Das Einpressen von Drahtabschnitten lässt sich besonders gut in ein Stanz-
Biege-Werkzeug integrieren (<xr id="fig:Direct_press_insertion_of_wire_segments"/><!--(Fig. 3.7)-->). Dem im Vergleich zu plattierten Kontaktnieten
höheren Edelmetallverbrauch steht dabei eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit
gegenüber, die dieses Verfahren bei silberhaltigen Kontakten
<figure id="fig:Direct_press_insertion_of_wire_segments">
[[File:Direct press-insertion of wire segments.jpg|right|thumb|Figure 1: Direktes Einpressen von Drahtabschnitten]]
</figure>
Vakuumlöten verstanden. Beide Verfahren arbeiten flussmittelfrei.
The protective atmosphere brazing is conducted Das Schutzgaslöten erfolgt entweder als diskontinuierliche Lötung in batch operation Muffel-,Topf- oder Haubenöfen oder als kontinuierliche Lötung in either muffle or pot furnaces or as a continuous process Förderbanddurchlauföfenin belt furnaces using a reducing atmosphere of pure hydrogen reduzierender Atmosphäre in reinem Wasserstoff (H<sub>2</sub>) or dissociated ammonia oderAmmoniakspaltgas (H<sub>2</sub>,N<sub>2</sub>).
A vacuum is a very efficient protective environment for brazing but using vacuum furnaces is more complicated and rather inefficientDas Vakuum ist ein sehr wirkungsvolles „Schutzgas“. Therefore this process is only used for materials and assemblies that are sensitive to oxygenDa das Vakuumlötenverhältnismäßig aufwändig ist, nitrogenwerden meist nur solche Werkstoffe gelötet, or hydrogen impuritiesdie während des Lötprozesses sehr empfindlich sind gegenüber Sauerstoff-,Stickstoff- oder Wasserstoffverunreinigungen. Not suitable for vacuum brazing are materials which contain components with a high vapor pressureFür eine Vakuumlötung ungeeignetsind Werkstoffe, die Bestandteile mit hohem Dampfdruck enthalten.
Parts with oxygen containing copper supports should not be brazed Teile aus sauerstoffhaltigem Kupfer dürfen nicht in reducing atmosphere because of their susceptibility to hydrogen embrittlementreduzierender Atmosphäregelötet werden, da sonst die sog. Similarly contact tips containing silver–metal oxide should not be exposed to protective atmospheres because a reduction of the metal oxide even Wasserstoffkrankheit auftritt. Ähnliches gilt fürmetalloxidhaltige Kontaktwerkstoffe, da durch Reduzierung des Metalloxids dieWerkstoffzusammensetzung und dadurch die Kontakteigenschaften in a thin contact surface layer changes the contact properties of these materialsderoberflächennahen Schicht geändert werden.
==== Resistance BrazingWiderstandslöten====Bei diesem Lötvorgang dient die Widerstandserwärmung unter Stromfluss alsEnergiequelle. In this process the resistive heating under electric currents is the source of thermal energy. For contact applications two methods are used for resistance brazing der Kontakttechnik werden für das Widerstandslöten zweiVerfahrensvarianten angewandt (<xr id="fig:Resistance brazing (schematic)"/><!--(Fig. 3.8)-->).
<figure id="fig:Resistance brazing (schematic)">
[[File:Resistance brazing (schematic).jpg|right|thumb|Resistance brazing Figure 2: Widerstandslöten (schematicschematisch)]]
</figure>
During Direct Resistance Brazing the electric current flows straight through the joint area composed of the contact tip, brazing alloy, fluxBeim direkten Widerstandslöten fließt der Strom unmittelbar durch die Lötfläche.Kontaktauflage und Trägerteil werden dabei zusammen mit Lot und Flussmittelzwischen die Elektroden einer Widerstandslötmaschine gespannt und durchdirekten Stromdurchgang so lange erwärmt, and the contact carrier. These components are secured between the electrodes of a resistance brazing machine and heated by an electrical current until the brazing alloy liquefiesbis das Lot in der Verbindungsflächezum Schmelzen kommt.
