อะไรทำให้จุดต่อบัสบาร์แบบขันสลักเกลียวเชื่อถือได้

แนวเดินบัสบาร์เป็นปัญหาที่แก้ไปแล้วเป็นส่วนใหญ่ บาร์ถูกเลือกขนาดจากกระแส อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นถูกทวนสอบ และโลหะก็ทำสิ่งที่โลหะทำ งานวิศวกรรมจริง ๆ อยู่ที่จุดต่อ และจุดต่อคือที่ที่ตู้สวิตช์บอร์ดไหม้ สิ่งที่กำหนดอายุใช้งานของจุดต่อส่วนใหญ่ถูกตัดสินไปแล้วในโรงงานแปรรูป ก่อนที่บาร์จะไปถึงหน้างาน ได้แก่ หน้าประกบราบแค่ไหน ครีบถูกเอาออกหรือไม่ รูถูกทำขึ้นมาอย่างไร และผิวตรงที่บาร์สองชิ้นจะสัมผัสกันมีสภาพอย่างไร

พื้นที่สัมผัสที่มองเห็นเป็นเรื่องสมมติ

บาร์กว้าง 50 mm สองชิ้นซ้อนทับกัน 70 mm ให้พื้นที่สัมผัสในนาม 3500 mm² แทบไม่มีส่วนไหนของมันเลยที่นำกระแส

ผิวจริงไม่ราบ เมื่อกดประกบกัน บาร์สองชิ้นสัมผัสกันเฉพาะที่ยอดความขรุขระ และกระแสข้ามได้เฉพาะตรงที่ยอดเหล่านั้นเจาะทะลุฟิล์มที่ผิวจนเกิดการสัมผัสโลหะต่อโลหะ จุดเหล่านี้คือจุดนำกระแส ซึ่งเรียกกันทั่วไปว่า a-spot ตามงานวิเคราะห์ของ Holm แนวทางเรื่องบัสบาร์ของ Copper Development Association ระบุว่าจุดเหล่านี้อยู่ในระดับราว 1% ของพื้นที่ซ้อนทับ

ผลการวัดจริงให้ภาพที่แย่กว่านั้น งานของ Braunovic เรื่องจุดต่อแบบขันสลักเกลียวชนิดซ้อนทับสำหรับกำลังสูง ตีพิมพ์ใน IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies เมื่อปี 2002 คำนวณอัตราส่วนของพื้นที่นำกระแสจริงต่อพื้นที่สัมผัสที่คาดไว้ สำหรับจุดต่อระหว่างตัวต่อกับบัสบาร์แบบสี่สลักเกลียวและหกสลักเกลียว เมื่อไม่มีการเตรียมผิวเลย อัตราส่วนออกมาที่ 0.0003% ถึง 0.0023% เมื่อกลึงผิวและหล่อลื่น กรณีดีที่สุดขึ้นไปถึงราว 4% แม้ในจุดต่อที่เตรียมผิวดีที่สุดในการทดสอบ 96% ของพื้นที่สัมผัสก็ยังไม่ได้ทำอะไรเลย

ความสัมพันธ์ของการรับแรงที่อยู่เบื้องหลังเรื่องนี้ตรงไปตรงมา แรงสัมผัส F สัมพันธ์กับพื้นที่ที่มองเห็น A และความแข็ง H ตาม F = ξHA และ Holm แสดงให้เห็นว่าความแข็งสัมพันธ์กับความเค้นครากตาม H ≈ 3σy วัสดุที่นิ่มกว่าจะครากที่แรงกดต่ำกว่า และให้พื้นที่สัมผัสจริงมากกว่าที่ภาระสลักเกลียวเท่ากัน ซึ่งเป็นเหตุผลที่อะลูมิเนียมสัมผัสแนบชิดได้ง่าย และเป็นเหตุผลที่อะลูมิเนียมมีปัญหาการคืบตามมา

