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應(yīng)變計(jì)的粘結(jié)技術(shù)及防護(hù)

更新時(shí)間:2012-02-06      瀏覽次數(shù):1050

應(yīng)變計(jì)的粘結(jié)技術(shù)及防護(hù)

在電阻應(yīng)變計(jì)的各種安裝方法中,粘貼法應(yīng)用zui多。應(yīng)變計(jì)粘貼質(zhì)量的好壞,是決定應(yīng)變測(cè)試成功與否的關(guān)鍵因素之一,因此,粘貼時(shí)必須嚴(yán)格按照粘貼的工藝流程進(jìn)行操作。

一、應(yīng)變計(jì)粘貼和防護(hù)的工藝流程:

(1)應(yīng)變計(jì)選擇→(2)膠粘劑選擇→(3)構(gòu)件打磨→(4)表面清洗→(5)畫線定位→(6)應(yīng)變計(jì)清洗→(7)涂敷底膠→(8)應(yīng)變計(jì)粘貼→(9)加熱固化→(10)貼片質(zhì)量檢查→(11)引線連接→(12)質(zhì)量檢查→(13)常溫及溫度性能補(bǔ)償→(14) 質(zhì)量檢查→(15) 性能測(cè)試→(16)防護(hù)處理。

二、應(yīng)變計(jì)粘貼工藝方法
使用不同粘結(jié)劑粘貼應(yīng)變計(jì)的工藝是有差異的,這里我們只對(duì)其中的一些共同性的內(nèi)容加以介紹。
(1)應(yīng)變計(jì)的準(zhǔn)備
應(yīng)變計(jì)的準(zhǔn)備是指應(yīng)變計(jì)的選擇、應(yīng)變計(jì)檢查和應(yīng)變計(jì)表面處理。應(yīng)變計(jì)的選擇我們?cè)谇懊嬉呀?jīng)做了專門介紹,這里僅介紹其它兩方面的內(nèi)容。
a.應(yīng)變計(jì)檢查: 包括外觀檢查和阻值檢查
外觀檢查主要查看基底和蓋層有否破損,敏感柵有否銹斑,引線有無折斷的危險(xiǎn),敏感柵排列是否整齊,有無短路、缺口、斷柵、劃傷和變形,基底是否有氣泡、皺折、坑點(diǎn)存在。
測(cè)量電阻應(yīng)該到0.1Ω。
b.應(yīng)變計(jì)表面處理
應(yīng)變計(jì)在使用前,要用脫脂棉浸無水乙醇擦洗,注意兩面都要清洗,對(duì)沒有蓋層的應(yīng)變計(jì),要順著敏感柵的方向輕輕擦洗,洗凈后用紅外線燈或其它烘干裝置烘干備用。
(2)粘貼表面的處理
為了使應(yīng)變計(jì)粘貼牢固,需要對(duì)粘貼表面進(jìn)行機(jī)械、化學(xué)處理,處理范圍約為應(yīng)變計(jì)面積的3~5倍。
首先除去油污、銹斑、氧化膜、鍍層、涂料等,根據(jù)試件材料選用粒度為220~400#的砂紙進(jìn)行打磨,并打出與貼片方向呈45°角的交叉條紋,然后用浸有丁酮或丙酮的脫脂棉球清洗打磨部位,并用無水乙醇清洗至棉球上不見任何污漬為止。注意,擦洗時(shí)要沿單一方向進(jìn)行,不要來回交替擦拭。清洗干凈的表面要避免再次污染(如用嘴吹氣)及手觸摸,待溶劑揮發(fā)表面*干燥后立刻貼片。
為保證應(yīng)變計(jì)粘貼位置的準(zhǔn)確,可用無油圓珠筆芯或劃針在貼片部位輕輕劃出定位線。劃線時(shí),線不能劃到應(yīng)變計(jì)貼片部位下面,避免對(duì)應(yīng)變計(jì)產(chǎn)生損傷。經(jīng)過劃線的試件表面需用丙酮、無水乙醇、丁酮、三氯乙烷、異丙醇等溶劑對(duì)貼片試件表面單項(xiàng)清洗,并及時(shí)擦干或烘烤干,避免表面有油污殘留或溶劑殘留,對(duì)貼片質(zhì)量產(chǎn)生致命性影響;貼片時(shí),盡量保證應(yīng)變計(jì)的位置準(zhǔn)確,刷膠均勻性,膠量控制適量等;然后蓋上聚四氟乙烯薄膜,用手指均勻擠壓應(yīng)變計(jì),排除多余膠液和氣泡,同時(shí),輕輕撥動(dòng)應(yīng)變計(jì),調(diào)整應(yīng)變計(jì)位置,使其定位準(zhǔn)確,真實(shí)反映測(cè)量點(diǎn)的應(yīng)變。