In Indirect Resistance Brazing the current flows only through one of the components to be joined (usually the non-precious contact carrier)Beim indirekten Widerstandslöten fließt der Strom nur über eines der zu verbindendenWerkstücke. ThisDiese Verfahrensvariante bietet die Möglichkeit, dieprocess allows to move the contact tip Kontaktauflage im schmelzflüssigen Lot hin-und herzubewegen ("puddeling"einschwemmen) when the brazing alloy is in its liquid stage and this way remove residue bubbles from the heated and boiling flux and increase the percentage of the bonded areaund Lunkerstellen, verursacht durch Flussmitteleinschlüsse, aus demFügebereich zu entfernen und so den Bindeanteil zu erhöhen. Two different kinds of electrodes are used for resistance brazingFür das Widerstandslöten werden zwei Arten von Elektrodenwerkstoffeneingesetzt:
*Electrodes from poorly conducting carbon containing materials Elektroden aus schlecht leitenden Kohlewerkstoffen (graphiteGrafit))<br />The heat is created Die Wärme wird in the electrodes and thermally conducted into the joint areaden Elektroden erzeugt und durch Wärmeleitung zur Verbindungsfläche transportiert.<br />
*Electrodes from higher conductive and thermally stable metallic materialsElektroden aus gut leitenden, warmfesten Metallen.<br />The heat is created by the higher resistance Die Wärme wird durch den erhöhten elektrischen Widerstand in the joint area whichder Verbindungsfläche, through selected designsdie durch geeignete Gestaltung eine ausgeprägte Stromenge darstellt, creates a constriction area for the electrical current in addition to the resistance of the components to be joinedund durch den Widerstand der Werkstücke erzeugt.<br />
Graphite electrodes are mainly used for indirect resistance brazing and for joint area Kohleelektroden kommen vor allem beim indirekten Widerstandslöten und beiVerbindungsflächen > 100 mm<sup>2</sup>zum Einsatz. For contacts tips with a bottom area Bei Kontaktauflagen < 100 mm<sup>2</sup> which are already coated with a phosphorous containing brazing alloy the heating time can be reduced to a degree that the softening of the contact carrier occurs only very closely to the joint area,die bereits mit phosphorhaltigem Silber-Hartlot beschichtet sind, kann beimdirektem Widerstandslöten die Lötzeit so kurz gehalten werden, dass dieTrägerteile nur in unmittelbarer Nähe der Fügefläche erweichen. For this "short-time brazing" specially designed metal electrodes with compositions selected for the specific assembly component pairings are usedFür dieses„Kurzzeitlöten“ werden meist warmfeste Metallelektroden verwendet, derenWerkstoffzusammensetzung und geometrische Form den jeweils zuverbindenden Teilen angepasst sind.
The bond quality for normal resistance brazing with the application of flux ranges from Der Bindeanteil der gelöteten Fläche liegt beim üblichen Widerstandslöten mitFlussmittel je nach Kontaktgröße zwischen 70 to % und 90% of contact size, for short-time welding these values can be exceeded significantlybeim Kurzzeitlötendeutlich höher.
====Induction BrazingInduktionslöten====During induction brazing the heat energy is produced by an induction coil fed by a medium or high frequency generatorBeim Induktionslöten ensteht die Wärme über einen Induktor, der von einemMittel- oder Hochfrequenzgenerator gespeist wird und ein elektromagnetischesWechselfeld zur Folge hat, das im Lotgut Wirbelströme erzeugt. This creates an electromagnetic alternating field Aufgrund desSkineffektes erfolgt der Stromfluss und dadurch auch die Erwärmung bevorzugtin the braze joint components which in turn generated eddy currents in the work pieceder Außenschicht des Werkstücks. Der Abstand des Heizinduktors zum Lötgutmuss so gewählt werden, dass auf der gesamten Lötfläche möglichstgleichzeitig die Arbeitstemperatur erreicht wird. Because of the skin–effect these currents and their resulting heat are created mainly on the surface of the assembly componentsDas Induktionslöten kann fürverschiedenste Kontaktformen durch geeignete Formgebung des Induktorsoptimiert werden. The distance of the inductor must be chosen Ein Vorteil dieses Verfahrens liegt in a way that the working temperature is generated almost simultaneously in the full joint areader kurzen Aufheizzeit, sodass nur die der Lötzone unmittelbar benachbarten Bereiche erweichen. For different contact shapes the geometry of the induction coil can be optimized to obtain short working cycles. One of the advantages of this method is the short heating time which limits the softening of the material components to be joined. Typical bond qualities of > 80% can be reached with this method also for larger contact assemblies. The widely varying working times needed for the different brazing methods are given in Die teilweise sehr unterschiedlichen Lötzeiten bei den verschiedenenLötverfahren sind aus der nachfolgenden <xr id="tab:Brazing Times for Different Brazing Methods"/><!--(Table 3.1)-->zu entnehmen.