ความต้านทานจากการบีบทางเดินกระแส

เนื่องจากกระแสข้ามได้เฉพาะที่ a-spot เส้นกระแสในเนื้อโลหะจึงลู่เข้าหาแต่ละจุดแล้วบานออกจากจุดนั้น การลู่เข้านี้เป็นความต้านทานในตัวมันเอง ไม่ขึ้นกับฟิล์มที่ผิวใด ๆ และเรียกว่าความต้านทานจากการบีบทางเดินกระแส สำหรับจุดกลมจุดเดียวรัศมี a ระหว่างโลหะสองชิ้นที่เหมือนกันซึ่งมีสภาพต้านทาน ρ

Rc = ρ / 2a

ระหว่างโลหะต่างชนิดกัน ค่านี้กลายเป็น (ρ₁ + ρ₂) / 4a ส่วนความต้านทานสัมผัสรวมยังต้องบวกความต้านทานของฟิล์ม Rf = σ/πa² โดย σ คือความต้านทานต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่ของฟิล์มออกไซด์หรือฟิล์มสิ่งปนเปื้อนใด ๆ ที่กระแสต้องทะลุผ่านด้วยกลไกอุโมงค์หรือด้วยการเบรกทะลุฟิล์ม

ตัวส่วนคือส่วนที่สำคัญ ความต้านทานจากการบีบทางเดินกระแสแปรตามรัศมีของจุด ไม่ใช่ตามพื้นที่ของจุด การเพิ่มพื้นที่ของจุดหนึ่งเป็นสองเท่าจึงลดความต้านทานจากการบีบทางเดินกระแสของจุดนั้นลงเพียงราว 1.4 เท่า ขณะที่การเพิ่มจำนวนจุดเป็นสองเท่าลดลงครึ่งหนึ่ง นี่คือเหตุผลที่การเตรียมผิวเป็นคานงัดที่ดีกว่าแรงขันสลักเกลียว แรงขันทำให้จุดที่มีอยู่แล้วโตขึ้น ส่วนการเตรียมผิวสร้างจุดใหม่ขึ้นมา

ลองใส่ตัวเลขดู ทองแดงที่ 1.724 × 10⁻⁸ Ω·m กับ a-spot เดียวรัศมี 10 µm ให้ Rc = 862 µΩ สำหรับจุดนั้นจุดเดียว ถ้ามีหนึ่งพันจุดต่อขนานกันจะได้ 0.86 µΩ จุดต่อจริงอยู่สูงกว่านั้น เพราะจุดที่อยู่ชิดกันรบกวนสนามกระแสของกันและกัน และกลุ่มจุดทำตัวบางส่วนเหมือนเป็นการบีบทางเดินกระแสก้อนใหญ่ก้อนเดียว แต่ระดับขนาดนี้อธิบายได้ว่าทำไมจุดต่อที่ดีจึงวัดได้ในระดับไมโครโอห์มหลักเดียว

เป้าหมายของแรงกดสัมผัส

ความต้านทานสัมผัสลดลงอย่างชันตามแรงกดสัมผัส แล้วก็หยุดลด แนวทางของ CDA ระบุไว้ชัด เหนือราว 30 N/mm² แทบไม่ดีขึ้นอีก ต่ำกว่า 7 N/mm² ไม่แนะนำในกรณีส่วนใหญ่ และแรงกดเหนือ 10 N/mm² เป็นค่าที่พึงประสงค์ งานอิสระอีกชิ้นที่ทำกับจุดต่อบัสบาร์ทองแดงทดสอบที่ 6 ถึง 36 MPa และพบว่าความต้านทานสัมผัสลดจากราว 16 µΩ ที่ 6 MPa เหลือราว 11 µΩ ที่ 30 MPa โดยไม่ได้ดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเกินจากนั้น

