مکرر تغییر سریع دما باعث ایجاد استرس خستگی حرارتی تجمعی می شود
خطوط مونتاژ تولید و آبکاری PCB از تولید دستهای{0}}دوره کوتاه استفاده میکنند، که به هیتر غوطهوری PTFE برای گرم کردن سریع مایع سرد و سپس خنک شدن سریع بعد از هر دسته نیاز دارد. نوسانات و افت سریع و مکرر دما باعث ایجاد تنش انبساط{2}}دوره ای بر روی پوسته فلوروپلیمر می شود. هر نوسان حرارتی شکافهای میکرو{4}}زیرسطحی نامرئی ایجاد میکند که به تدریج تحت بار چرخهای گسترش مییابد. بخاریهایی که با دورههای دمای پایدار طولانی کار میکنند ساختار مولکولی دستنخورده را حفظ میکنند، در حالی که نوسانهای سریع چرخه کوتاه، فشردگی سطح را میشکنند و کانالهای ترک بهم پیوسته را تشکیل میدهند. نقص های خستگی حرارتی نفوذ یون های اسیدی، قلیایی و فلزی را تسریع می کند و باعث نازک شدن ناهموار دیوار و تضعیف مداوم عایق بخاری غوطه وری PTFE می شود.
تستهای کنتراست آزمایشگاهی ثابت میکنند که بخاری غوطهوری PTFE در چرخههای تغییر دما آهسته بهمدت 18 تا 24 ماه به طور پایدار کار میکند. بخاریهایی که در معرض نوسانات دمایی سیکل کوتاه و سریع روزانه قرار میگیرند، در عرض 10 ماه دچار آسیبهای شدید خستگی حرارتی چرخهای میشوند. این مقاله مکانیسمهای{6}}مکانیکی{7}}تخریب شیمیایی ترکیبی را توضیح میدهد، معاوضه- بین تولید-سرعت بالا و حفاظت از خستگی حرارتی را مقایسه میکند، و استانداردهای تطبیق ضد حرارتی{{11} درجهبندی شدهای را ارائه میکند.
مبادله مهندسی اصلی-بین تولید چرخه بالا-سرعت کوتاه-و کنترل خستگی حرارتی
فواصل دستهای کوتاه و رمپ سریع دما{0}}بازده روزانه قطعه کار را افزایش میدهد، اما تناوب حرارتی سریع مکرر استرس خستگی چرخهای را جمع میکند و لایه بیرونی بخاری غوطهوری PTFE را ترک میکند. افزودن روشهای تاخیر گرمایش آهسته و افزایش فواصل خنکسازی دستهای، دامنه نوسان حرارتی را اساساً کاهش میدهد، اما راندمان کلی تولید را کاهش میدهد. بخاری غوطه ور PTFE دیواری استاندارد یکنواخت بدون تغییر شکل متقابل انعطاف پذیر-برای جلوگیری از انبساط مکرر-تغییر شکل جمع شدگی. هزاران چرخه دمایی سریع، به سرعت شکافهای میکرو{7}}پراکنده را به شبکههای ترک کامل-سطحی تبدیل میکنند.
جدول خطر خستگی حرارتی-درجه شدت نوسان دمای چرخه و بخاری غوطهوری PTFE
| ساعتهای چرخه حرارتی سریع روزانه | محدوده تغییر دمای یک دسته | سرعت انباشته شدن تخریب خستگی | عمر خدمات | ساختار پیشنهادی |
|---|---|---|---|---|
| کمتر یا مساوی 3 ساعت، کنترل دمای رمپ آهسته | تغییر کمتر یا مساوی 10 درجه در هر سیکل | ریز{0}}شکاف های جدا شده سطحی پراکنده | 17-23 ماه | بخاری غوطه وری PTFE قالب گیری استاندارد |
| 3-7 ساعت، تغییر دمای متوسط سریع | تغییر 10-20 درجه در هر چرخه | انبساط ترک زیرسطحی متوسط | 11-15 ماه | هیتر غوطه وری دیواری متقاطع-دیواری با ضخامت متوسط{1}}قابلیت انعطاف پذیر |
| >7 ساعت، گرم کردن و خاموش کردن فوق سریع- | Variation >20 درجه در هر سیکل | شبکه های ترک متراکم سریع و نازک شدن دیوار ناهموار | 4-9 ماه | بخاری غوطه وری PTFE بدون درز-ضخامت دیواره-ضد{2}}دوره ای-خستگی |
مکانیزم خستگی حرارتی دوگانه و تخریب شیمیایی
افزایش شدید دما پوسته PTFE را وادار می کند که به سرعت منبسط شود، در حالی که خنک شدن سریع باعث انقباض ناگهانی می شود. تنش کششی و فشاری متناوب تکرارشونده، شکافهای ریز-در سراسر سطوح بخاری ایجاد میکند. رسانه های خورنده حمام در طول هر چرخه دمایی به داخل ترک های خستگی تازه نفوذ می کنند. نفوذ یون درازمدت کانالهای ترک را افزایش میدهد و به شکافهای بین لایه بیرونی PTFE و عایق حرارتی داخلی نفوذ میکند. بقایای نمک فلزی رسانا در داخل پرکننده عایق انباشته می شود و مسیرهای نشت دائمی را تشکیل می دهد که چرخه به چرخه مقاومت عایق را کاهش می دهد. سطوح ناهموار ترک خورده رسوب و لجن بیشتری را در طول گردش حفظ می کنند. این رسوبات گرما را به دام می اندازند و اختلاف دمایی بین لایه های داخلی و خارجی بخاری را افزایش می دهند و تغییر شکل خستگی حرارتی و انتشار ترک را در یک حلقه خود{8}}شتاب دهنده تشدید می کنند. آسیب به طور یکنواخت در تمام مناطق کاملاً غوطهور شده بخاری غوطهوری PTFE توزیع میشود.
