保险丝引线拉力与弯折测试,是按规定的夹持、受力和运动条件,检查引线及其与本体连接部位能否承受相应机械应力。测试前需要明确受力对象、试验方法和合格要求,测试后检查机械状态,并完成要求的电气复查。
拉力测试并不一定要把引线拉断;弯折测试也不是随手掰动几次。实际拉力、保持时间、弯折位置、角度和次数,应来自对应型号的有效资料和适用试验要求。本文以带引线的电流保险丝为对象,说明试验怎样准备、实施和记录。
一、测试前,先确认试验对象和判定依据
同样叫“保险丝拉力测试”,实际受检部位可能不同。开始操作前,应先在图纸或照片上标出两个夹持点,以及它们之间需要检查的连接。
- 引线与保险丝本体之间:关注元件引出端及内部连接的机械完整性,夹持与加载不能绕过需要检验的部位。
- 外接导线与引线之间:关注焊接或压接接头,连接方式、线材和接头工艺属于试验输入。
- 引脚与PCB之间:关注装配后的连接,结果还受到焊点、焊盘、孔壁和板材等因素影响。
例如,从PCB上把元件拉下来时发生焊盘剥离,说明受检组件在该加载条件下出现了板级连接失效,不能直接把结果写成“保险丝引线拉力不合格”。失效位置必须与最初定义的试验对象对应。
确定对象后,核对制造商、系列、完整型号、引线形式、样品批次、资料版本及试验目的。再确认适用方法、载荷或运动条件、样品分组、试验顺序和试后检查项目。样品是原始状态、已经成型还是已经焊接,应在记录中明确。
IEC 60068-2-21属于端接及整体安装件强度试验的方法标准,其公开范围涉及正常装配和操作中承受机械应力的元件。它不是所有保险丝共同适用的一组固定拉力和弯折数值;是否引用、采用哪项方法及严酷度,应由对应产品要求确定。[1]
制造商资料中也可能设置“Terminal Strength”等端子强度项目。例如SCHURTER MST 250资料同时列出了端子强度与引用方法,说明审核时需要把指标与方法一起核对,而不能只抄一个力值。该外部资料仅作为字段识读示例,不作为蓝光产品的验收条件。[2]
二、保险丝引线拉力测试怎么做?
1. 怎样夹持本体和引线,控制受力方向
根据受检结构选用适合的夹具,并按规定固定元件或对侧端接。夹持应保持稳定,同时避免把本体压裂、把引线夹伤,或对目标连接部位形成额外支撑,导致实际受力偏离试验目的。
若要求沿引线轴向拉伸,应让加载方向与受检引线的规定轴线对齐。偏拉会叠加弯曲,加载过程中本体旋转或引线滑移,也会改变受力条件。夹具间距、夹持长度和受检部位的自由长度,需要按对应方法设置并保留记录。
在不造成额外损伤的前提下,可通过位置标记或影像观察夹持处是否滑移。发生滑移时,应确认其是否影响载荷的有效施加;不能把试验机移动距离全部当作引线或连接部位的变形量。
端部结构、可夹持区域和受力要求不同,治具也可能不同。本图不指定固定端一定夹在哪一处,更不表示所有产品都允许直接夹紧管体。
2. 怎样施加载荷,并记录加载过程
试验前确认测力装置处于有效校准状态,量程与分辨率适合目标载荷;检查夹具连接、零点和测力方向。使用砝码等方式时,也应核对适用方法和装置条件,不能仅凭手感判断“已经拉得很紧”。
按规定方式逐步施加载荷,达到要求后按对应程序保持或结束,避免突然冲击。需要控制加载速率、预载或保持时间时,应在试验开始前设定清楚,不能测试完成后再选择有利的条件解释结果。
实际记录应包括加载方式、目标值、达到的载荷、相关时间或速率,以及过程中是否出现滑移、异响、位移、松脱或断裂。记录力值时使用明确单位,不将“公斤”“公斤力”和牛顿混写成同一量。
若样品在达到目标载荷之前异常,应按实际过程记录异常发生时的载荷和位置;若未出现可见异常,也应记录已经完成哪些规定步骤,而不只填写“正常”。
3. 规定载荷保持试验,与一直拉到断裂有什么区别
规定载荷试验关注样品在指定载荷及规定过程下能否满足要求。到达规定终点后,完成卸载和试后检查,不需要为了得到更大数值继续拉到破坏。
拉脱或断裂强度试验则按预先确定的方法继续加载至相应失效,关注最大载荷、失效位置及失效模式。它适合回答特定的强度或工艺研究问题,但所得极限值并不能自动替代另一项规定方法下的结论。
例如,某样品瞬间达到较高载荷后断裂,没有完成要求的保持过程,就不能据此证明保持要求已经满足。反过来,样品承受了规定载荷而没有断裂,也不能把该规定载荷写成它的“拉断强度”。
两类试验应在方案和报告中使用准确名称。破坏过的样品以及经历了机械加载的样品,应保留试验身份,并按规定处置;能否继续用于其他项目,另见保险丝测试能反复使用同一只样品吗。
三、保险丝引线弯折测试怎么做?