เป้าหมายในการออกแบบจึงเป็นช่วง ไม่ใช่ค่าสูงสุด อยู่ที่ไหนสักแห่งระหว่าง 10 ถึง 30 N/mm² เมื่อเฉลี่ยทั่วพื้นที่ซ้อนทับ ที่เป็นช่วงแทนที่จะเป็นตัวเลขเดียว ก็เพราะแรงกดไม่ได้สม่ำเสมอทั่วพื้นที่ซ้อนทับเลยแม้แต่น้อย

แรงขันสลักเกลียวเป็นตัวแทนของแรงอัดตัว และเป็นตัวแทนที่ไม่ดี

แรงกดสัมผัสวัดที่หน้างานไม่ได้ ต้องอนุมานเอาจากแรงขันสลักเกลียวผ่าน

T = K F D

โดย T คือแรงขันหน่วย Nm F คือแรงในสลักเกลียวหน่วย N D คือเส้นผ่านศูนย์กลางในนามของสลักเกลียวหน่วย m และ K คือตัวประกอบนัต ซึ่งขึ้นกับความเสียดทานของเกลียว ผิวสำเร็จ ชั้นชุบ และสภาพการหล่อลื่น CDA ให้ค่าไว้ที่ 0.20 ถึง 0.22 แบบแห้ง 0.19 ถึง 0.21 เมื่อใช้สารช่วยการสัมผัส และ 0.15 ถึง 0.16 เมื่อใช้สารหล่อลื่นชั้นขอบเขตชนิดโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ ลองคิดตามการจัดวางที่ CDA ทำตารางไว้เองสำหรับบาร์กว้าง 50 mm ซ้อนทับ 70 mm พื้นที่จุดต่อ 3500 mm² สลักเกลียว M12 สองตัวที่ 45 Nm

ประแจวัดแรงขันตัวเดียวกัน ตั้งค่าเท่ากัน ช่างคนเดียวกัน แต่แรงอัดตัวกระจายกัน 47% และจุดต่อจะไปตกอยู่ในช่วงที่พึงประสงค์อย่างสบาย ๆ หรือต่ำกว่าเล็กน้อย ขึ้นกับว่ามีใครเช็ดเกลียวหรือไม่ นั่นยังไม่นับการสอบเทียบประแจหรือลำดับการขันสลักเกลียว การควบคุมด้วยแรงขันไม่ใช่ว่าไร้ประโยชน์ แต่ลำพังตัวมันเองให้จุดต่อที่คุณอ้างค่าแรงกดสัมผัสไม่ได้ ซึ่งเป็นเหตุผลส่วนใหญ่ที่ช่วงที่แนะนำกว้างขนาดนั้น

แหวนเบลล์วิลล์คุ้มค่าด้วยเหตุผลทางความร้อน

เหตุผลที่สองที่แรงอัดตัวไม่อยู่ที่เดิมตามที่ตั้งไว้ คืออุณหภูมิ

IEC 61439-1 ยอมให้บัสบาร์ทองแดงเปลือยมีอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นได้ 105 K ดังนั้นบาร์ที่อยู่ในอุณหภูมิรอบข้าง 35 °C จึงอยู่ที่ 140 °C ได้อย่างชอบธรรม สลักเกลียวที่สอดผ่านบาร์นั้นไม่ได้อยู่ที่อุณหภูมิเดียวกัน และไม่ได้มีสัมประสิทธิ์การขยายตัวเท่ากัน ทองแดงอยู่ที่ราว 16.5 × 10⁻⁶ ต่อ °C เหล็กกำลังดึงสูงที่ 11.1 × 10⁻⁶ และอะลูมิเนียมบรอนซ์ CW307G ที่ 16.2 × 10⁻⁶