(3)底膠處理
許多粘結(jié)劑要求涂底膠,并經(jīng)適當(dāng)?shù)臒峁袒幚怼5啄z面積約為應(yīng)變計(jì)面積的1.5倍。
底膠一般采用與貼片膠相同的粘結(jié)劑,厚度應(yīng)控制在0.01~0.03mm 并按相應(yīng)的固化參數(shù)進(jìn)行充分固化。
在滿足粘合和絕緣強(qiáng)度的前提下,粘結(jié)層(包括底膠)越薄越好,因?yàn)檫@樣可以保持較強(qiáng)的傳遞應(yīng)變能力,減少膠層的不均勻性,降低蠕變和靈敏系數(shù)分散。有些粘結(jié)劑不需要涂刷底膠,如H-610、H-600等,這些粘結(jié)劑的粘結(jié)力強(qiáng),絕緣強(qiáng)度高,蠕變小,特別適合制造傳感器和精密應(yīng)力分析。
(4)應(yīng)變計(jì)粘貼
應(yīng)變計(jì)粘貼是整個(gè)貼片過程中zui關(guān)鍵的步驟,對(duì)測(cè)試精度有影響。粘貼前,對(duì)所需的工具、量具(如鑷子、刀片、玻璃板)用丙酮清洗干凈,戴上潔凈的細(xì)紗手套,用化妝筆在試件表面貼片部位和應(yīng)變計(jì)基底上分別涂刷粘結(jié)劑,稍稍晾干,待膠液略有發(fā)粘時(shí),將應(yīng)變計(jì)的中心線對(duì)準(zhǔn)試件的定位線準(zhǔn)確的貼上,蓋上一層聚四氟乙烯膜,沿應(yīng)變計(jì)軸線方向用手指滾壓3~4次,排凈氣泡并擠出多余膠液,按所用粘結(jié)劑的要求自然干燥適當(dāng)時(shí)間后揭掉聚四氟乙烯薄膜。注意,帶有引線的應(yīng)變計(jì)要從無引線的一端開始揭起,用力方向盡量與粘貼表面平行,以防將應(yīng)變計(jì)帶起。
粘貼完畢后,要對(duì)應(yīng)變計(jì)進(jìn)行認(rèn)真檢查,發(fā)現(xiàn)基底有損壞,敏感柵有變形、斷路、短路,貼片位置不正確,有氣泡,局部沒貼上,絕緣強(qiáng)度不夠等問題,應(yīng)及時(shí)排除,或鏟除重貼。
(5)固化
目前國(guó)內(nèi)外常用的粘結(jié)劑大多數(shù)都需要加熱固化。溫度、時(shí)間和壓力是固化的三要素,這三者都應(yīng)嚴(yán)格按粘結(jié)劑的相應(yīng)固化工藝規(guī)范加以保證。
應(yīng)變計(jì)的加壓一般是在其上依次鋪墊聚四氟乙烯薄膜、硅橡膠板,再用夾具或壓塊加壓,對(duì)復(fù)雜型面,可用專門夾具加壓,砂袋、捆扎加壓也常常被采用。
為有效地消除內(nèi)應(yīng)力,一般在卸壓后將溫度升到高出加壓固化溫度30℃左右,保溫1~2小時(shí)進(jìn)行穩(wěn)定化處理,具體的貼片固化參數(shù)可參考相應(yīng)的貼片膠介紹,如H-610,貼片工藝為:初固化,加壓0.1~0.3MPa,升溫至135℃,保溫2小時(shí),然后降溫到室溫卸壓,再升溫至165℃,保溫2小時(shí),后降到室溫即可。
(6)粘貼質(zhì)量檢查
加溫固化后,對(duì)應(yīng)變計(jì)的粘貼質(zhì)量要作認(rèn)真檢查,檢查項(xiàng)目有:
a.應(yīng)變計(jì)粘貼前后阻值的變化;
b.絕緣電阻;
c.片內(nèi)是否有殘余的氣泡;
d.貼片位置準(zhǔn)確與否;
e.有否斷路、短路或敏感柵變形。