1. 弯折位置、支撑方式和运动路径怎样确定
弯折试验需要规定引线在哪里弯、由什么部位支撑,以及本体是否固定。弯折点靠近本体根部或位于自由引线段时,传到连接处的应力可能不同,不能将两种操作当成相同条件。
按方法确认弯曲位置、支撑或成型治具、适用的弯曲半径、载荷及运动路径。操作时避免在规定区域以外另加折点,也要防止夹具边缘形成未经要求的尖锐折痕。对已有成型引线的样品,应先确认原始几何状态和试验适用性。
生产中的引线成型与检验中的弯折试验目的不同。能够通过某项弯折试验,不代表装配时可以贴着本体根部随意掰动,也不代表可以通过反复修正引脚来解决所有安装偏差。
2. 弯折角度、次数和顺序为什么必须明确
一次向某方向弯曲、弯过去再回到原位,以及向相反方向交替弯曲,是不同的运动过程。“弯了三次”若没有说明计数规则,不同检验员可能完成不同的应力过程。
开始试验前,应统一起始姿态、弯折方向、终止角度、是否返回、次数或循环定义、适用的运动速率及载荷。试验过程中按同一规则计数,出现异常时记录发生在哪一步,而不是继续弯到预设次数后只看最终外观。
如果需要对同一只样品依次实施拉力和弯折,应有明确顺序和依据。先前机械加载可能改变样品状态,不能默认任意调换顺序都能得到可比较结果;也不能把不同分组的结果拼成同一只样品的完整履历。
四、试验后怎样判断合格或异常?
1. 检查引线、连接部位和本体的变化
按规定完成卸载、必要的恢复和试后观察,比较引线、本体及连接部位的试前、试后状态。检查断裂、松脱、异常位移、裂纹以及要求关注的其他损伤,并用照片标出具体位置。
引线在自由段断裂、从连接处拉脱、本体开裂和夹持处断裂,是不同的失效表现。夹持处异常可能与夹伤或局部应力有关,但不能仅凭位置就把一次不利结果宣布无效;需要结合夹持记录、试前状态和加载过程调查。
若确认夹具滑移、加载方向或样品身份等存在影响结果的具体错误,应保留原始记录,按批准程序处理试验有效性及后续验证。若试验有效但样品未满足要求,应记录不符合项,后续调查不能用一次新的合格结果直接覆盖它。
机械性开路与过电流熔断的区分,可参阅振动会导致保险丝失效吗。本篇的机械试验结果,也不能代替时间—电流特性或分断能力验证。
2. 外观正常、仍然导通,是否就代表合格
不一定。外观检查能够发现部分机械损伤,导通检查能够发现明显开路,但这两项并不自动覆盖适用要求中的全部判据。最终结论需要与试验条件、机械检查和规定的电气复查一起对应。
若要求比较试前、试后的冷态电阻,应在可比较的温度、测点及测量条件下进行,按规定限值判定。毫欧级测量还应控制接触和引线影响,具体方法可参阅保险丝冷态电阻怎么测。本文不自行设定所有型号通用的电阻变化百分比。
试验后出现电阻变化时,先保留测量结果,再核对测量系统和样品状态,必要时进一步检查连接部位。没有发现电阻变化,也只能支持已经完成的检查,不能扩大为内部结构、寿命和全部电气性能均已合格。
结果应说明“在什么方法和条件下,哪些项目满足或未满足什么要求”。试验条件不完整、规定检查未完成时,应明确缺少的依据,不能只凭“没拉断、还能响”给出完整合格结论。
五、拉力与弯折测试记录需要包含什么?
一份可复查的记录,需要把样品身份、试验要求、实际过程和试后状态连接起来。下面是记录字段模板,未填写的数值应从有效资料和实际试验中取得,不是蓝光产品的通用工艺限值。
| 记录部分 | 需要填写的内容 | 复查重点 |
|---|---|---|
| 样品身份 | 制造商、完整型号、批次、逐只编号、引线形式、原始或装配状态。 | 结果能否对应到具体样品。 |
| 判定依据 | 文件名称、版本、条款或批准试验方案;试验项目和合格要求。 | 引用方法、产品要求和本次任务是否匹配。 |
| 试前状态 | 照片、已有成型或焊接状态、既往试验、规定的试前电测结果。 | 是否存在预先损伤或不同应力历史。 |
| 装置与夹持 | 设备及校准信息、治具、夹持点、自由长度、支撑位置、受力方向;必要的环境条件。 | 是否加载到需要检查的连接部位。 |
| 拉力条件与过程 | 规定及实际载荷、加载方式、适用的速率和保持时间、滑移或异常过程。 | 规定载荷试验还是破坏强度试验。 |
| 弯折条件与过程 | 弯折位置、治具或半径、适用载荷、角度、方向、计数规则、次数及顺序。 | 不同人员能否复现相同过程。 |
| 试后检查 | 逐只外观、位移、断裂或松脱位置、照片及规定的电气复查结果。 | 原始现象和数值是否完整保留。 |
| 结果与处置 | 符合性结论、不符合项、有效性调查、偏差说明、样品去向、人员和日期。 | 结论是否限定在本次试验的有效范围。 |
拉力试验和弯折试验可以共用记录框架,但不应把不同样品的结果混写成一条。用不上的字段标明“不适用”并说明原因,需要补充的条件明确列出;每个结论都应能够追溯到对应样品的实际受力过程和试后检查。
参考资料与使用范围
- IEC 60068-2-21:2021官方说明:端接及整体安装件强度试验。用于说明方法标准的主题与适用范围,不从公开摘要推导具体试验参数。
- SCHURTER MST 250制造商资料。仅作为端子强度项目与引用方法的识读示例,不作为蓝光型号的试验条件或供货推荐。
蓝光具体型号的载荷、时间、弯折条件、样品分组和判据,以对应产品的有效规格、适用标准及批准方案为准。温度保险丝及其他端接结构需要另行确认适用要求。