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应变计的粘结技术及防护技术

发布时间:2016-8-3 查看:1519次
在电阻应变计的各种安装方法中,粘贴法应用最多。应变计粘在电阻应变计的各种安装方法中,粘贴法应用最多。应变计粘贴质量的好坏,是决定应变测试成功与否的关键因素之一。因此,粘贴时必须严格按照粘贴的工艺流程进行操作。
 
  1.应变计的粘贴工艺流程
 
  (1)应变计选择→(2)胶粘剂选择→(3)构件打磨→(4)表面清洗→(5)画线定位→(6)应变计清洗→(7)涂敷底胶→(8)应变计粘贴 →(9)加温固化→(10)贴片质量检查→(11)引线连接→(12)质量检查→(13)常温及温度性能补偿→(14)质量检查→(15)性能测试 →(16)防护处理。
 
  2.应变计粘贴工艺方法
 
  根据用途,参照应变计主要技术参数及选择表,选择不同系列的应变计;应力分析根据测试条件和精度要求选择。加工后的弹性体或试验梁应经过稳定化处理, 消除加工过程中产生的残余应力或内应力,使材料更为稳定。使用不同胶粘剂粘贴应变计的工艺是有差异的,这里我们只对其中的一些共性的内容加以介绍。
 
  2.1应变计的选择应变计的选择包括应变计检查和应变计表面处理。
 
  (1)应变计检查包括外观检查和阻值检查外观检查主要查看基底和盖层是否有破损,敏感栅是否有锈斑,引线有无折断,敏感栅排列是否整齐,有无短路、缺口、断栅、划伤和变形,基底是否有气泡、皱折、坑点存在;电阻检查的测量电阻应该精确到0.1Ω。
 
  (2)应变计表面处理应变计在使用前,要用脱脂棉浸无水乙醇擦洗,注意两面都要清洗,对没有盖层的应变计,要顺着敏感栅的方向轻轻擦洗,洗净后用红外线灯或其它烘干装置烘干备用。
 
  2.2胶粘剂选择胶粘剂选择参照应变胶粘剂介绍表进行。传感器粘贴推荐使用高性能F-610或F-611型贴片胶。
 
  2.3构件打磨为了使应变计粘贴牢固,需要对粘贴表面进行机械、化学处理,处理范围约为应变计面积的3——5倍,除去油污、锈斑、氧化膜、镀层、涂料等。根据试件板料选用粒度为220——400目的砂纸进行打磨,并打出与贴片方向呈45度角的交叉条纹。
 
  2.4表面清洗 表面清洗可用丙酮、无水乙醇、三氯乙烷、异丙醇等有机溶剂单方向清洗打磨部位,并用无水乙醇清洗至棉球上不见任何污渍为止。注意,擦洗时要沿单一方向进 行,不要来回交替擦拭。清洗干净的表面要避免再次污染(如用嘴吹气以及手触摸),待溶剂挥发表面完全干燥后立刻贴片。
 
  2.5划线定位贴片部位可用3H绘图铅笔、无油圆珠笔、划针标出淡淡痕迹作为定位标记。
 
  2.6应变计清洗取出应变计放在清洁的聚四氟乙烯薄膜上,用浸有少量无水乙醇的棉签轻轻擦洗应变计两个表面,粘贴面朝上干燥备用。
 
2.7涂覆底胶许多胶粘剂要求涂底胶,并经适当的热固化处理。底胶面积约为应变计面积的1.5倍。底胶一般采用与贴片胶相同的胶粘剂,厚度应控制在 0.01——0.03mm并按相应的固化参数进行充分固化。在满足粘合力和绝缘强度的前提下,粘结层(包括底胶)越薄越好,因为这样可以保持较强的传递应 变能力,减少胶层的不均匀性,降低蠕变和灵敏系数分散。有些胶粘剂不需要涂刷底胶,如F-611、F-610等,这些胶粘剂的粘结力强,绝缘强度高,蠕变 小,特别适合制造传感器和精密应力分析。
 
