整天龙,线束密封在北美九大技术制造设施中的孔隙率。这些线束具有不同的长度,含有不同厚度的电线,由Tier 1供应商如Delphi,ATPI,Siemens,Group Dekko和Federal Mogul制成。

一个联邦Mogul线束密封由Magna-Tech安装在通用汽车的售后燃油泵。这个线束长20英寸,有两根18号线和两根16号线,中间还有一个金属环。虽然每个吊带需要大约两个小时的处理时间,但Magna-Tech设备可以同时密封多达2500个吊带。根据电线的尺寸和长度,一个典型的线束的密封成本从15美分到50美分不等。

微小的蓝色灯显示了这个电线连接器(左图)的微孔隙。树脂浸渍后,孔隙被填满,蓝色的光不再可见(右)。照片由Hernon制造公司提供。

“为什么要做”

所有模塑或铸造产品都具有孔隙座,包括微空隙和孔。孔隙率密封完全填充这些开口以提高产品完整性。该方法还称为真空浸渍和聚合物浸渍。

当在20世纪40年代首次开发时,用硅酸钠和基于苯乙烯的树脂进行孔隙率密封,主要用于修复在泄漏试验操作中被视为“泄漏”的金属铸件。之后不久,该过程开始用于防止金属铸件,粉末金属部件,焊件和其他多孔金属基材中的腐蚀。

非金属产品,如塑料复合材料和木材,都经过灌封材料处理,以防止腐蚀。但是到了20世纪80年代,更灵活的树脂被用来密封这些产品。

至于电线线束,美国国防部和建筑设备制造商多年来一直要求将其密封。然而,自20世纪90年代以来,由于汽车中电子元件数量的增加,线束密封已经显著增加。

线束中的孔隙包括微孔、孔洞和泄漏路径。这些孔隙形成水、盐、石油产品和其他化学物质,促进内部腐蚀。它们也会对长期的电气性能产生负面影响。

低粘度甲基丙烯酸酯树脂用于填充和永久密封这些微小的开口,防止腐蚀,并确保长期性能。这种树脂需要加热或除去空气才能固化,而且它们是热固性的,这意味着它们的固化是不可逆的。

固化后的树脂是一种既柔韧又耐用的聚合物。它不会因热膨胀而开裂,能够承受普通溶剂(包括油、乙二醇、焦散和酸)和高连续工作温度(高达350华氏度)。

整个线束可以密封或只是它的末端。后者选项通常选择省钱,虽然在一些应用中,只有线束结束暴露于有害元件,并且需要密封。密封整个线束填充捆绑线股内的开口,其中电线触摸连接器和或扣眼。

当处理正确时,该工艺不会对线束组件的外观或尺寸属性产生任何改变。然而,多余的树脂没有被正确地冲洗掉,可以用肉眼看到。更重要的是,多余的树脂实际上会成为不需要的额外绝缘层,对线束的性能或安装产生负面影响。

“因为所有类型的线束都暴露在燃料和其他化学物质上,许多OEM开始指定他们安装的线束,”Hernon Manufacturing Inc.总裁Harry Arnon说:“使用孔隙率密封正在增长制造商了解它的重要性。“

汉高公司(Henkel Corp.)的高级应用工程师凯文·罗斯林斯基(Kevin Roslinski)也认为吊带密封技术正在上升,但大多数吊带仍未密封。他说:“不幸的是,人们还不知道海豹的好处。”

所有的金属丝在微观层面上都是多孔的,这可以通过金属丝浸入水中时出现气泡来证明。照片由Hernon制造公司提供。

它是如何做的

线束的孔隙密封可以采用三种方法中的任何一种:湿真空、湿真空加压力或干真空加压力。为了确定哪种工艺是最好的,必须考虑几个因素。这些因素包括要浸渍的线束的数量和长度、线束的孔隙率、期望的密封效果和预算。

