Depanarea modurilor obișnuite de defecțiune în aplicațiile de încălzire cu cartuș pătrat de 6x6mm

Un inginer de calitate se uită la un cartuș de încălzire pătrat de 6x6 mm spart care a fost scos dintr-o matriță de producție. Încălzitorul pare în regulă la exterior, dar un test de continuitate arată că a eșuat deschiderea. În urmă cu doar trei luni, încălzitorul a fost înlocuit, ceea ce este mult mai scurt decât durata de viață declarată. Înainte de a pune un alt încălzitor și de a risca o nouă defecțiune timpurie, inginerul se uită mai mult la el pentru a afla ce a cauzat cu adevărat defectarea acestuia. Cercetarea arată modele care indică anumite probleme de bază și fiecare are nevoie de o soluție diferită.

Cel mai tipic tip de defecțiune este o defecțiune a circuitului deschis, care este atunci când încălzitorul încetează complet să conducă electricitatea. Acest lucru înseamnă de obicei că firul care conectează interiorul sa rupt undeva pe lungimea sa. Ruperea are loc, de obicei, într-un loc în care firul a devenit prea fierbinte, ceea ce a accelerat oxidarea și a cauzat ruperea acestuia. La încălzitoarele cu cartuș pătrat de 6x6 mm, circuitele deschise sunt cauzate de obicei de transmisia proastă a căldurii, care face unele zone mai fierbinți decât altele. Dacă o parte a încălzitorului nu își poate transfera căldura piesei de prelucrat, acea parte devine mai fierbinte, firul se oxidează mai repede și se rupe.


Pentru a găsi sursa unui circuit deschis, trebuie să vă uitați la mai mult decât la încălzire. Dacă un încălzitor nu mai funcționează la mijlocul lungimii sale încălzite, ar putea fi din cauza unui punct fierbinte generat de un contact slab în acea zonă. Ar putea fi o problemă cu canelura din acea zonă sau ceva s-ar fi blocat acolo și s-ar fi putut opri contactul. Dacă un încălzitor se defectează lângă capătul rece, înseamnă că temperatura este prea ridicată în punctul în care partea încălzită se întâlnește cu ieșirea de plumb. Dacă partea rece este prea scurtă pentru lucrare sau dacă căldura se deplasează înapoi în regiunea de terminare din zona încălzită, acest lucru se poate întâmpla.

Defecțiunile de scurtcircuit apar atunci când firul de rezistență atinge mantaua. Încălzitorul ar putea funcționa în continuare, dar controlerul ar putea să nu funcționeze corect sau încălzitorul ar putea declanșa dispozitivele de protecție a circuitului. De cele mai multe ori, scurtcircuitele interne sunt cauzate de defectarea izolației. Când izolația cu oxid de magneziu este etanș, face o treabă grozavă de a împiedica trecerea electricității prin ea. Dar dacă apa pătrunde în interiorul încălzitorului, izolația ar putea face conductivă. Această umiditate poate apărea din locuri cu umiditate ridicată, condens pe matrițe-răcite cu apă sau metode de curățare care pun lichide în apropierea terminalelor de încălzire.

Umflarea sau deformarea tecii este un semn al anomaliilor interne care s-au agravat atât de mult încât au cauzat daune fizice. Când firul de rezistență devine prea fierbinte, se poate întinde atât de mult încât să îndoaie teaca spre exterior. Această stare se întâmplă aproape întotdeauna când ceva rulează mult timp la densități de wați prea mari pentru ca aplicația să le poată gestiona. Învelișul devine mai mare, deoarece temperatura din interiorul ei a crescut atât de mare încât materialele încep să se descompună și să crească dincolo de ceea ce poate susține teaca. După ce se întâmplă acest lucru, încălzitorul nu poate fi reparat și trebuie înlocuit.