  2.8应变计粘贴
 
  应变计粘贴是整个贴片过程中最关键的步骤,对测试精度有绝对影响。粘贴前,将所需的工具、量具(如镊子、刀片、玻璃板)用丙酮清洗干净,戴上洁净的细 纱手套,用化妆笔在试件表面贴片部位和应变计基底上分别涂刷胶粘剂,稍稍晾干,待胶液略有发粘时,将应变计的中心线对准试件的定位线准确的贴上,盖上一层 聚四氟乙烯膜,沿应变计轴线方向用手指滚压1——2min,排净气泡并挤出多余胶液,按所用胶粘剂的要求自然干燥适当时间后揭掉聚四氟乙烯薄膜。请注意, 带有引线的应变计要从无引线的一端开始揭起,用力方向尽量与粘贴表现平行,以防将应变计带起。粘贴完毕后,要对应变计进行认真检查,发现基底有损坏,敏感 栅有变形、断路、短路,贴片位置不正确,有气泡,局部没贴上,绝缘强度不够等问题,应及时排除,或铲除重贴。
 
  2.9加温固化
 
  目前国内外常用的胶粘剂大多数都需要加热固化。温度、时间和压力是固化的三要素,这三者都应严格按胶粘剂的相应固化工艺规范加以保证。应变计的加压一 般是在粘贴位置上依次辅垫聚四氟乙烯薄膜、硅橡胶板,再用夹具或压块加压,对复杂型面,可用专门夹具加压,砂袋、捆扎加压也常常被采用。为有效地消除内应 力,一般在卸压后将温度升到高出加压固化温度30°C左右,保温1——2小时进行稳定化处理,具体的贴片固化参数可参考相应的贴片胶介绍,如F-610, 贴片工艺为:初固化,加压0.1——0.3Mpa,升温至135°C,保温2小时,然后降温到室温卸压,再升温至165°C,保温2小时后降到室温即可。
 
  2.10贴片质量检查
 
  加温固化后,对应变计的粘贴质量要做认真检查,检查项目有:
 
  (1)应该计粘贴前后阻值的变化;
 
  (2)绝缘电阻;
 
  (3)片内是否有残余的气泡;
 
  (4)贴片位置是否准确;
 
  (5)有无断路、短路或敏感栅变形现象。
 
  2.11引线连接
 
  如果在应变计表面焊接,焊接前应用水砂纸或含砂橡皮轻轻擦除焊端表面残留胶液和氧化物,并清洗干净以方便焊接,避免破坏焊端;焊接温度不能太高(常温 应变计不能超过250°C),焊接时间不能太长,应迅速焊接,避免高温对应变计焊端产生损伤,降低绝缘强度等。焊接引线应采用材质柔软的线材,以免长时间 受力时,线材损坏或脱落;尽量在应变计焊端和接线端子之间的连接线上留出应力释放环,避免试件或弹性体长期受力或温度发生较大范围变化时,在连接线上形成 内应力集中,造成引线拉断,使桥路或电路断路。焊接后,助焊剂应清洗干净,不能有残留,以免对应变计的绝缘强度和阻值产生影响。完毕后,应对其绝缘强度再 次进行测量。
 
  2.12质量检查
 
  对组桥后的应变计进行检查,主要检查应变计表面有无焊锡、焊油残留,引线有无打结,有无虚焊等现象。
 
  2.13性能测试
 
  (1)加载性能测试传感器装夹准确,无松动现象;加载点精准,无移位,最好是点对点加载;加载仪器自动加载,测试仪器采用自动巡检方式,减少人为因素的影响;线路连接完好,无接触不良、虚焊等现象。
 
  (2)温度性能测试模拟环境的温度设备控温精度要高,符合传感器测试要求,无温度梯度、瞬变等现象;根据传感器体积大小确定保温时间,必须使被测传感 器内部温度均匀、恒定,达到要求的温度值,避免在传感器弹性体内产生温度台阶;湿热条件下的测试,必须使周围环境的温度、湿度达到规定的要求。
 
  (3)环境要求室内环境条件必须达到国家标准要求,减少环境对传感器的影响。
 
  2.14防护处理
 
  对已安装好的应变计采取可靠实用的防护措施,是保证应变计正常工作,提高测试精度的有效途径。应变计防护的根本途径是使用一定的材料或介质将应变计连 同其附件与恶劣环境隔开。首先在应变计安装和使用过程中,谨慎、细心地操作,保持不用手直接接触就是一种有效的防护措施;其次就是利用涂敷保护层来进行防 护,应变计的防护一般可选用AZ-709胶,对裸露部分进行防护,要求涂刷均匀,然后覆盖G-704、G-D04等硅橡胶即可。

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