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下载爱游戏:压力开关簧片开裂失效剖析与改善

发布时间:2022-09-22 04:28:17 来源:下载爱游戏
产品简介:

  为空调操控履行类电子器材,完成制冷剂循环体系作业压力的动态监控与闭环操控,在体系压力过高或过低状况下,反馈体系压力反常信号,并操控压缩机、冷却电扇启停等

  现在,空调体系用压力开关一般分为高压维护和低压维护两种[2],由制冷体系接收、外壳(装置盖、塑壳)、密封薄膜、承压膜片、动态触点、顶杆组件、簧片等构成(图1)。其间,簧片需求频频接受制冷剂体系启停及压力动摇传递的疲惫冲击,如可靠性规划或匹配不妥,在其与顶杆组件触摸或应力会集方位会发生疲惫开裂。本文在疲惫强度可靠性核算的基础上,对售后装置1 ~ 3年后零散呈现的压力开关内部簧片开裂失效样件进行失效剖析,并结合失效机理,改善簧片结构尺度可靠性规划,进步簧片疲惫强度,延伸簧片运用寿数。

  本次失效件会集为2016 年新引入的MQW 品牌压力开关,售后运用1-3 年后呈现多单投诉,整机报“低压维护”、“无法开机”等。拆解多个失效件,发现簧片折弯处邻近开裂(图2)。在压力开关正常作业时,该方位动、静触点长时间处于导通状况,内部顶杆组件顶住簧片,簧片长时间处于拉应力状况(概况可见图1)。

  对失效事例数据进行核算,并按压力开关物料品牌、编码、装置省份、运用时间等进行核算,查找规则。

  按品牌、编码核算:毛病件77.8% 会集在2016 年新引入的某品牌WQM,编码显现均为多家品牌一起供给,故按编码核算无显着规则。

  按运用时间进行核算:运用minitab 核算 可靠性/生计 散布剖析 散布ID 图,对散布特征进行极大似然估量。发现按运用时间核算,散布相关系数吻合度AD 值(0 ~ 1)到达0.762(杰出,见图3),证明空调运用过程中的器材簧片所受整机启停的应力冲击等要素是形成疲惫开裂的主要原因。

  对簧片应力疲惫开裂相关的结构、资料成分、硬度、拉伸功能、金相安排、微观断口进行理化查验,状况如下。

  比照不同厂家簧片开裂方位折弯结构、尺度,运用微观观测及投影仪检测,发现WQM 品牌(比照HG、HL 品牌)簧片折弯处存在显着的折弯锐角(图4 中方框),且处于松懈状况下的折弯视点θ(投影仪检测,见图5)偏小约为3.6° ,一起存在簧片厚度偏小0.015 mm 的状况,比照数据见表1。

  取失效开裂WQM 品牌的库存制品1#、售后失效品2# 簧片进行化学成分比照剖析,成果见表2。

  由表2 可见,品牌WQM 库存样品、售后失效品的簧片化学成分检测契合GB/T5231—2001《加工铜及同和只是化学成分和产品形状[3]》的要求,售后样件外表未见氯、硫等腐蚀性杂质元素反常堆积。

  依照GB/T 228—2010《金属拉力实验法》,对库存WQM 品牌压力开关解剖出簧片进行拉伸实验(受样件尺度约束,仅调查抗拉强度),成果见表3。

  从表3 的成果看出,T2 簧片的抗拉强度契合GB/T2059-2008《铜及铜合金带材[4]》规范要求。

  失效件显微安排为拉伸状况的α 相,为正常加工态未退火的纤维状况安排(图6)。翻开售后失效的压力开关簧片断口,并在扫描电镜下调查断口微观描摹,簧片前期开裂处断口描摹为典型的耐性疲惫辉纹(图7),对断面外表进行EDS 化学成分剖析,仅存微量氧元素,证明失效簧片外表未受作业环境气氛影响。对疲惫辉纹宽度进行丈量,辉纹宽度约0.008 μm,按裂纹扩展深度到达壁厚的80% 以为簧片发生开裂失效[5],核算簧片的疲惫寿数约为10 万次。

  为承认不同品牌产品剩余应力差异,各取库存不同批次制品约20 件,依据GB/T 10567.2—2007《铜及铜合金加工材剩余应力查验办法[6]》,将塑壳剪去露出簧片,选用氯化铵实验法比照进行剩余应力检测。

  24 h 实验完毕后,经水洗后用5% 硝酸洗液浸泡、震动除掉外表腐蚀产品。酸洗后试样用水洗净、烘干,簧片外表折弯处邻近存在很多裂纹不合格,轻轻触碰现已开裂,品牌WQM 不合格率到达38.5%(表4)。

  理化查验及实验成果表明,WQM 品牌压力开关簧片因为折弯半径小、折弯视点较大,存在较大的加工内应力与应力会集,剖析承认其失效形式为应力疲惫开裂。簧片应力来历主要有两个方面[7],一是施加外部负荷,如空调作业期间体系压力动摇引起,因为簧片折弯处应力会集而导致部分应力扩大,存在于工件内部的应力即外加应力;另一类是因为塑性变形的成果而残存于工件内部的应力即剩余应力。经MES 微观检测,二次电子像呈现明晰的耐性疲惫辉纹,辉纹宽度约0.008 μm,按裂纹扩展深度到达壁厚的80%以为簧片发生开裂失效,核算簧片的疲惫寿数约为10 万次,依据铜材S-N 曲线 MPa 左右,在重复的应力疲惫冲击下才会发生应力疲惫开裂。因而,压力开关器材呈现应力疲惫冲击失效的原因是因为选材偏薄,一起折弯处邻近应力会集,加上空调体系作业期间发生的应力冲击,通过1 ~ 3 年长时间疲惫冲击效果,发生了应力疲惫开裂。

  空调用压力开关在剩余应力与结构应力会集导致的负载应力效果下,通过1 ~ 3 年长达10 万次左右的疲惫冲击,发生了应力疲惫冲击开裂,防止此类质量事故的改善计划是下降剩余及外加应力。通过改善折弯模具与簧片厚度、调整负载行程的办法,将簧片所受叠加应力幅降到疲惫极限以下,以保证压力开关疲惫寿数。通过上述改善后的压力开关制品通过剩余应力的氨熏实验检测,并在空调器上安装后,通过2 年多的长时间运用,未再次发生相似簧片开裂现象。

  [1]黄伟雄.浅谈某轿车空调两态压力开关失效剖析与处理[J].年代轿车,2019(10):104-105.

  [7]李嘉骞,沈水兵.复合资料层合板疲惫寿数形状参数与门槛值剖析办法[J].国防科技大学学报,2021,43(3):38-44.


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