提高某胶密封连接器密封性能的技术研究.pdf

第3期
机电元件
Vol 34 No. 3
2014年6月
ELECTROMECHANICAL COMPONENTS
Jun 2014
工艺与材料
提高某胶密封连接器密封性能的技术研究
刘磊,王静
(贵州航天电器股份有限公司,贵州贵阳,55000
摘要:文章介绍了某型号胶密封接器的密封失效现象,并进行分析,得到了主要的失效原因:密封胶的
混合工艺、粘接面水汽、粘接面宽度,并通过改进措施,经验证使得胶密封连接器密封性能合格率提升。
关键词:密封胶;密封性能;失效;控制措池
Doi:10.3969/.isa.1000-6133.2014.03.007
中图分类号:TN784
文献标识码:A文章编号:1000-6133(2014)03-0028-04
1引言
连接器是一种实现控制系统的电能传输、信号
控制和传递的元器件。根据使用领域和使用环境
的差别,其结构也复杂多样。胶密封连接器就是其
中一种,它不仅能实现一般连接器的良好电性能
防滑槽
还能实现密封性,能够使对接端面与外界环境隔
离,以防止水汽、尘埃、有害气体等进入,可用于舱
结构胶
内、雷达等恶劣环境下工作。胶密封连接器是通过
2850CT胶
具有一定弹性和硬度的密封胶粘剂与外壳灌胶腔
配合进行密封的,因胶密封连接器需要经过温度冲
击、加速度、高温、冲击等严酷的可靠性考核。因
图1胶密封连接器结构图
此,密封胶粘剂的粘接性能和灌封工艺过程对连接
器的密封性起着至关重要的作用。本文通过对某
由图1得知,灌胶腔内需先后灌注三层胶粘
型号胶密封连接器的密封失效问题进行初步研究,剂。第一层结构胶主要是为了堵漏(防止密封胶在
提出一些改进措施。
灌封时流到连接器对接端);第二层密封胶是实现
连接器的密封性能(密封胶髙度需要达到外壳防滑
2胶密封结构与工艺
槽部位);第三层结构胶确保连接器有足够的强度。
2.1结构
2.2密封胶
某型号胶密封连接器通过具有一定弹性和硬
密封胶根据其配方类型及基体高分子化合物
度的密封胶(2850CT)材料与外壳灌胶腔的防滑槽
性能的不同,一般分为干性固着型、半干性粘弹型
配合进行密封,密封结构见图1
和不干性粘着型。我公司选用的2850CT是属于
收稿日期;2014-05-24
万方数据
第3期
刘磊等:提高某胶密封连接器密封性能的技术研究
半干性粘弹型密封胶,通灶在物质表面分子间的相
密封胶粘度
互作用实现粘接,而半干性粘弹型密封胶失效是由
L一粘接面宽度;
于胶体从粘接面之间被内部压力挤出所造成的,也
P一压力。
即粘性流动泄漏。根据粘性流动泄漏理论,流动
从公式(1)可见,粘接面的间隙h越小越好,粘
量Q存在以下公式:
接面长度b越小越好,也即受内部压力的面积越小
9.8x10bh
(1)越好;密封胶粘度η越大越好,(一般密封胶溶剂每
挥发10%,粘度约增加一倍),也即密封胶的调配比
例越精确,焙烘温度与时越准确,固化效果越好;
粘接面宽度L越大越好,也即粘接面越充分被密封
胶浸润越好。
2.3密封工艺流程
首先需要对密封胶(2850CT)按照比例进行称
量,然后充分搅拌;另一方面,将外壳进行清洗,去
除表面的油脂、污渍、水分等,然后对外壳和基座合
件(基座、接触件打底粘接组成)进行灌封第一层结
构胶进行堵漏,待结枘胶体烘干后,再将基座合件
和外壳粘接在一起;在粘接后的外壳合件的灌胶腔
图2流动公式示意图
需要密封处均匀灌封第二层密封胶(2850Cr),最后
对灌封完密封胶的连接器进行固化处理,灌封第三
式中,b一粘接面长度;
层结构胶实现迕接器强度要求。某型号胶密封连
h-一粘接面缝隙;
接器密封工艺流程如下图所示。
密封胶
称量比例
搅拌调胶
外壳
清洗
吹于
堵漏
基座、接触件?粘接
清洗吹于
灌结构胶
密封胶固化
灌密封胶
图3密封工艺流程
3密封失效分析
30min;密封检测条件为一个大气压下氮气检漏。
对104只某型号胶密封连接器进行可靠性考核,
3.1失效案例
密封检测后17只失效,失效率为16.5%,温度循环后
某型号胶密封连接器完成密封工艺流程后要再次密封检测18只失效,失效率为21%。通过考核
进行一系列的可靠性考核,包括密封检测,温度循数据我们不难发现,某型号胶密封连接器在进行温度
环,温循后密封检测。其中温度循环条件为-40℃循环后失效率很高。对失效胶密封连接器进行解剖
~60℃,10次,变温速度±2℃/min,保温时间各分析,发现失效现象有以下几种:密封胶无弹性,密封
万方数据
机电元件
2014年
胶粘接面宽度偏小,外壳与密封胶粘接面存在污物。弹性等情况,是密封胶失效的原因之ー。
失效胶密封连接器解剖图如下。
2)2850CT胶液混合后气泡未完全排出
表面污物
由于双组份胶液需要混合搅拌,在揽拌后会形
成少量气泡,若不能完全将气泡排出,热固化后气
泡在灌胶腔内会形成空洞。由于密封胶有很大的
弹性量,在温度循环过程中,胶液与空洞内外空气
的热膨胀系数差异很大,出现热不匹配使得空洞附
近的密封胶性能退化,随着多次温度循环,在应力
的不断作用下,退化位置会逐渐扩大,最终造成密
外壳与密封胶粘接面存在污物
封粘度η下降,是密封胶失效的原因之一。这也是
失效案例中温度循环后密封失效率很高的原因。
宽度偏值
失效宽度
3)粘接面存在水汽
某型号胶密封连接器在进行瀍镕封胶前,需要
清洗外壳和接触件表面,以去除粘接面表面污渍。
但由于清洗过程金属外壳和接触件有很好的亲水
技术要求宽度
性,粘接面表面会形成一层水分子膜,在后续的吹
千过程中若这层水汽没有被完全去除,那么,水膜
会阻碍密封胶与粘接面的直接接触,从而降低密封
胶与粘接面的浸润性,降低二者之间的粘接作用
力。这时,潜在的密封泄漏隐患已经形成。如果此
密封胶粘接面宽度偏小
时密封胶混合过程尚有未去除的气泡(也即失效原
图4失效解剖图
因中的2条),在热固化过程中,水汽渗透进入气泡
3.2失效原因分析
内,导致密封胶层的结构疏松,粘接强度将会下降,
某型号胶密封连接器的密封失效,主要是由于也即密封粘度η下降,是密封胶失效的原因之一。
粘接处的粘接强度差或粘接面问题。这些缺陷形
4)粘接面有污物
成了潜在的隐患,在机械应力(密封检测)以及后期
某型号胶密封连接器基座合件、外壳在粘接前
的温度循环(热应力)作用下最终导致密封检测失进行了清洗,以避免外壳零件或基座合件表面存在
效。通过失效案例中的现象分析,造成某型号胶密油污等影响与密封胶的有效粘接。在其后的堵漏
封连接器密封检漏失效的原因有以下几点:
过程外壳却存在着被二次污染的可能:当基座合件
1)双组份2850CT胶液没有