<figtable id="tab:Brazing Times for Different Brazing Methods">
<caption>'''<!--Tab.3.1:-->Brazing Times for Different Brazing MethodsLötzeiten bei verschiedenen Lötverfahren'''</caption>
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Brazing method Lötverfahren !Brazing time Lötzeit in s (seconds)
|-
|Torch brazingFlammenlöten
|3 - 100
|-
|Direct resistance brazingdirektes Widerstandslöten
|1 - 3
|-
|Indirect resistance brazingindirektes Widerstandslöten
|1 - 5
|-
|Short time brazing (weld-brazing)Kurzzeitlöten
|0.1 - 1
|-
|Induction brazingInduktionslöten
|0.5 - 5
|-
|Furnace brazingOfenlöten
|100 - 1000
|}
*Examples of brazed contact assemblies Beispiele für gelötete Kontaktteile (<xr id="fig:Examples of brazed contact assemblies"/>)
<figure id="fig:Examples of brazed contact assemblies">
[[File:Examples of brazed contact assemblies.jpg|right|thumb|Examples of brazed contact assembliesFigure 3: Beispiele für gelötete Kontaktteile]]
</figure>
*Contact materials Kontaktwerkstoffe <br />Ag, Ag-AlloysLegierungen., Ag/Ni (SINIDUR), Ag/CdO (DODURIT CdO), Ag/SnO<sub>2</sub> (SISTADOX), Ag/ZnO (DODURIT ZnO) and und Ag/C (GRAPHOR D) with brazable backingmit lötbarer Unterseite, refractory materials on Refraktäre Werkstoffe auf W -, WC- and und Mo-basisBasis<br />
*Brazing alloys Lote <br />L-Ag 15P, L-Ag 55Sn etu.ala.<br />
*Carrier materials Trägerwerkstoffe <br />Cu, Cu-AlloysLegierungen u. et ala.<br />
*Dimensions Abmessungen <br />Brazing area Lötfläche > 10 mm²<br />
*Quality criteria Qualitätsmerkmale <br />The testing of the braze joint quality is specified in agreements between the manufacturer and the userDie Prüfung der Lötverbindung erfolgt nach Vereinbarung zwischen Hersteller und Anwender.<br />
=== Welding ProcessesSchweißverfahren===Für das Schweißen als Verbindungsverfahren sprechen sowohl technische alsauch wirtschaftliche Gesichtspunkte (<xr id="fig:Examples of Wire Welding of contact assemblies has both technological and economic importance"/>). Because of the short heating times during welding the carrier materials retain their hardness except for a very small heat affected areaAufgrund der kurzzeitigen Wärmeeinwirkungbleibt bei allen Schweißverfahren die Ausgangshärte der Trägerteile bisauf den unmittelbar thermisch beanspruchten Bereich erhalten. Of the methods described below, resistance welding is the most widely utilized processUnter dennachfolgend beschriebenen Schweißverfahren nimmt das Widerstandsschweißeneine Vorrangstellung ein.
Because of miniaturization of electromechanical components laser welding has gained some application more recentlyIm Zuge der Miniaturisierung elektromechanischer Bauelemente z. Friction welding is mainly used for bonding see B. Relais hatdas Laserschweißen eine gewisse Bedeutung erreicht. Das Reibschweißen hauptsächlich zur Herstellung von Bondverbindungen (Kap. 9 [[Applications for Bonding TechnologiesAnwendungen_in_der_Aufbau_und_Verbindungstechnik|Applications for Bonding Technologies.Anwendungen in der Aufbau und Verbindungstechnik]] Other welding methods such as ball (spheres) welding and ultrasonic welding are today used in only limited volume and therefore not covered in detail here.WeitereVerbindungsverfahren, wie das Kugel- und Ultraschallschweißen finden z.Z. nurbegrenzt Anwendung und werden daher hier nicht näher beschrieben.Spezielle Verbindungsverfahren, wie das Elektronenstrahlschweißen und dasAngießen, werden häufig eingesetzt bei Kontaktteilen für Schaltgeräte derSpecial methods such as electron beam welding and castMittel-on attachment of contact materials to carrier components are mainly used for contact assemblies for medium and high voltage switchgearund Hochspannungstechnik.