三、組橋或焊接
如果在應(yīng)變計(jì)表面焊接,焊接前,應(yīng)用水砂紙或含砂橡皮輕輕擦除焊端表面殘留膠液和氧化物,并清洗干凈,方便焊接,避免破壞焊端;焊接溫度不能太高(常溫應(yīng)變計(jì)不能超過250℃),焊接時(shí)間不能太長(zhǎng),應(yīng)迅速焊接,避免高溫對(duì)應(yīng)變計(jì)焊端產(chǎn)生損傷,降低絕緣強(qiáng)度等。焊接引線應(yīng)采用柔軟,材質(zhì)不能太硬的線材,以免長(zhǎng)時(shí)間受力時(shí),線材損壞或脫落;盡量在應(yīng)變計(jì)焊端和接線端子之間的連接線上留出應(yīng)力釋放環(huán),避免試件或彈性體長(zhǎng)期受力或溫度發(fā)生較大范圍變化時(shí),在連接線上形成內(nèi)應(yīng)力集中,造成引線拉斷,使橋路或電路斷路。
焊接后,助焊劑應(yīng)清洗干凈,不能有殘留,以免對(duì)應(yīng)變計(jì)的絕緣強(qiáng)度和阻值產(chǎn)生影響。完畢后,應(yīng)對(duì)其絕緣強(qiáng)度再次進(jìn)行測(cè)量。

四、性能測(cè)試(主要針對(duì)傳感器)
(1)加載性能測(cè)試
傳感器裝夾準(zhǔn)確,無松動(dòng)現(xiàn)象;加載點(diǎn),無移位,是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)加載;加載儀器自動(dòng)加載,測(cè)試儀器采用自動(dòng)巡檢方式,減少人為因素的影響;線路連接完好,無接觸不良、虛焊等現(xiàn)象。
(2)溫度性能測(cè)試
模擬環(huán)境的溫度設(shè)備控溫精度要高,符合傳感器測(cè)試要求,無溫度梯度、瞬變等現(xiàn)象;根據(jù)傳感器體積大小確定保溫時(shí)間,必須使被測(cè)傳感器內(nèi)部溫度均勻、恒定,達(dá)到要求的溫度值,避免在傳感器彈性體內(nèi)部產(chǎn)生溫度臺(tái)階;濕熱條件下的測(cè)試,必須使周圍環(huán)境的溫度、濕度達(dá)到規(guī)定的要求。
(3)環(huán)境要求
室內(nèi)環(huán)境條件必須達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求,減少環(huán)境對(duì)傳感器的影響。

五、防護(hù)處理
對(duì)已安裝好的應(yīng)變計(jì)采取可靠實(shí)用的防護(hù)措施,是保證應(yīng)變計(jì)正常工作,提高測(cè)試精度的有效途徑。應(yīng)變計(jì)防護(hù)的根本途徑,是利用一定的材料或介質(zhì)將應(yīng)變計(jì)連同其附件與惡劣環(huán)境隔開,所以首先在應(yīng)變計(jì)安裝和使用過程中,謹(jǐn)慎、細(xì)心地操作,保持不用手直接接觸就是一種有效的防護(hù)措施;其次就是利用涂敷保護(hù)層來進(jìn)行防護(hù),應(yīng)變計(jì)的防護(hù)一般可選用AZ-709膠,對(duì)裸露部分進(jìn)行防護(hù),要求涂刷均勻,然后覆蓋南大703、704、D04等硅橡膠即可。

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