電磁繼電器防腐蝕技術(shù)

王建雄，李雪松

(貴州振華群英電器有限公司，貴州貴陽，550018)

1 引言

電磁繼電器是一種用較小電流、較低電壓控制較大電流、較高電壓的一種自動開關(guān)，在電路中起著自動調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換電路等作用，通常應(yīng)用于自動控制電路中。通常將負載能力在28Vdc,50A以內(nèi)的電磁繼電器稱為電磁繼電器，負載能力在28Vdc,50A以上的產(chǎn)品稱為接觸器，本文中統(tǒng)稱為電磁繼電器。

電磁繼電器具有控制系統(tǒng)(又稱電磁系統(tǒng))和執(zhí)行系統(tǒng)(又稱接觸系統(tǒng))，軍用電磁繼電器一般為拍合式氣密封結(jié)構(gòu)、平衡旋轉(zhuǎn)式或平衡力式氣密封結(jié)構(gòu)、高壓螺管式半氣密封或全氣密封結(jié)構(gòu)及螺管式防塵封裝結(jié)構(gòu)等。

2 電磁繼電器耐腐蝕要求及影響

電磁繼電器執(zhí)行的國家軍用標(biāo)準(zhǔn)主要有以下幾項：

GJB 65B《有可靠性指標(biāo)的電磁繼電器總規(guī)范》

GJB 2888A《有失效率等級的功率型電磁繼電器通用規(guī)范》

GJB 1461A《大功率電磁繼電器通用規(guī)范》

上述三項標(biāo)準(zhǔn)中對繼電器防腐蝕要求有鹽霧或鹽氣(腐蝕)兩種，兩種考核方式選其一即可，行業(yè)內(nèi)一般選用鹽霧試驗進行考核。鹽霧試驗條件如下：繼電器經(jīng)受按GJB 360A的方法101規(guī)定的5%鹽溶液、試驗條件B(48h)試驗，應(yīng)無腐蝕而引起對繼電器的應(yīng)用或性能會產(chǎn)生有害影響的開裂、掉片、鍍涂層剝落或基體金屬的裸露現(xiàn)象。除上述標(biāo)準(zhǔn)要求外，部分沿海、島礁、艦載等特殊場合應(yīng)用的電磁繼電器產(chǎn)品，用戶提出96h甚至192h試驗時間要求。

3 電磁繼電器防腐蝕技術(shù)

3.1 電磁繼電器結(jié)構(gòu)類型

首先對電磁繼電器、接觸器典型結(jié)構(gòu)簡介如下，其中拍合式氣密封結(jié)構(gòu)電磁繼電器結(jié)構(gòu)如圖1所示，螺管式防塵封裝結(jié)構(gòu)電磁繼電器如圖2所示。

圖1 拍合式氣密封結(jié)構(gòu)電磁繼電器結(jié)構(gòu)

圖2 螺管式防塵封裝結(jié)構(gòu)電磁繼電器

如圖所示，電磁繼電器的電磁系統(tǒng)一般由線圈、銜鐵、轉(zhuǎn)軸或傳動桿、軛鐵(極靴)、鐵心、磁鋼、復(fù)原彈簧、安裝架等組成，執(zhí)行系統(tǒng)一般由底座、觸點、簧片等組成，底座一般與殼體共同組成產(chǎn)品的封裝。

3.2 電磁繼電器零件防腐蝕技術(shù)

電磁繼電器零件防腐蝕一般通過設(shè)計過程中選用耐腐蝕材料、表面處理、表面噴涂等工藝技術(shù)，同時在零件生產(chǎn)轉(zhuǎn)運、貯存過程中根據(jù)零件特性做好包裝防護，具體設(shè)計要求及工藝要求見表1。

表1 電磁繼電器零件防腐蝕設(shè)計及工藝要求

3.3 電磁繼電器部件防腐蝕技術(shù)

在電磁繼電器裝配過程中，即零部件裝配形成部件的過程中，一般采用焊接、鉚接、螺紋連接等裝配工藝，此幾類工藝均會造成零部件表面鍍層破壞、基體材料外露等，產(chǎn)生腐蝕風(fēng)險。