Multe probleme cu încălzitorul sunt cauzate de defecțiuni ale cablurilor de plumb. Firul de rezistență intern se conectează la cablurile externe de la capătul rece al încălzitorului. Dacă această conexiune devine prea fierbinte, se poate defecta mecanic sau electric. Supraîncălzirea la terminații este adesea cauzată de o lungime a capătului rece care este prea scurtă. Capătul rece trebuie să fie suficient de departe de zona încălzită pentru ca terminalele să nu depășească limitele de temperatură ale materialelor utilizate. Pentru încălzitoarele de 6x6 mm, aceasta înseamnă de obicei un capăt rece de cel puțin 15 până la 20 de milimetri. Cu toate acestea, pentru aplicații cu temperaturi mai ridicate, poate fi necesar un capăt rece mai lung.

Dacă încălzitorul funcționează doar ocazional și nu tot timpul, ar putea fi o problemă de conexiune. Dificultăți intermitente pot apărea dacă terminația la controler este slăbită, firul de plumb este parțial deteriorat și face contact doar intermitent sau firul de rezistență s-a despărțit, dar nu este complet separat. Poate fi greu să-ți dai seama ce este în neregulă cu aceste încălzitoare, deoarece s-ar putea să funcționeze OK atunci când le scoți din unealtă, dar nu când le pui înapoi și le încălzi. Verificarea conexiunilor de la controler la încălzitor și asigurarea faptului că toate terminalele sunt strânse corespunzător arată frecvent unde este problema.

Schimbările de temperatură pe toată lungimea încălzitorului arată că există probleme de contact. Când este montat corect, un cartuș de încălzire pătrat de 6x6 mm ar trebui să distribuie uniform căldura de-a lungul secțiunii sale încălzite. Calitatea atingerii se schimbă dacă o parte este mai fierbinte sau mai rece decât celelalte. Când încălzitorul este pornit, imaginile termice arată aceste schimbări foarte clar. Punctele fierbinți arată unde încălzitorul devine prea fierbinte, deoarece contactul nu este bun. Peticele reci arată locuri în care contactul este atât de rău încât căldura nu se poate mișca deloc. Ambele lucruri limitează durata de viață a încălzitorului și fac procesul mai puțin consistent.

Durata de viață scurtă, chiar și cu o instalare adecvată, arată că există probleme cu sistemul. Dacă mai mult de un încălzitor din aceeași aplicație eșuează prea devreme, problema este probabil cu aplicația în sine și nu cu încălzitoarele. Unele probleme sistemice comune sunt densitățile de wați care sunt prea mari pentru răcirea disponibilă, lungimile de capăt reci care sunt prea scurte pentru temperatura de funcționare sau materialele de înveliș care nu funcționează bine cu mediul. Compararea specificațiilor încălzitorului cu modul în care funcționează de fapt arată de obicei probleme care duc la defecțiuni constante.

Istoricul defecțiunilor oferă informații utile pentru diagnosticarea problemelor. Un încălzitor care se defectează după un anumit număr de cicluri termice este probabil din cauza oboselii termice. Dacă se rupe numai după ce a fost scos și repus, ar putea fi din cauza deteriorării în timpul instalării. Dacă unul nu reușește atunci când umiditatea este ridicată, ar putea însemna că umiditatea intră. Urmărirea defecțiunilor, cum ar fi cât a durat fiecare încălzitor și ce s-a întâmplat când s-a rupt, vă poate ajuta să găsiți modele care indică cauze specifice.

Deoarece cartușul de încălzire pătrat de 6x6mm este atât de mic, trebuie să îi acordați o atenție deosebită atunci când faceți o analiză a defecțiunilor. S-ar putea să nu fie ușor să vezi vătămarea fizică. S-ar putea să vedeți semne de supraîncălzire doar când le priviți îndeaproape. Dar modelele de defecțiune-unde are loc ruptura, cum arată interiorul și cum a acționat încălzitorul înainte de a se sparge-ne pot ajuta toate să ne dăm seama ce a mers prost. Aceste modele transformă defecțiunile încălzitorului din puzzle-uri iritante în probleme tehnice care pot fi rezolvate.