*Beispiele für geschweißte Kontaktteile (<xr id="fig:Examples of Wire Welding"/>)<figure id="fig:Examples of Wire Welding">[[File:Examples of Wire Welding.jpg|right|thumb|Figure 4: Beispiele für geschweißte Kontaktteile]]</figure> ====Resistance WeldingWiderstandsschweißen====Resistance welding is the process of electrically joining work pieces by creating the required welding energy through current flow directly through the components without additional intermediate materialsUnter Widerstandsschweißen versteht man ein elektrisches Schweißverfahren,bei dem die erforderliche Schweißwärme durch Stromfluss ohne Zusatzwerkstoffein den zu verbindenden Werkstücken selbst erzeugt wird. For contact applications the most frequently used method is that of projection weldingIn der Kontakttechnikwird meist das Prinzip des Buckelschweißens angewandt. Differently shaped weld projections are used on one of the two components to be joined (usually the contact)DieKonzentration des Schweißstromes wird dabei über unterschiedlich geformteBuckel an einem der zu verbindenden Werkstücke vorgegeben. They reduce the area Diese Schweißbuckelverringern die Berührungsfläche und erhöhen den elektrischen Widerstandin which the two touch creating a high electrical resistance and high current density which heats the constriction area to the melting point of the projectionsder Kontaktenge. Simultaneously exerted pressure from the electrodes further spreads out the liquefied metal over the weld joints areaInfolge der erhöhten Stromdichte schmelzen dieSchweißbuckel (Schweißwarzen) teilweise oder vollständig auf, wobei dieWerkstücke gleichzeitig durch Einwirkung der Elektrodenkraft zusammengepresstwerden. The welding current and electrode force are controlling parameters for the resulting weld joint quality. The electrodes themselves are carefully designed and selected for material composition to best suit the weld requirementsSchweißstrom und Elektrodenkraft werden über die Schweißelektrodenübertragen, deren Werkstoffzusammensetzung und geometrischeForm der jeweiligen Schweißaufgabe angepasst sind.
The waveform of the weld current has a significant influence on the weld qualityEinen wesentlichen Einfluss auf die Qualität der Schweißverbindung hat dieForm des Schweißstromes. Besides 50 or 60 Hz AC current with phase angle control, also DC (Neben 50Hz-Wechselstrom mit Phasenanschnittssteuerungkommen Gleichstromanlagen mit 6-phase from 3-phase rectified AC) and medium frequency (MF) weld generators are used for contact weldingphasigem Gleichstrom ausDreiphasengleichrichtung und neuerdings vor allem Mittelfrequenzschweißanlagenzum Einsatz. In the latter the regular AC supply voltage is first rectified and then supplied back through a controlled DC/AC inverter as pulsed DC fed to a weld transformerBei letzteren wird die Netzspannung zunächst gleichgerichtetund über einen geregelten Wechselrichter in Verbindung mit einemSchweißtransformator als getaktete Gleichspannung bereitgestellt. Medium frequency welding equipment usually works at frequencies between Mittelfrequenzschweißanlagen arbeiten meist mit Taktfrequenzen von 1kHz to bis10kHz. The critical parameters of currentDie für die Qualität der Schweißverbindung maßgeblichen Parameter, voltagewie Strom, and weld energy are electronically monitored and allow through closed loop controls to monitor and adjust the weld quality continuouslySpannung und Leistung werden mit Messaufnehmern erfasst und imBedarfsfall nachgeregelt. The very short welding times needed with these MF welding machines result in very limited thermal stresses on the base material and also allow the reliable joining of otherwise difficult material combinationsDie mit Mittelfrequenzschweißanlagen erreichbarensehr kurzen Schweißzeiten führen im Vergleich zu anderen Schweißanlagen zueiner deutlich geringeren thermischen Beanspruchung der Werkstücke. Auchkritische Materialkombinationen lassen sich so prozesssicher beherrschen.
===== Vertical Wire WeldingVertikal-Drahtaufschweißen=====During vertical wire welding the contact material is vertically fed Beim Vertikal-Drahtaufschweißen wird der Kontaktwerkstoff in Drahtform in wire form through a clamp which at the same time acts as one of the weld electrodes einerSpannzange, die gleichzeitig als Schweißelektrode dient, vertikal zugeführt(<xr id="fig:Vertical wire welding (schematic)"/><!--(Fig. 3.9)-->).
<figure id="fig:Vertical wire welding (schematic)">
[[File:Vertical wire welding (schematic).jpg|right|thumb|Vertical wire welding Figure 5: Vertikal-Drahtaufschweißen (schematicschematisch)]]
</figure>
With one or more weld pulses the roof shaped wire end – from the previous cut-off operation – is welded to the base material strip while exerting pressure by the clamp-electrodeDurch einen oder mehrere Stromimpulse wird der dachförmig angeschnitteneDraht unter Wirkung der Elektrodenkraft auf den Trägerwerkstoffaufgeschweißt. Under optimum weld conditions the welded area can reach up to Die verschweißte Fläche kann unter optimalen Schweißbedingungen bis 120% of the original cross-sectional area of the contact wireder ursprünglichen Drahtabschnittsfläche betragen. Nach Beendigung desSchweißvorgangs trennen keilförmige Schermesser den Draht abfalllos ab. After welding the wire is cut off by wedge shaped knives forming again a roof shaped weld projectionDieSchermesser sind so ausgebildet, dass das Drahtende wiederum eine dachförmige,schweißgerechte Stirnfläche für die nachfolgende Schweißung erhält. The welded wire segment is subsequently formed into the desired contact shape by stamping or orbital formingDer geschweißte Drahtabschnitt wird in nachfolgenden Arbeitsschritten durchPrägen oder Taumeln in die gewünschte Form gebracht. This welding process can easily be integrated into automated production linesDieses Schweißverfahrenlässt sich vorteilhaft in automatisierte Fertigungsprozesse fürKontaktteile integrieren. The contact material must however be directly weldableVoraussetzung ist allerdings, meaning that it cannot contain graphite or metal oxidesdass der verwendeteKontaktwerkstoff in Drahtform fertigbar und direkt schweißbar ist, d.h. keinemetalloxid- oder grafithaltigen Bestandteile enthält.