เมื่อใช้สลักเกลียวเหล็กสอดผ่านจุดต่อทองแดง ทองแดงขยายตัวเร็วกว่าสลักเกลียว แรงดึงในสลักเกลียวจึงสูงขึ้นเมื่อจุดต่อร้อนขึ้น ฟังดูเหมือนเป็นผลดี แต่ไม่ใช่ CDA กำหนดให้แรงดึงสูงสุดในสลักเกลียว ณ จุดใดก็ตามในช่วงใช้งาน ต้องอยู่ต่ำกว่า 95% ของความแข็งแรงพิสูจน์ เพราะสลักเกลียวที่ถูกดึงเลยจุดครากไปแล้วจะไม่กลับมาเหมือนเดิม และเมื่อเย็นลง จุดต่อจะหลวมกว่าตอนเริ่ม ทำวนแบบนี้ทุกวันเป็นเวลาสิบปี จุดต่อก็คลายจนไม่เหลืออะไร

ทางออกมีสองทาง ใช้สลักเกลียวที่การขยายตัวเข้าคู่กับทองแดง ซึ่งเป็นเหตุผลของ CW307G ที่ 16.2 × 10⁻⁶ เทียบกับทองแดงที่ 16.5 ผลต่างเล็กพอที่แรงดึงแทบไม่ขยับ หรือคงสลักเกลียวเหล็กไว้แล้วใส่แหวนสปริงจานเข้าไปในชุดซ้อน โดยเลือกความสูงและอัตราสปริงให้การขยายตัวจากความร้อนไปกดสปริงแทนที่จะไปยืดสลักเกลียว

แหวนเบลล์วิลล์มักถูกขายในฐานะมาตรการกันการสั่นสะเทือน แต่นั่นไม่ใช่หน้าที่ของมันในที่นี้ มันเป็นชิ้นส่วนที่ยอมยืดหยุ่นได้ ซึ่งเปลี่ยนจุดต่อแบบขันสลักเกลียวที่แข็งเกร็งและมีระยะยืดน้อย ให้นิ่มลง การขยายตัวต่างกันไม่กี่ในร้อยของมิลลิเมตรจึงไม่กลายเป็นการเปลี่ยนแปลงภาระก้อนใหญ่ จุดต่อของ Braunovic ใช้แหวนแบนหนา 3 ถึง 4 mm ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.4 เท่าของแหวนสปริงจาน เพื่อกันไม่ให้ขอบสปริงกดจมลงไป

การเตรียมผิวมีค่าจริงเท่าไร

Braunovic วัดความต้านทานสัมผัสของจุดต่อบนฮาร์ดแวร์ชุดเดียวกัน โดยไม่เปลี่ยนอะไรเลยนอกจากการปรับสภาพผิว จุดต่อแบบสี่และหกสลักเกลียว ที่ 60 Nm ใช้แหวนสปริงจาน ป้อนกระแสตรง 150 A และเฉลี่ยค่าที่อ่านได้ตลอดหนึ่งชั่วโมง

ค่าเหล่านั้นเป็นแผ่นตัวต่ออะลูมิเนียมประกบกับบัสบาร์อะลูมิเนียม จึงอย่ายกค่าสัมบูรณ์ไปใช้กับจุดต่อทองแดง ประเด็นอยู่ที่อัตราส่วน ระหว่างผิวตามที่ได้รับมากับผิวที่ผ่านการกลึงและหล่อลื่นบนฮาร์ดแวร์ชุดเดียวกัน ความต้านทานสัมผัสลดลง 24 เท่าในแบบสี่สลักเกลียว และ 70 เท่าในแบบหกสลักเกลียว ไม่มีอะไรที่คุณทำได้ด้วยประแจวัดแรงขันจะเข้าใกล้ตัวเลขนั้น

