cuando más delicado sea el trabajo, más estricto debe ser el control del proceso a fin de garantizar la consistencia en la transferencia de energía a la unión, garantizar la calidad y asegurar los rendimientos de la producción. Esto es especialmente cierto para los sensores utilizados en los productos médicos o aeroespaciales que generalmente deben cumplir unos estándares de verificación más exigentes de soldadura. 

Consideraciones especiales para los sensores de alambres finos: el control del proceso es crucial

Normalmente, los cables y patillas de tamaño inferior a 1 milímetro (mm) se sueldan por resistencia soldados a niveles por debajo de 1000 A de CC. Para lograr una soldadura consistente y fiable, necesitamos el mejor nivel de control posible sumado al mejor método de verificación de cada proceso de soldadura. 

Al realizar microsoldaduras por debajo de los 1000 A CC, la mejor opción de equipo suele ser una fuente de alimentación lineal de CC de soldadura por resistencia, que proporciona una corriente continua pura, generalmente desde escasos amperios hasta 1000 A, preferiblemente en incrementos controlados de 1 amperio. Para la fabricación de volumen, le recomendamos que consulte las clasificaciones de los ciclos de alto rendimiento que pueden satisfacer las demandas de velocidad. Opte por unas unidades controladas de bucle totalmente cerrado que se encargan de medir y almacenar las señales eléctricas descontroladas que se generan durante el proceso de soldadura. 

La presión del cabezal de soldadura y el rendimiento dinámico son claves para una soldadura de componentes delicados. Muy a menudo, los procesos de soldadura comienzan a desviarse de la norma y empiezan a fallar como resultado del deterioro de los cabezales de soldadura. La limitación de los márgenes del proceso puede detectar problemas potenciales con un grado mucho más preciso que las verificaciones de límites básicos, lo que la convierte en una funcionalidad esencial para los fabricantes de sensores competitivos. El análisis de los márgenes del proceso permite a los operadores documentar íntegramente el proceso y tomar nota de las presiones correctas para poder volver fácilmente a un proceso de trabajo. Los fabricantes pueden utilizar la característica de análisis de márgenes de Amada Miyachi Europe para determinar la presión adecuada del cabezal de soldadura para una aplicación.

Control estadístico del proceso para mejorar la calidad y el rendimiento

El Control estadístico del proceso (SPC, por su sigla en inglés) y el análisis de los datos de soldadura son unas funciones muy útiles para la ingeniería de producción, especialmente en las líneas de fabricación masiva conectadas en red. La mayoría de las fuentes de alimentación buenas para soldadura proporcionan un método de comunicación de datos. En el pasado, la recopilación de datos y el proceso de análisis eran extremamente laboriosos, pero hoy en día la mayoría de los fabricantes de calidad proporcionan sus propios paquetes de análisis de software SPC. 

La funcionalidad integrada de SPC para las soldaduras es una excelente herramienta para que los ingenieros de producción y soldadura de procesos puedan registrar fácilmente y analizar su información acerca de las celdas de soldadura. A través de SPC, los operadores cualificados pueden supervisar su propio trabajo y determinar cuándo es necesario tomar una acción correctiva para anticiparse a un problema grave de rendimiento o producción de calidad. 

En algunas ocasiones, y sin advertencia, se cambian deliberadamente los electrodos o los materiales de los productos. Con un proceso de soldadura estrechamente relacionado con una supervisión SPC local en tiempo real, los operadores pueden detectar, evaluar y compensar con mayor facilidad los efectos de tales cambios. Los ingenieros de procesos pueden evaluar más fácilmente los pros y los contras de cualquier cambio producido en la línea de producción. 

Con los datos a mano, y la capacidad de analizarlos, los operadores de maquinaria cualificados pueden tomar decisiones que en otros casos estarían reservadas para ingenieros más cualificados y caros.


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