*Kontaktwerkstoffe <br />Ag, Ag-Leg., Au- und Pd-Leg. und Ag/Ni<br /> *Trägerwerkstoffe <br />Cu, Cu-Leg., Cu plattiertes Fe u.a.<br /> *Abmessungen (<xr id="fig:Vertical Wire Welding Dimensions"/>)<figure id="fig:Vertical Wire Welding Dimensions"> [[File:Vertical Wire Welding Dimensions.jpg|right|thumb|Figure 6: Abmessungen]]</figure>Funktionsrelevante Qualitätsmerkmale, wie verschweißter Flächenanteil oder Abscherkraft, werden üblicherweise zwischen Hersteller und Anwender vereinbart und in Liefervorschriften festgelegt. ===== Horizontal Wire or Profile Welding- Draht- und Profilabschnittschweißen=====During Beim Horizontal- Draht- und Profilabschnittschweißen wird der Kontaktwerkstoffals Draht oder Profil horizontal welding the wire or profile contact material is fed at a shallow angle to the carrier strip material dem Trägerband zugeführt (<xr id="fig:Horizontal profile cut-off welding (schematic)"/><!--(Fig. 3.10)-->).
<figure id="fig:Horizontal profile cut-off welding (schematic)">
[[File:Horizontal profile cut-off welding (schematic).jpg|right|thumb|Figure 7: Horizontal profile cut-off welding Profilabschnittschweißen (schematicschematisch)]]
</figure>
The cutDas Abschneiden des Kontaktdrahtes oder -off from the wire or profile is performed either directly by the electrode or profils erfolgt entweder direkt mitder Schweißelektrode oder in a separate cutting stationeiner separaten Schneidstation. This horizontal feeding is suitable for welding single or multiple layer weld profilesDie horizontaleZuführung ermöglicht den Einsatz von Mehrschichtprofilen. The profile construction allows to custom tailor the contact layer shape and thickness to the electrical load and required number of electrical switching operationsDieser Profilaufbaugestattet, die Schichtdicke des Kontaktwerkstoffes sowie die Kontaktformentsprechend der elektrischen Last und der vorgegebenen Schaltspielzahlfestzulegen. By choosing a twoDurch eine Zweischicht-layer contact configuration multiple switching duty ranges can be satisfiedKontaktauflage können mehrere elektrischeBelastungsbereiche beherrscht werden. The following triple-layer profile is a good example for such a development: The top Als Beispiel sei hier ein ausTrimetall bestehendes Mehrschichtprofil angeführt. Die 5.0 μm AuAg8 layer is suitable to switch dry circuit electronic signalsdicke AuAg 8-Auflage eignet sich zum Schalten trockener Stromkreise, the second or middle layer of die darunter liegende100 μm dicke Ag/Ni 90/10 is used to switch relative high electrical loads and the bottom layer consists of an easily weldable alloy such as -Zwischenschicht dient zum Schalten hoher elektrischerLasten, während die Profilunterseite aus einer dem Trägerwerkstoff angepassten, gut schweißbaren Unedelmetall-Legierung z.B. CuNi44 or oderCuNi9Sn2besteht. The configuration of the bottom weld projections, i.e. size, shape, and number of welding nibs or weld rails are critically important for the final weld qualityMaßgebend für die Qualität der Schweißverbindung sindAnzahl und Dimensionierung der Schweißwarzen bzw.-stege auf derProfilunterseite
Because of high production speeds Aufgrund der erreichbaren hohen Taktzahlen (approxbis ca. 700 welds per Schweißungenpro min.) and the possibility to closely match the amount of precious contact material to theund des der Funktion angepassten Edelmetallbedarfs ist diesesrequired need for specific switching applications, this joining process has gained great economical importanceVerbindungsverfahren besonders wirtschaftlich.