ผิวที่ผ่านการกลึงยังทำได้ดีกว่าผิวที่ขัดด้วยแปรงลวด ซึ่งอธิบายว่ามาจากความสูงและระยะห่างที่สม่ำเสมอของร่องฟันจากการกลึง ทำให้ควบคุมพื้นที่รับแรงได้ดีกว่า สังเกตทิศทางของข้อสรุปนี้ ผิวที่ตั้งใจทำให้หยาบชนะผิวที่ขัดจนเรียบ เพราะยอดความขรุขระที่แหลมเจาะทะลุฟิล์มออกไซด์ได้ที่ภาระต่ำกว่ายอดที่ทู่มาก การขัดหน้าจุดต่อจนเงาเหมือนกระจกจึงให้ผลตรงกันข้ามกับที่ต้องการ

คุณจะเห็นตัวเลขชุด "ทองแดงผิวสว่าง 3 ถึง 5 µΩ หมองเล็กน้อย 15 ถึง 25 µΩ ออกไซด์หนา 50 ถึง 200 µΩ" ถูกอ้างอยู่ในหลายที่ด้วย เราตามกลับไปหาการวัดต้นทางไม่พบ และค่าความต้านทานสัมผัสไม่มีความหมายเลยถ้าไม่มีรูปทรงจุดต่อ จำนวนสลักเกลียว และกระแสที่ใช้ทดสอบกำกับมาด้วย ให้ถือว่าเป็นภาพประกอบของลำดับความมากน้อย ไม่ใช่ข้อมูลสำหรับออกแบบ

ชั้นชุบผิว สี่ทางเลือกที่มีความเสียหายสี่รูปแบบต่างกัน

ทองแดงเปลือยคือค่าตั้งต้น และเป็นค่าตั้งต้นที่ดีกว่าที่คนส่วนใหญ่คิด ทองแดงเกิดออกไซด์ช้า และฟิล์มที่เกิดขึ้นเป็นสารกึ่งตัวนำมากกว่าจะเป็นฉนวน เพราะไอออนทองแดงแพร่เข้าไปในฟิล์มและการนำไฟฟ้าเกิดขึ้นได้ทั้งสองทิศทาง CDA ไม่แนะนำให้ชุบผิวจุดต่อทองแดงต่อทองแดง เว้นแต่สภาพแวดล้อมจะบังคับ ด้วยเหตุผลที่ทำให้คนแปลกใจ วัสดุที่ใช้ชุบนั้นนิ่ม และชั้นที่นิ่มอาจไหลตัวเมื่อร้อนและทำให้แรงกดสัมผัสลดลง ทองแดงเปลือยจำเป็นต้องใช้สารช่วยการสัมผัสเพื่ออุดช่องว่างระหว่าง a-spot และกันออกซิเจนกับความชื้นออกไป ปิโตรเลียมเจลใช้ได้ ส่วนจาระบีสุญญากาศซิลิโคนใช้ได้ที่อุณหภูมิสูงกว่า

ดีบุกราคาถูกและออกไซด์ของมันถูกทำลายได้ง่ายภายใต้แรงกด แต่มันนิ่ม จึงคืบภายใต้แรงกดที่ต่อเนื่อง และเสียหายได้ง่ายเมื่อเกิดเฟรตติง ดีบุกบริสุทธิ์งอกหนวดโลหะที่ทำให้เกิดการลัดวงจรชั่วขณะได้ CDA จึงไม่แนะนำให้ใช้ ส่วนอัลลอยดีบุกตะกั่วที่เคยแก้ปัญหานั้นได้ในอดีต ตอนนี้ก็ใช้ไม่ได้แล้วด้วยเหตุผลด้านสิ่งแวดล้อม สารประกอบระหว่างโลหะทองแดงดีบุกจะโตขึ้นที่รอยต่อเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น และมีความต้านทานสูงกว่าโลหะต้นทางทั้งสองตัว ดีบุกจึงมีเพดานอุณหภูมิใช้งานต่ำที่สุดในบรรดาสี่ตัวเลือกนี้

