Saldabilità

Saldabilità dei rivestimenti di nichelatura chimica

La saldabilità rappresenta una proprietà funzionale rilevante per molte applicazioni elettriche ed elettroniche, in particolare quando il rivestimento superficiale deve garantire non solo protezione del materiale base, ma anche affidabilità e stabilità della giunzione nel tempo.

I rivestimenti di nichelatura chimica NIPLATE®, grazie alla loro composizione e uniformità di deposizione, risultano generalmente idonei alla saldatura e alla saldobrasatura, con alcune importanti distinzioni legate alla tipologia di rivestimento e alle condizioni di processo.

Ad eccezione del NIPLATE® 500 PTFE, che per la presenza di particelle polimeriche non è progettato per applicazioni saldabili, i rivestimenti NIPLATE® tradizionali possono essere utilizzati per:

• saldobrasatura con leghe di stagno;
• saldatura a ultrasuoni, in particolare per applicazioni elettriche e di collegamento.

Meccanismo di saldabilità e fattori critici

La saldabilità dei rivestimenti di nichel chimico è legata alla capacità della superficie di garantire una bagnabilità adeguata da parte del materiale di apporto e di mantenere tale proprietà nel tempo.

I principali fattori che influenzano la qualità della giunzione sono:

• stato chimico della superficie del rivestimento;
• presenza di ossidi superficiali di nichel, che possono formarsi nel tempo o a seguito di trattamenti termici;
• tempo di stoccaggio tra la nichelatura e l’operazione di saldatura;
• tipologia di processo di saldatura (brasatura, ultrasuoni, induzione).

Nel caso di saldobrasatura tradizionale, è generalmente consigliato l’impiego di flussanti acidi (RMA, RA), soprattutto quando la saldatura non avviene immediatamente dopo la deposizione del rivestimento. L’attivazione chimica della superficie consente di rimuovere o superare eventuali strati passivi di ossido, migliorando l’adesione della lega saldante.

Applicazioni tipiche: contatti elettrici e busbar

Un ambito applicativo di particolare rilievo per la saldabilità dei rivestimenti NIPLATE® è quello dei componenti elettrici in rame o alluminio, come contatti, morsetti e busbar, in particolare nei settori automotive ed e-mobility.

La saldatura a ultrasuoni di busbar e contatti elettrici rivestiti consente di ottenere giunzioni meccanicamente robuste e a bassa resistenza elettrica, riducendo il rischio di difetti di connessione e incrementando l’affidabilità del sistema nel tempo.

Rivestimento dedicato: Niplate Link

Per applicazioni in cui la saldabilità nel tempo, la resistenza a corrosione e la ripetibilità industriale sono requisiti critici, Micron ha sviluppato Niplate Link, un trattamento di nichelatura chimica specificamente progettato per componenti elettrici e di collegamento.

Niplate Link è una tecnologia proprietaria, oggetto di domanda di brevetto depositata, ottimizzata per:

• busbar in rame;
• contatti e connettori elettrici;
• componenti destinati a saldatura e saldobrasatura.

Il rivestimento è basato su una lega Ni–P ottimizzata per mantenere una superficie saldabile, inossidabile e stabile nel tempo, riducendo il rischio di ossidazione superficiale che potrebbe compromettere la qualità della giunzione.

Rispetto a soluzioni galvaniche tradizionali, Niplate Link offre:

• uniformità di spessore anche su geometrie complesse, senza effetto punta;
• processo industriale ripetibile, privo di metalli costosi;
• compatibilità con saldobrasatura e saldatura a ultrasuoni di leghe di stagno e alluminio;
• elevata resistenza a corrosione, con prestazioni superiori a 1000 ore in nebbia salina neutra (ISO 9227) su rame con spessore ≥ 5 µm.

Queste caratteristiche rendono Niplate Link particolarmente indicato per applicazioni in veicoli elettrici, inverter, battery pack, convertitori di potenza e sistemi di distribuzione HV, dove l’affidabilità della connessione elettrica è un requisito essenziale.

Considerazioni su trattamenti termici e stoccaggio

Un aspetto critico per la saldabilità dei rivestimenti di nichel chimico è l’effetto dei trattamenti termici post-deposizione. I trattamenti di indurimento possono generare uno strato superficiale di ossido di nichel, che riduce la bagnabilità e può ostacolare l’adesione della saldatura.

Analogamente, anche in assenza di trattamenti termici, la superficie del nichel chimico può passivarsi nel tempo a causa dell’esposizione all’ambiente.

In conclusione, la saldabilità dei rivestimenti di nichelatura chimica dipende da una combinazione di composizione del rivestimento, stato superficiale, trattamenti successivi e condizioni operative. Una corretta definizione del trattamento e del processo di saldatura è fondamentale per garantire giunzioni affidabili e durabili, soprattutto nei sistemi elettrici ad alta criticità.