=====Tip Welding=====Contact tips or formed contact parts produced by processes as described in [[Manufacturing of Single Contact Parts#Contact Tips|Contact Tips ]] are mainly attached by tip welding to their respective contact supports*Kontaktwerkstoffe <br />Au-Leg., Pd-Leg., Ag-Leg. In this process smaller contact parts such as , Ag/Ni, Ag/CdO, Ag/C or SnO<sub>2</sub>, Ag/W tips with good weldable backings are welded directly to the carrier parts. To improve the welding process and quality the bottom side of these tips may have serrations (ZnO, und Ag/C) or shaped projections (Ag<br /W). These welding aids can also be formed on the carrier parts. Larger contact tips usually have an additional brazing alloy layer bonded to the bottom weld surface.>
Tip welding is also used for the attachment of weld buttons *Basiswerkstoffe <br />(see [[Manufacturing of Single Contact Parts#Weld Buttons|Weld Buttons]]schweißbare Unterseite bei Mehrschichtprofilen)Ni, CuNi, CuNiFe, CuNiZn, CuSn und CuNiSn u. The welding is performed mostly semi or fully automated with the buttons oriented a specific way and fed into a welding station by suitably designed feeding mechanisms.<br />
==== Percussion Welding====*Lotschicht <br />L-Ag 15P (CP 102 or BCUP-5)<br /> This process of high current arc discharge welding required the contact material and carrier to have two flat surfaces with one having a protruding nib. This nib acts as the igniter point for the high current arc *Abmessungen (<xr id="fig:Percussion welding (schematic)Horizontal Wire Welding Dimensions"/><!--(Fig. 3.11)-->. <figure id="fig:Percussion welding (schematic)Horizontal Wire Welding Dimensions">[[File:Percussion welding (schematic)Horizontal Wire Welding Dimensions.jpg|right|thumb|Percussion welding (schematic)Figure 8: Abmessungen horizontal]]
</figure>
The electric arc produces a molten layer of metallic material in the interface zone of the contact tip and carrier. Immediately afterwards the two components are pushed together with substantial impact and speed causing the liquid metal to form a strong joint across the whole interface area.
Because of the very short duration of the whole melt and bonding process the two components, contact tip and carrier, retain their mechanical hardness and strength almost completely except for the immediate thin joint area. The unavoidable weld splatter around the periphery of the joint must be mechanically removed in a secondary operation. The percussion welding process is mainly applied in the production of rod assemblies for high voltage switchgear.
====Laser Welding====*QualitätsmerkmaleThis contact attachment process is also one of the liquid phase welding methods. Solid phase lasers are predominantly used for welding and brazing.The exact guiding and focusing of the laser beam from the source to the joint location is most important to ensure the most efficient energy absorption in the joint where the light energy is converted to heat. Advantages of the method are the touch-less energy transport which avoids any possible contamination of contact surfacesFunktionsrelevante Qualitätsmerkmale, the very well defined weld effected zonewie verschweißter Flächenanteil oder Abscherkraft, the exact positioning of the weld spot and the precise control of weld energywerden üblicherweise zwischen Hersteller und Anwender vereinbart und in Liefervorschriften festgelegt.
Laser welding is mostly applied for rather small contact parts to thin carrier materials=====Plättchenschweißen=====Kontaktplättchen und -formteile, die z. To avoid any defects B. nach den in the contact portionAbschn. 3.1.2 aufgelistetenVerfahren hergestellt wurden, werden überwiegend durch Plättchenschweißenauf entsprechende Trägerteile aufgebracht. Bei diesem Verbindungsverfahrenwerden meist kleinere Teile z.B. aus Ag/C oder Ag/W mit gutschweißbarer Unterseite, the welding is usually performed through the carrier materialdirekt auf Trägerteile geschweißt. Zur besserenSchweißbarkeit weisen die Plättchen auf der Unterseite eine Riffelung (Ag/C)oder spezielle Schweißwarzen auf (Ag/W). Diese Schweißhilfen können aberauch in Form von Prägungen auf dem Trägerteil aufgebracht werden. Using a higher power laser and beam splitting allows high production speeds with weld joints created at multiple spots at the same timeGrößereKontaktplättchen sind meist auf der Unterseite lotbeschichtet.
==== Special Welding and Attachment Processes====Das Plättchenschweißen wird häufig zur Aufbringung von AufschweißkontaktenIn high voltage switchgear the contact parts are exposed to high mechanical and thermal stresses(s. This requires mechanically strong and 100% metallurgically bonded joints between the contacts and their carrier supports which cannot be achieved by the traditional attachment methodsAbschn. The two processes of electron beam welding and the cast[[Herstellung_von_Einzelkontakten#Aufschweißkontakte|Aufschweißkontakte]]) eingesetzt. Das Aufschweißen erfolgt dabei meist halb-on with copper can however used to solve this problemodervollautomatisch, wobei die Aufschweißkontakte mittels geeigneter Zuführeinrichtungenlagerichtig sortiert in entsprechend geformte Schweißelektrodentransportiert und danach mit dem Trägerteil stoffschlüssig verbunden werden.