เงินให้สมรรถนะทางไฟฟ้าดีที่สุด ออกไซด์ของมันนำไฟฟ้าและบางพอที่จะถูกเบียดออกได้ภายใต้แรงกดสัมผัส และมันทนได้ที่อุณหภูมิสูงที่สุด ข้อเสียคือแพง และเป็นตัวเลือกที่ผิดในบรรยากาศที่มีกำมะถัน ซึ่งซิลเวอร์ซัลไฟด์ก่อตัวได้ง่าย ได้แก่ โรงงานกระดาษ โรงบำบัดน้ำเสีย และที่ใดก็ตามที่อยู่ใกล้โรงกลั่น

นิกเกิลเป็นชั้นเคลือบอเนกประสงค์ที่ CDA เลือกใช้ เพราะถูก ทนทาน และแข็งพอที่จะรอดจากการหยิบจับตอนติดตั้ง สิ่งที่ต้องแลกคือด้านไฟฟ้า ออกไซด์ของนิกเกิลเหนียวและต้องใช้แรงกดสัมผัสสูงจึงจะทะลุผ่านได้ จุดต่อที่ชุบนิกเกิลแล้วประกอบที่ปลายล่างของช่วงแรงกดจึงจะทำงานได้ไม่ดีพอ และนิกเกิลทำงานได้ไม่ดีที่ความชื้นสูง

ชั้นเคลือบโลหะบาง โดยทั่วไปอยู่ที่ 2 ถึง 5 µm และป้องกันได้ก็ต่อเมื่อต่อเนื่องไม่ขาดตอน รูเข็มในสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนแย่กว่าการไม่ชุบเลย เพราะมันทำให้การกัดกร่อนไปกระจุกอยู่ที่จุดเดียว

การจับคู่กับอะลูมิเนียม

ทองแดงกับอะลูมิเนียมที่สัมผัสกันโดยตรงเมื่อมีอิเล็กโทรไลต์อยู่ด้วย จะกลายเป็นเซลล์กัลวานิก และอะลูมิเนียมคือฝั่งที่ถูกกัดกร่อนไป ศักย์ไฟฟ้าขั้วมาตรฐานคือ +0.34 V สำหรับทองแดง และ −1.66 V สำหรับอะลูมิเนียม เทียบกับขั้วไฟฟ้าไฮโดรเจนมาตรฐาน ในตู้ไฟฟ้าในอาคารที่แห้งและปิดสนิท คุณอาจรอดไปได้หลายปี แต่ในที่ที่ชื้นหรือใกล้ทะเลจะไม่รอด วิธีแก้เรียงตามค่าใช้จ่ายจากน้อยไปมาก ได้แก่ สารประกอบสำหรับจุดต่อที่ปิดผนึกรอยต่อไม่ให้ความชื้นเข้า การชุบดีบุกเพื่อให้ผิวประกบเป็นโลหะชนิดเดียวกัน หรือแผ่นเปลี่ยนผ่านสองโลหะที่เชื่อมด้วยความเสียดทานหรือประกบด้วยแรงระเบิด ซึ่งย้ายรอยต่อระหว่างโลหะต่างชนิดเข้าไปอยู่ในโรงงาน ความต่างในการแปรรูประหว่างโลหะทั้งสอง ไปไกลกว่าเรื่องจุดต่อ

เฟรตติงและการคลายตัว จุดต่อที่ดีเสียหายได้อย่างไร

กลไกช้า ๆ สองแบบอธิบายจุดต่อส่วนใหญ่ที่ผ่านการทดสอบเดินเครื่องไปได้ แล้วมาเสียหายในอีกหลายปีถัดมา

