Fabrication de capteurs

Les techniques de micro-soudage améliorent la fabrication des capteurs 

Qu'il s'agisse de fabriquer des capteurs destinés à être utilisés dans des dispositifs fabriqués à la main, à petite échelle et à valeur élevée ou bien à être utilisés dans des articles fabriqués en série dont le prix est très sensible aux coûts, les fabricants font face à une pression croissante qui les pousse à offrir une meilleure qualité que dans le passé. Pour beaucoup d'entre eux, tirer profit des techniques modernes de micro-soudage leur permet d’offrir la qualité et la robustesse d'assemblage qu'ils cherchent. 

Méthodes de micro-soudage et techniques de conception 

Micro-soudage par résistance 
Le micro-soudage par résistance est utilisé depuis de nombreuses années pour fabriquer des raccords et consolider les fils torsadés flexibles en un bloc solide. Les demandes de qualité plus récentes et le désir d'obtenir un rendement plus élevé ont contraint les fabricants à accorder une plus grande attention à la mesure du procédé lorsque cette méthode est employée. Cela implique le remplacement de la technologie traditionnelle à têtes de soudage et à décharge de condensateur et redoubler la mise lorsque les connaissances et la documentation du procédé sont en jeu.

Micro-soudage à l'arc 
Le micro-soudage à l'arc est généralement utilisé pour l'assemblage de capteurs lorsque deux composants sont unis. Parmi les applications habituelles, citons la terminaison de câbles fins pour les tiges de composants, par exemple, les capteurs à induction ou le montage de tiges dans un boîtier de semi-conducteurs sur des grilles de connexion. D'ordinaire, le procédé est très rapide et les températures élevées sont localisées sur le raccord. 

Soudage à l'arc contrôlé par percussion 
Avec cette méthode, un arc contrôlé est amorcé entre le bout de la tige et le bout du fil pour créer une zone de chauffage focalisée.
Au même instant, les deux pièces sont unies, en fusionnant et consolidant les deux extrémités de la pièce sous la forme d'un assemblage bout à bout. Cette méthode s'avère particulièrement utile lorsqu'il faut assembler axialement des fils torsadés sur des dispositifs à tige de capteur car elle permet d'obtenir des raccords à forte intégrité avec une préparation préalable inexistante ou quasiment nulle du fil. 

Considérations relatives à l'équipement de fabrication de capteurs 

Dans la plupart des cas, un seul raccord soudé donne lieu à un raccord à forte intégrité électrique. Il est crucial de définir soigneusement la chaleur de soudage en termes d'ajustement et de résolution de la répétabilité requise de l'équipement d'assemblage concerné, de même que la définition physique, déterminée par la configuration de la tête de soudage et de l'électrode. Plus le travail est précis, plus le contrôle du procédé doit être rigoureux pour assurer la constance du transfert d'énergie dans le raccord, garantir la qualité et assurer les rendements de production. Cela est particulièrement le cas pour les capteurs utilisés dans des produits médicaux ou aérospatiaux qui doivent répondre, en règle générale à des normes plus strictes en matière de vérification de soudures. 

Considérations spéciales pour les capteurs à fils fins : le contrôle du procédé est fondamental

Typiquement, les petits fils et les petites tiges de moins de 1 millimètre (mm) sont soudés par résistance à des niveaux inférieurs à 1000 A C.C. Pour assurer un soudage fiable et constant, il est impératif de compter sur le meilleur niveau possible de contrôle, combiné à la meilleure méthode possible pour vérifier chaque procédé de soudage. 

Pour le micro-soudage à moins de 1000 A C.C., le meilleur équipement disponible est généralement une alimentation électrique de soudage par résistance linéaire C.C. qui fournit un courant C.C. pur, allant généralement de quelques ampères à 1000 A, de préférence par petits incréments de 1 ampère. Pour la fabrication en volumes, préférez des indices de facteur d'utilisation élevés qui peuvent tenir le rythme des demandes de vitesse. Préférez des unités contrôlées en boucle intégralement fermée qui mesurent et stockent les signaux électriques non contrôlés qui se produisent pendant le processus de soudage. 

La pression de la tête de soudage et la performance dynamique sont des critères clés pour le soudage de composants fins. Il arrive assez souvent que les procédés de soudage s'écartent de la norme et commencent à fonctionner mal à cause de l'usure des têtes de soudage. La limitation de la fenêtre du procédé peut détecter les problèmes potentiels avec un degré de précision beaucoup plus élevé que les contrôles de la limite de base, une fonctionnalité essentielle pour les fabricants compétitifs de capteurs. L'analyse de la fenêtre du procédé permet aux opérateurs de documenter entièrement le procédé et de noter les pressions correctes pour qu'ils puissent revenir facilement à un procédé qui fonctionne bien. Les fabricants peuvent utiliser la fonctionnalité d'analyse de la fenêtre d'AMADA WELD TECH pour déterminer la pression appropriée de la tête de soudage pour une application.

Contrôle statistique du procédé pour une qualité et un rendement accrus

Le contrôle statistique du procédé (SPC) et l'analyse des données de soudage est une fonctionnalité très utile pour l'ingénierie de production, en particulier dans les chaînes de fabrication en série mises en réseau. La plupart des bonnes alimentations électriques de soudage disposent d'un moyen pour communiquer les données. Dans le passé, le procédé de collecte/d'analyse de données était extrêmement fastidieux, mais de nos jours, la plupart des bons fabricants offrent leurs propres progiciels propriétaires d'analyse SPC. 

La fonctionnalité SPC de soudage intégrée est un excellent outil pour les ingénieurs en soudage dans le cadre de la production et des procédés car il leur permet d'enregistrer et d'analyser facilement les informations de la cellule de soudage. Avec SPC, les opérateurs qualifiés peuvent superviser leur travail et déterminer quand une action corrective est nécessaire, bien avant que des problèmes de production liés au rendement ou à la qualité ne surviennent. 

Parfois, et sans préavis, les matériaux de l'électrode ou du produit changent accidentellement ou délibérément. Avec un procédé de soudage étroitement lié à une fonction de surveillance SPC locale en temps réel, les opérateurs peuvent détecter, évaluer et compenser plus facilement les effets de telles modifications. Les ingénieurs des procédés de fabrication peuvent évaluer plus facilement les avantages et les désavantages de toute modification apportée à la chaîne de production. 

Avec les données à portée de main, et la possibilité de les analyser, les opérateurs de machine qualifiés peuvent faire des jugements qui seraient autrement réservés à des ingénieurs plus coûteux.