灌封技術工藝是一項非常重要的制造技術,其是采用固體介質在未固化前排除空氣后填充到兩個零部件界面之間,將各個零件粘接在一起,形成一個整體結構,達到減震、加固、密封、定型以及提高抗電強度的作用。灌封工藝技術具有設備簡單、操作方便、成本低廉、適用范圍廣的優點,同時具有抗剝離強度、抗沖擊強度較低,耐熱性不夠高、耐老化性差等不足之處。
灌膠材料中如果混有大量氣泡,不僅會影響產品的外觀效果,更重要的是會影響產品的性能。對于有機硅材料來說,由于其韌性好,灌封材料中即使存在大量氣泡,主要影響電纜產品的電性能和機械性能一般不考慮,而對于環氧灌封材料來說,大量氣泡的存在,不僅影響產品電性能,更重要的是影響產品的機械性能,無論是膠體內的內應力,還是外來的應力,都會使它不能連續、均勻地傳遞應力造成應力在氣泡處的集中,容易產生裂紋或開裂,使灌封失敗。
灌膠不良的常見形式
灌膠不良,主要異常現象主要表現為:膠體存在氣氣泡(空洞)、膠面不平(膠面高、低、左右不齊)、爬膠、非灌膠區域有膠、對接端接觸件高低等,但以氣泡、膠面不平尤為突出。本文以重點解決灌膠氣泡和膠面不平為主。
灌膠氣泡、膠面不平的形成機理
1、灌封的工藝
灌封是較為常見的一-種封裝技術,主要有環氧膠灌封和硅橡膠灌封兩種,其目的是保護和隔離作用。環氧膠,利用環氧膠強度高的特點對線束進行形狀固定、保護等。硅橡膠,利用硅橡膠彈性和可拆除的特點,對線束進行固定、減振、應力消除、防水防潮等保護處理。
灌封的通用的工藝流程通常是:清洗+預烘干燥→裝模- .膠料配制→灌封→固化→清理→檢驗- +包裝。
灌封工藝必須考慮灌封對象,灌封工藝可分為模具成型和無模具成型。模具成型又分為一-般澆注和真空灌注兩種。在其他條件一樣時采用真空灌注的性能較好。為了保證產品灌膠質量,根據灌膠材料的不同,編制不同的可行典型工藝規程,并嚴格執行。
灌封操作方法一般有兩種:手工灌封和機器灌封。手工灌封一般是用量較小或實驗小試用;機器灌膠即采用混膠機混膠后再灌封具有保證灌封質量、提高工作效率、改善工作環境等優點。
灌封前,通常要做一些準備工作,具體是準備模具、涂脫模劑或偶聯劑、預熱工件、表面粗化或活化、清潔工件等。灌封表面的清潔處理一般采用無水乙醇、丙酮等溶劑清洗除污。有些金屬在粘接前進行酸洗,如鋁合金需進行粗糙表面,然后在再施行粘接、灌封。
2、形成灌膠氣泡、膠面不平的主要因素
大多數低頻電纜產品采用的是DG-3S膠液灌封,DG-3S膠為雙組份膠,氣泡產生的原因有四個:一個是在調膠的過程中需要攪拌,由于粘度較高,攪拌時會將空氣攪入膠里形成氣泡;二是元器件間或灌封模具之間存在狹縫、死角,灌封過程中快克未噴吹到位,從而對于狹小的區域、灌封腔的邊、角部位和導線粗的部位易產生氣泡;三是將調好的膠液灌至注射器內會帶入氣泡;四是灌膠時一次性注入過量的膠,使空氣混入膠內產生氣泡。
膠面不平的原因有: 一方面是員工操作不夠熟練,灌膠時未將膠面吹平;另一方面是灌膠后靜置時擺放不平,膠液還未固化時流動導致;目前產線灌完膠后靜置的擺放方式,由于導線長短不一,線束有韌性,懸掛后無法保證其灌膠腔保持水平,容易產生歪斜后即重力原因導致固化后的膠面不平。
灌膠氣泡、膠面不平的預防措施
針對氣泡,采取措施為:
一是使用真空干燥箱將調好的膠液進行抽真空排氣泡處理:抽真空可以達到去除a泡的效果,但操作耗時,且氣泡去除不干凈,針對常用膠DG-3S不太適用。
二是使用混膠機調膠:混膠機在調膠過程中加熱并抽真空,省去操作員調膠時間并且抽真空處理達到去除氣泡的作用,適用于常用膠DG-3S。
三是使用離心烘箱進行加熱甩氣泡:離心烘箱有普通烘箱的功能,且在烘箱內部增加了轉軸,將調好的膠液或不帶線產品掛在架子上進行離心甩氣泡,適用于抽真空難以去除氣泡的膠和不帶線產品。
針對膠面不平,采取措施為:
設計制作灌膠烘培擺放工裝,灌好膠的產品可以直接放入灌膠烘培擺放工裝靜置,時間到后直接放入烘箱內烘焙。使用使可以增加拆除隔板放至不同型號的產品也可以設計不同尺寸規格達到擺放不同型號的產品的需求。由于是斜面,導線可以按順序用甩在一-側,不用擔心連接器擺放不正,且容量大避免操作桌面產品堆放太多,工裝是可以烘焙的,靜置時間達到即可直接放入烘箱進行烘焙。
結語
灌膠氣泡問題不僅僅是操作人員的問題,也與工藝、生產過程的管理息息相關。針對制程中的薄弱環節,必須優化工藝流程,通過設備、工裝和工藝改善,從流程和方法,上降低灌膠不良的發生。強化工藝紀律檢查和培訓,按照標準嚴格貫徹相關灌膠工藝要求,樹立人員的質量意識,做好人員崗前培訓和在崗培訓工作,確保產品的灌膠質量。只有持續改善才能不斷提高產量及質量。
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