同時，因電磁繼電器為機械結(jié)構(gòu)式電子元器件，磁路系統(tǒng)中銜鐵為運動部件，執(zhí)行系統(tǒng)中簧片為運動部件，在電磁繼電器、接觸器數(shù)萬次至數(shù)百萬次的壽命過程中，可動部件易產(chǎn)生磨損，造成零部件表面鍍層破壞、基體材料外露等，產(chǎn)生腐蝕風(fēng)險。

因上述原因?qū)е碌母g會造成運動部件運動阻力加大甚至卡死，造成繼電器性能下降或功能性失效。針對上述存在腐蝕風(fēng)險的部件，防腐蝕技術(shù)及工藝要求見表2：

表2 電磁繼電器部件防腐蝕設(shè)計及工藝要求

3.4 電磁繼電器成品防腐蝕技術(shù)

為減少電磁繼電器觸點燒蝕，常采用密封結(jié)構(gòu)并在密封腔體內(nèi)填充氮氣等惰性氣體保護，該設(shè)計同時大大簡化了電磁繼電器防腐蝕技術(shù)要求，在保證前述零部件防腐蝕技術(shù)有效落實的基礎(chǔ)上，做好電磁繼電器外殼的防腐蝕即可保證成品的防腐蝕能力滿足要求。密封結(jié)構(gòu)電磁繼電器外殼一般由底座和殼體組成，封裝方式常采用激光封焊、電阻焊等焊接工藝或者整體環(huán)氧樹脂灌封工藝。其中采用焊接工藝封裝在焊接過程中會破壞表面鍍層，因此在產(chǎn)品完成封裝后，一般采用成品整體鍍錫鈰鎳的方式，可有效防止腐蝕，鍍后可在底座上涂覆三防絕緣漆，封裝結(jié)構(gòu)及鍍覆要求如圖3所示。采用環(huán)氧樹脂灌封的產(chǎn)品不會對破壞鍍層，環(huán)氧樹脂自身具有良好的防腐蝕性能，因此繼電器的防腐蝕性能穩(wěn)定受控，其封裝結(jié)構(gòu)如圖4所示。氣密封封裝電磁繼電器防腐蝕能力可達到96h(按GJB 360A方法101試驗條件A)以上。

圖3 焊接式氣密封封裝

圖4 灌封式氣密封封裝

對于大負載電磁繼電器，綜合考慮氣密封結(jié)構(gòu)帶來的經(jīng)濟性等成本大幅增長，一般采用整體防塵封裝或僅對執(zhí)行系統(tǒng)密封等結(jié)構(gòu)形式，此類電磁繼電器防腐蝕主要依靠前述零部件防腐蝕技術(shù)的有效落實，同時在結(jié)構(gòu)縫隙等部位增加橡膠墊、密封圈等封裝措施，減少腐蝕性氣體與電磁繼電器內(nèi)腔氣體的交換速度，其封裝結(jié)構(gòu)如圖5所示，防塵封裝電磁繼電器防腐蝕能力可達到48h(按GJB 360A方法101試驗條件B)以上。

圖5 防塵封裝

3.5 電磁繼電器使用防腐蝕

電磁繼電器一般采用電路板安裝或殼體固定、引出端接線的安裝方式。安裝過程中，應(yīng)注意避免劃傷電器繼電器表面，安裝完成后可刷涂三防漆或?qū)Σ捎妹芊庀潴w以加強防護。使用過程中應(yīng)盡量減少或避免電磁繼電器直接接觸高溫、高濕、高鹽環(huán)境及腐蝕性氣體或液體，對于特殊場合不可避免的，需根據(jù)電磁繼電器耐腐蝕能力預(yù)測其在此環(huán)境中的使用壽命，定期檢測或滿壽命后更換。

4 結(jié)論

綜上所述，針對不同結(jié)構(gòu)、不同封裝形式的電磁繼電器，其防腐蝕要求基本一致，但在特殊應(yīng)用場合要求不斷提高，應(yīng)從設(shè)計、工藝、生產(chǎn)過程控制、貯存及使用等全壽命周期做好電磁繼電器防腐蝕設(shè)計。