خطرات تولید
شبکههای ترک خستگی حرارتی مقاومت عایق بخاری غوطهوری PTFE را کاهش میدهند و باعث قطع مکرر برق حفاظتی در برابر نشت میشوند و پردازش دستهای کوتاه-پیوسته را قطع میکنند. لجن محبوس شده در داخل ترک ها، لایه های عایق حرارتی-و نقاط داغ پراکنده ایجاد می کند، که در نتیجه دمای حمام ناسازگار و کیفیت پوشش قطعه کار ناپایدار با نرخ ضایعات بالاتر است. نازک شدن تدریجی دیوار در امتداد ترکهای خستگی در نهایت سوراخهایی ایجاد میکند که منجر به خرابی مدارهای چندگانه-نقطه کوتاه- و از بین رفتن کامل بخاری غوطهوری PTFE میشود. پسماندهای شکننده PTFE در مایع فرآیند می ریزند و نقص سوراخ سوزنی در قطعات الکترونیکی دقیق ایجاد می کنند.
راه حل های تطبیق کاهش
خطوط تولید-دوره کوتاه-با فرکانس پایین با رمپ دمای آهسته-به بالا میتوانند بخاری غوطهوری PTFE قالبگیری شده استاندارد را مستقر کنند. ماژولهای گرمایش نرم- را روی دامنه نوسان دما باریک تنظیم کنید. متوسط سریع-دما-کارگاههای جابجایی متوسط متقابل-پیوند با ضخامت متوسط قابل انعطاف-دیواری گرمکن غوطهوری PTFE با چقرمگی مولکولی بالا برای تنش انبساط چرخهای بافر. 24-ساعت فوقالعاده{10}}{1}خطوط تولید انبوه دستهای سریع{1}خطوط تولید انبوه متقاطع سریع{1}باید equi دیواره ضخیم-ضد چرخه-گرمکن غوطهوری PTFE قالبگیری خستگی برای مقاومت در برابر چرخههای تغییر شکل حرارتی طولانی مدت. قوانین عملیات کمکی: برای کاهش سرعت گرمایش و سرمایش، کنترلکنندههای PID نرم{17}}را نصب کنید. مخازن بافر حرارتی را برای کاهش تاثیر مستقیم مایع سرد بر روی بخاری غوطه وری PTFE اضافه کنید. فواصل استراحت کوتاه بین دسته ها را افزایش دهید تا تجمع تنش حرارتی کاهش یابد.
نتیجه گیری
شبکههای ترک خستگی حرارتی کامل-سطح و نازک شدن دیواره ناهموار بخاری غوطهوری PTFE تحت نوسانات دمای دستهای سریع-از انبساط چرخهای تجمعی-تنش مکانیکی انقباض و تسریع نفوذ یون خورنده بهجای کاهش دمای یکنواخت ناشی میشود. بخاری غوطهوری PTFE دیواری معمولی بدون{4}}دیوار نازک-تقویتکننده اتصال متقاطع انعطافپذیر-چقرمگی-برای مقاومت در برابر تناوب حرارتی سریع مکرر ندارد. به کارگیری روشهای نرم-کنترل دمای شروع و بافر دستهای، منطبق با{10}}ضخامت پیوند متقاطع{11}}دیوار غوطهوری{11}}بر اساس دامنه نوسان دما، میتواند به طور موثری از گسترش ترک خستگی جلوگیری کند و عمر سرویس را برای سیستمهای{12}مخزن با فرکانس 3}کوتاه با فرکانس کوتاه FE{1} افزایش دهد. بخاری