===== Electron Beam Welding=Abbrennstumpfschweißen (Perkussionsschweißen)====The electron beam welding is a joining process which has shown its suitability for high voltage contact assembliesDas Abbrennstumpfschweißen stellt eine Art Lichtbogenpressschweißen dar. A sharply focused electron beam has sufficient energy to penetrate the mostly thicker parts and generate a locally defined molten area so that the carrier component is only softened Dabei werden Kontaktauflage und Trägerteil in a narrow zone spezielle Elektroden geklemmtund zwischen diesen über einen zentrischen Zapfen, der als Zündspitze dient,ein Hochstromlichtbogen gezündet (1 – 4 mm). This allows the attachment of Cu/W contacts to hard and thermally stable copper alloys as for example CuCrZr for spring hard contact tulips <xr id="fig:Contact tulips with CuW welded to CuCrZr carriersPercussion welding (schematic)"/><!--(Fig. 3.1211)-->).<figure id="fig:Contact tulips with CuW welded to CuCrZr carriersPercussion welding (schematic)">[[File:Contact tulips with CuW welded to CuCrZr carriersPercussion welding (schematic).jpg|right|thumb|Contact tulips with CuW welded to CuCrZr carriersFigure 9: Abbrennstumpfschweißen (schematisch)]]
</figure>
Infolge Lichtbogeneinwirkung
entsteht in der Verbindungsfläche zwischen Kontaktauflage und Trägerteil eine
Schmelzzone. Unmittelbar danach schlagen beide Teile aufeinander, wobei das
flüssige Metall auf der gesamten Verbindungsfläche eine feste Verschweißung
bewirkt. Durch den extrem kurzen Ablauf des gesamten Schmelz- und
Schweißvorganges behalten Auflage und Träger ausgenommen der Verbindungszone
ihre Ausgangshärte. Die beim Fügevorgang unvermeidbaren
Schweißspritzer müssen durch eine mechanische Nachbearbeitung beseitigt
werden.
Das Abbrennstumpfschweißen wird hauptsächlich bei der Herstellung von
Schaltstiften für Hochspannungs-Leistungsschalter eingesetzt.
===== Cast-On of Copper=====The cast-on of liquid copper to pre-fabricated *Kontaktwerkstoffe <br />W/Cu contact parts is performed in special casting molds. This results in a seamless joint between the , W/Cu and the copper carrierAg, u. The hardness of the copper is then increased by a secondary forming or deep-drawing operation.<br />
*Examples of Wire Welding (<xr id="fig:Examples of Wire Welding"/>)<figure id="fig:Examples of Wire Weldingfor percussion welded contact parts">[[File:Examples of Wire Weldingfor percussion welded contact parts.jpg|right|thumb|Examples of Wire WeldingFigure 10: Beispiele für abbrennstumpfgeschweißte Kontaktteile]]
</figure>
'''Vertical Wire Welding'''*Trägerwerkstoffe <br />Cu, Cu-Alloys, u.a.<br />
*Contact materials Abmessungen <br />Ag, Ag-Alloys, Au- and Pd-Alloys, Ag/Ni Schweißfläche (SINIDURplan)6...25 mm Durchmesser<br />rechteckig... Diagonale ... 25 mm Durchmesser<br />
*Carrier materials Qualitätsmerkmale <br />Cu, Cu-Alloys, Cu clad Steel, etPrüfung der Schweißverbindung erfolgt nach Vereinbarung zwischen Hersteller und Anwender.al.<br />
*Dimensions Beispiele für abbrennstumpfgeschweißte Kontaktteile (<xr id="fig:Vertical Wire Welding DimensionsExamples for percussion welded contact parts"/><figure id="fig:Vertical Wire Welding Dimensions"> [[File:Vertical Wire Welding Dimensions!--(Fig. 3.jpg|right|thumb|Vertical Wire Welding Dimensions]]</figure13)-->Functional quality criteria such as bonded area percentage or shear force are usually agreed upon between the supplier and user and defined in delivery specifications.)
'''Horizontal Wire Welding'''====Laserschweißen====Dieses Verbindungsverfahren ist der Gruppe der Schmelzschweißverfahrenzuzuordnen. Zum Schweißen und auch Löten werden überwiegend Festkörperlasereingesetzt. Ein wesentlicher Gesichtspunkt ist die Strahlübertragungbzw. -führung von der Strahlquelle zur Arbeitsstation, wo die absorbierteLichtenergie in Wärme umgewandelt wird. Die Vorteile dieses Verfahrens liegenin der berührungslosen Energieübertragung, wodurch eine Verschmutzung derKontaktflächen vermieden wird, der scharf begrenzten Schweißzone, dergenauen Lage des Schweißpunktes und der gut einstellbaren Schweißleistung.
