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Editoriale
12/09/2019

Produzione di sensori

Le tecniche di saldatura micro migliorano la produzione dei sensori 

Che si producano sensori per dispositivi fatti a mano di elevato valore e in piccoli volumi o per articoli prodotti industrialmente che devono avere costi accessibili, i produttori subiscono sempre più pressioni per fornire prodotti di più alta qualità rispetto al passato. Per molti, l’utilizzo delle tecniche della moderna saldatura micro può offrire la robustezza e la qualità di assemblaggio che i produttori desiderano. 

Metodi di saldatura micro e tecniche di progettazione 

Saldatura micro a resistenza 
La saldatura micro a resistenza viene utilizzata da anni per creare giunzioni e consolidare cavi a trefoli flessibili in un blocco solido. Più recenti esigenze di qualità e il desiderio di maggiore resa obbligano i produttori a fare più attenzione alla misurazione del processo quando utilizzano questo metodo. Questo significa sostituire la tradizionale tecnologia di saldatura a condensatore e testa saldante e salire di livello quando si tratta di documentazione e conoscenza del processo.

Saldatura a micro arco
La saldatura a micro arco viene in genere utilizzata nell’assemblaggio dei sensori quando due componenti sono fissati tra loro. Le applicazioni comuni comprendono il collegamento dei sottili fili ai pin del componente, ad esempio sensori induttivi o il montaggio dei pin dei semiconduttori nei quadri conduttori. Il processo è in genere molto rapido e le alte temperature sono localizzate sulla giunzione. 

Saldatura ad arco percussivo controllato
Con questo metodo, un arco controllato viene spinto tra le estremità del pin e del filo per creare una zona di riscaldamento focalizzata. Nello stesso momento, le due parti vengono avvicinate, fondendo e consolidando le due estremità come una giunzione di testa. Il metodo risulta particolarmente utile per unire cavi in trefoli assialmente su dispositivi di pin del sensore, producendo giunzioni di integrità estremamente elevata con poca o nessuna preparazione preventiva del filo. 

Considerazioni sull’apparecchiatura di produzione del sensore 

Nella maggior parte dei casi, una singola giunzione saldata costituisce un giunto ad alta integrità elettrica. È fondamentale definire con attenzione il calore della saldatura in termini di risoluzione di ripetibilità e regolazione richieste dall’apparecchiatura di assemblaggio coinvolta, oltre alla definizione fisica, determinata dalla testa saldante e dalla configurazione dell’elettrodo. Più fine è il lavoro, più serrato deve essere il controllo del processo per garantire coerenza nel trasferimento di energia nella giunzione, garantire la qualità, e assicurare le rese di produzione. Ciò risulta particolarmente vero per i sensori utilizzati nei prodotti medicali o aerospaziali, che in genere devono soddisfare standard di verifica della saldatura più elevati. 

Considerazioni speciali per sensori a cavi sottili: il controllo del processo è fondamentale

In genere, pin e fili piccoli inferiori a 1 millimetro (mm) sono saldati a resistenza a livelli inferiori a 1000 A CC. Per ottenere un’affidabile saldatura coerente, serve il miglior livello possibile di controllo insieme al miglior metodo possibile di verifica di ciascun processo di saldatura. 

Con la saldatura micro sotto i 1000 A CC, la scelta dell’apparecchiatura migliore è in genere un alimentatore per saldatura a resistenza lineare CC, che fornisce una corrente CC pura, solitamente da pochi Ampère a 1000 A, preferibilmente con incrementi da 1 A. Per alti volumi di produzione, cercare valori nominali di ciclo intenso che possano sopportare le esigenze di velocità. Scegliere unità completamente controllate a loop chiuso, che misurano e memorizzano i segnali elettrici non controllati che si verificano durante il processo di saldatura. 

Le prestazioni dinamiche e di pressione della testa saldante sono fondamentali per la saldatura dei componenti sottili. Piuttosto sovente, i processi di saldatura iniziano a deviare dalla norma e cominciano a dare risultati insoddisfacenti a seguito dell’usura delle teste saldanti. Limitando la finestra di processo si possono rilevare potenziali problemi a un livello molto più preciso dei controlli di limite di base, quindi tale funzionalità risulta essenziale per i produttori di sensori competitivi. L’analisi della finestra di processo consente agli operatori di documentare pienamente il processo e annotare le pressioni corrette in modo da poter tornare facilmente a un processo di lavorazione. I produttori possono utilizzare la funzionalità di analisi della finestra di Amada Miyachi Europe per determinare la pressione appropriata della testa di saldatura per un’applicazione.

Controllo processo statistico per resa e qualità migliorate

Analisi e SPC (controllo processo statistico) dei dati della saldatura sono un’utile caratteristica della tecnica di produzione, soprattutto nelle linee di produzione di massa in rete. I migliori alimentatori per saldatura forniscono un metodo di comunicazione dei dati. In passato, il processo di analisi/raccolta dei dati era estremamente noioso, ma oggi i migliori produttori forniscono i propri pacchetti di analisi software SPC proprietari. 

La funzionalità SPC di saldatura integrata è un utile strumento per tecnici del processo di saldatura e produzione per registrare e analizzare con facilità le informazioni della cella di saldatura. Con SPC, gli operatori esperti possono monitorare il proprio lavoro e determinare quando occorre un’azione correttiva, molto prima che si verifichino gravi problemi di produzione di qualità o resa. 

A volte, e senza preavviso, i materiali di elettrodo o prodotto vengono cambiati involontariamente o deliberatamente. Con un processo di saldatura legato strettamente al monitoraggio SPC locale in tempo reale, gli operatori possono rilevare, valutare e compensare più prontamente l’effetto di tali modifiche. I tecnici di processo possono inoltre più facilmente valutare i pro e i contro di eventuali cambiamenti della linea di produzione. 

Con i dati disponibili e la capacità di analizzarli, gli esperti operatori delle macchine possono fare valutazioni che altrimenti sarebbero riservati a tecnici molto più cari.


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