เฟรตติงคือความเสียหายที่ผิวจากการเคลื่อนไหวแบบสั่นกลับไปกลับมาเป็นระยะเล็กมากที่รอยต่อ และแอมพลิจูดที่ว่านั้นเล็กจนน่าตกใจ การเคลื่อนตัวต่ำกว่า 100 nm ก็เพียงพอที่จะเริ่มกระบวนการแล้ว และเนื่องจากการไถลที่ต่ำกว่าราว 125 µm กวาดเศษออกจากบริเวณสัมผัสไม่ได้ อนุภาคสึกหรอที่เกิดออกไซด์แล้วจึงค้างอยู่ที่เดิมและสะสมเป็นชั้นวัตถุที่สามซึ่งหนาและเป็นฉนวน ความต้านทานสัมผัสจึงไต่ขึ้นอย่างชันไปทางวงจรเปิด การสั่นนั้นมาจากการสั่นสะเทือน จากการขยายตัวทางความร้อนที่ต่างกัน หรือจากการที่จุดต่อร้อนขึ้นและเย็นลงตามรอบของโหลดเฉย ๆ

อีกแบบคือการคืบและการคลายความเค้น การคืบคือการเปลี่ยนขนาดภายใต้ภาระที่ต่อเนื่อง ส่วนการคลายความเค้นคือการสูญเสียแรงกดสัมผัสโดยขนาดไม่เปลี่ยน เพราะความเครียดเชิงยืดหยุ่นแปรไปเป็นความเครียดถาวร ทั้งสองอย่างขึ้นกับเวลา อุณหภูมิ และความเค้น และทั้งสองอย่างแย่กว่ามากในอะลูมิเนียม การเปรียบเทียบของ CDA ระบุความต่างไว้ชัดเจน อะลูมิเนียม 1080 แบบอบอ่อนที่ 20 °C มีอัตราการคืบต่ำสุดที่ 0.022% ต่อ 1000 ชั่วโมง ที่ความเค้น 26 N/mm² ขณะที่ทองแดงนำไฟฟ้าสูงแบบอบอ่อนจะไปถึงอัตรานั้นที่ความเค้นเท่ากันก็ต่อเมื่อถูกทำให้ร้อนถึง 150 °C

นั่นคือปัญหาการต่อจุดของอะลูมิเนียมสรุปในบรรทัดเดียว ที่อุณหภูมิห้อง อะลูมิเนียมภายใต้แรงกดสัมผัสปกติของบัสบาร์กำลังคืบอยู่แล้วที่อัตราซึ่งทองแดงจะไปไม่ถึงจนกว่าจะเกินช่วงอุณหภูมิใช้งานของมันไปไกล จุดต่ออะลูมิเนียมแบบขันสลักเกลียวจึงต้องใช้สปริงจานเป็นแนวปฏิบัติมาตรฐาน ไม่ใช่เป็นของเสริมที่จะเพิ่มก็ได้ และต้องมีตารางขันซ้ำที่จุดต่อทองแดงไม่ต้องมี

โรงงานแปรรูปเข้ามาเกี่ยวตรงไหน

ความราบมาก่อน Braunovic อธิบายสมรรถนะที่แย่ของจุดต่อที่ไม่ได้เซาะร่องว่ามาจากการเยื้องแนวระหว่างบาร์ที่แข็งเกร็ง บางบริเวณรับความเค้นสูงจนคราก บางบริเวณแทบไม่แตะกัน และพื้นที่รับแรงก็ออกมาเล็ก บาร์ที่บิดตัว 1 mm ตลอดความยาวจะไม่ราบแนบกับบาร์ที่ประกบอยู่ ไม่ว่าคุณจะขันด้วยแรงเท่าไร

ต่อมาคือครีบ ครีบที่ขอบรูซึ่งเจาะไว้คือเนื้อโลหะที่ยกตัวขึ้นเหนือหน้าประกบ มันดันให้บาร์แยกจากกันรอบ ๆ รู ซึ่งเป็นตำแหน่งที่สลักเกลียวลงแรงกดพอดี และเปลี่ยนการสัมผัสเต็มหน้าให้กลายเป็นการสัมผัสเป็นวงแหวนบนตัวครีบ เครื่องลบครีบ BND800-2 รองรับบาร์หนา 0.5 ถึง 50 mm และกว้าง 100 ถึง 800 mm ที่ 5 ถึง 30 m/min ซึ่งเร็วพอที่การลบครีบบาร์ทุกท่อนจะเป็นเรื่องของการจัดตารางงาน ไม่ใช่คอขวด