Impco公司副总裁Peter Gebhard说:“对于长度小于1米的短线组,湿式真空和压力方法是首选。对于较长的线组,或者那些需要内部全部密封的线组,干式真空和压力方法是非常有效的。”

湿真空法是最简单的方法。吊带放在一个篮子里,由起重机吊起,然后浸入一个装满树脂的钢罐中。罐必须保持真空状态,但不需要额定压力。

在罐关闭后,在28到29英寸的水银水平上施加真空,以除去罐内的空气、树脂和线束内的孔隙。真空应用的时间足以确保足够的脱气(通常5到10分钟)。

当脱气完成时,将残留的真空释放到大气中。在大气压下,线束在树脂中浸泡在树脂中,直到树脂彻底渗透到孔隙座中。在足够的浸泡时间之后,篮子被抬起罐。

现在必须洗涤并固化线束。洗涤涉及将篮子浸入一到三个室温清洁水中。用树脂密封的皮带,使得在室温下固化厌氧。用需要加热固化的树脂密封的线束浸入热水箱(约195°F)中10至20分钟,然后空气干燥。

Impco Inc.的技术总监迈克尔•巴卢(Michael Ballou)说,湿式真空和压力法只使用一个压力容器或高压釜,而不使用储罐。线束篮浸在充满树脂的压力容器或高压釜中。真空用于除气,剩余的真空被释放到大气中。

然后将压力施加在80至100psig的水平上并保持足够长的长度以促进完全树脂渗透到线束的孔隙(通常是五到10分钟)。大型孔隙率比非常精细的微观孔隙更快。在压力下足够的时间后,容器或高压釜通风至大气,并除去篮子。然后洗涤线束并固化。

干燥真空和压力方法优选用于具有非常小的孔隙率和非常严格的密封要求的线束。它需要压力容器或高压釜和树脂储罐。

马具篮被放入高压釜,然后关闭。真空用于脱气和保持树脂从储罐转移到高压釜。当树脂达到一个水平约6英寸以上的线束,转移是完整的。剩余的真空被释放到大气中。

施加压力并保持树脂完全渗透。在压力下经过所需的时间后,树脂被转移回储罐中。该高压釜被排气到大气中,并且马具篮被移除,清洗和固化。

这张照片(放大50倍)显示了一个已经密封的针脚连接器接口,消除了水或化学物质潜在的破坏性泄漏路径。照片由Impco公司提供。

树脂和设备

虽然大多数线束密封是在Magna-Tech的设施中完成的,但一些密封是由制造商完成的。几家供应商销售制造商需要密封线束的树脂和设备。一些供应商还提供封口服务。

汉高公司的Loctite Flexseal 5100和5110是专为电线线束使用的甲基丙烯酸酯树脂。他们治愈厌氧。

这种树脂含有一种荧光指示剂,当紫外线照射在固化的树脂上时,它会显示蓝色,这样就很容易识别孔隙,并确认它们已经被填满了。柔性密封5100和5110可以承受高达450华氏度的温度。

HPS 1200是来自Hernon Manufacture的二甲基丙烯酸酯树脂。HPS 1200在25分钟内填充孔隙座,并在室温下将厌氧地固定在一到三小时内。树脂可以承受高达350 f的温度。

Hernon还开发了一种专有的HPS树脂,Magna-Tech将其用作Enviroseal浸渍系统的一部分。此外,两家公司正在合作开发第三种用于超大型电线的专有HPS树脂:2 - 2/0 AWG。

来自Impco的Polyflex 140是甲基丙烯酸酯树脂,其在140°F处固有固定。其柔韧性可以更加难以或更柔软,这取决于应用,以更好地承受线束连接器中发现的不同材料的热循环。Polyflex 140具有200 f的闪点,可承受高达350 f的温度。

线头密封设施可以使用Impco的Res 'Net系统回收清洗水中的任何PolyFlex 140树脂。该系统不断地将水从树脂中分离出来,树脂不会被稀释,以后可以用于密封线束。