*Contact materials <br />Au-AlloysDas Laserschweißen wird hauptsächlich zum Befestigen kleinerer Kontaktauflagen auf dünne Trägerteile angewandt. Um die Kontaktauflage nicht zuschädigen, Pd-Alloys, Ag-Alloys, Ag/Ni (SINIDUR), Ag/CdO (DODURIT CdO), Ag/SnO<sub>2</sub> (SISTADOX), Ag/ZnO (DODURIT ZnO), and Ag/C (GRAPHOR D)<br />wird üblicherweise von der Trägerseite ausgehend geschweißt. Miteinem leistungsstarken Laser und durch Strahlaufteilung lässt sich einautomatisierter Fertigungsablauf mit hohen Taktzahlen erreichen. Dabei könnengleichzeitig an verschiedenen Stellen Schweißungen durchgeführt werden.
*Carrier materials <br />(weldable backing of multi-layer profiles) Ni====Spezielle Verbindungsverfahren====In der Hochspannungstechnik werden die Kontaktteile im Kurzschlussfall einerextrem hohen mechanischen und thermischen Beanspruchung ausgesetzt.Dies setzt mechanisch feste und 100% stoffschlüssige Verbindungen voraus, CuNi, CuNiFe, CuNiZn, CuSn, CuNiSndie nach herkömmlichen Fügeverfahren nicht erreichbar sind. Als Lösungswegebieten sich zwei Verfahren an, and othersdas Elektronenstrahlschweißen und dasAngießen von Kupfer.<br />
*Braze alloy layer <br />L=====Elektronenstrahlschweißen=====Das Elektronenstrahlschweißen hat sich als Fügeverfahren besonders beiKontakttulpen für Hochspannungs-Ag 15P Leistungsschalter bewährt. Der scharfgebündelte Elektronenstrahl besitztausreichend Energie, um die relativdickwandigen Teile zu durchdringen.Die dabei erzeugte Schmelzzone istörtlich eng begrenzt (CP 102 or BCUP-51 bis 4 mm)<br , sodass die Trägerteile nur in einerschmalen Zone um die Schweißnahterweichen. So können W/>Cu-Kontaktauflagenauf harte Trägerteile aus warmfestenKupferlegierungen z.B. CuCrZrgeschweißt werden, wenn federnde*Dimensions Kontakttulpen benötigt werden (<xr id="fig:Horizontal Wire Welding DimensionsContact tulips with CuW welded to CuCrZr carriers"/><!--(Fig. 3.12)-->).<figure id="fig:Horizontal Wire Welding DimensionsContact tulips with CuW welded to CuCrZr carriers"> [[File:Horizontal Wire Welding DimensionsContact tulips with CuW welded to CuCrZr carriers.jpg|right|thumb|DimensionsFigure 11: Ausführungsformen von Kontakttulpen:W/Cu-Kontaktauflage auf CuCrZr-Trägerelektronenstrahlgeschweißt.]]
</figure>
*Quality criteria=====Angießen von Kupfer=====Functional quality criteria such as bonded area percentage or shear force are usually agreed upon between the supplier and user and defined Das Angießen von flüssigem Kupfer an die vorgefertigten W/Cu-Kontaktauflagenerfolgt in delivery specificationsSpezialgießformen. Auf diese Weise erhält man eine fugenloseVerbindung zwischen W/Cu und dem Cu-Träger. Durch Nachverformen z.B.Fließpressen des Cu wird eine Härtesteigerung erreicht.
'''Percussion Welding''' *Contact materials <br />W/Cu, W/Ag, others<br />Qualitätsmerkmale *Carrier materials <br />CuFunktionsrelevante Qualitätsmerkmale, Cu-Alloyswie verschweißter Flächenanteil oder Abscherkraft, others<br /> *Dimensions <br />Weld surface area (flat) 6werden üblicherweise zwischen Hersteller und Anwender vereinbart und in Liefervorschriften festgelegt.0 to 25 mm diameter <br />Rectangular areas with up to 25 mm diagonals<br /> *Quality criteria <br />Test methods for bond quality are agreed upon between supplier and user<br /> <xr id="fig:Examples for percussion welded contact parts"/><!--(Fig. 3.13)--><figure id="fig:Examples for percussion welded contact parts">[[File:Examples for percussion welded contact parts.jpg|right|thumb|Examples for percussion welded contact parts]]</figure>
==Referenzen==