คุณภาพรูตามมาจากงานเดียวกันนั้น การเจาะ ด้วยเคลียแรนซ์ที่ถูกต้องให้ผนังรูที่สะอาดและครีบด้านออกที่เล็กและสม่ำเสมอ ส่วนเคลียแรนซ์ที่มากเกินไปให้ขอบที่ฉีกและครีบที่ใหญ่ ตำแหน่งรูก็มีผลทางไฟฟ้าเช่นกัน รูควรเรียงเป็นแนวเดียวกันไปตามจุดต่อ เพราะการวางเยื้องรบกวนการไหลของกระแสมากกว่า และพจน์ที่มีน้ำหนักที่สุดในประสิทธิภาพของจุดต่อคือหน้าตัดที่เสียไปกับรู DIN 43673-1 กำหนดตำแหน่งและขนาดรูไว้แล้ว และเป็นจุดตั้งต้นที่ดีกว่ามาตรฐานภายในของโรงงานเอง

บนหน้าประกบ สิ่งที่คุณต้องการคือความหยาบที่สม่ำเสมอและควบคุมได้ ไม่ใช่ผิวขัดเงา และต้องการขอบที่ควบคุมไว้ตรงแนวขอบเขตของพื้นที่ซ้อนทับ ซึ่งมุมคมตรงนั้นเป็นทั้งจุดรวมความเค้นในการกระจายแรงกด และเป็นจุดที่สนามไฟฟ้ากระจุกตัว ผลข้อหลังนี้เป็นหัวข้อของการลบมุมและรัศมีขอบบัสบาร์

เรื่องสุดท้ายคือรูปทรงของพื้นที่ซ้อนทับ ผลเสียจากการบิดเบือนกระแสที่จุดต่อแบบซ้อนทับ หรือ streamline effect ลดลงอย่างรวดเร็วเมื่ออัตราส่วนความยาวซ้อนทับต่อความหนาเพิ่มขึ้นถึงราว 2 แล้วจากนั้นก็แบนราบ การซ้อนทับที่ยาวมากไม่ได้ซื้ออะไรเพิ่ม คุณต้องการความยาวเพียงพอที่จะวางสลักเกลียวซึ่งเป็นตัวสร้างแรงกดสัมผัสได้เท่านั้น มีการเปลี่ยนรูปทรงสองอย่างที่ไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มในขั้นตอนการเจาะ การทำปลายบาร์ให้เอียงเป็นมุมน้อยกว่า 45° ลดความต้านทานเริ่มต้นของจุดต่อลงราว 15% และชะลอการไต่ขึ้นของความต้านทานภายใต้การวนรอบกระแสลง 1.3 ถึง 1.5 เท่า ส่วนร่องตามแนวยาวที่เซาะไว้ในบาร์ทั้งสองชิ้นลดความต้านทานสัมผัสลง 30 ถึง 40% ด้วยการทำให้แรงกดกระจายสม่ำเสมอขึ้นบนขาแต่ละข้าง ทั้งสองอย่างทำบนไลน์เจาะและตัด ถูกกว่าการมาอธิบายทีหลัง

จุดต่อที่มีประสิทธิภาพต่ำกว่า 100% จะร้อนกว่าบาร์รอบตัวมัน และในตู้ไฟฟ้าที่เต็มไปด้วยจุดต่อ ความร้อนนั้นสะสมกัน เครื่องคำนวณพิกัดกระแส ให้ค่าฐานทางความร้อนของบาร์ ซึ่งเป็นงบประมาณที่จุดต่อทั้งหมดต้องอยู่ให้ได้ภายใน