一種箱體漏水的質(zhì)量管控方法

呂鐵生

摘 要：高良率是生產(chǎn)制程的目標(biāo)之一，也是考核研發(fā)、工藝、生產(chǎn)的重要品質(zhì)指標(biāo)，出于成本管控，普遍采用水冷散熱的結(jié)構(gòu)，大部分廠家都會(huì)采用箱體合箱密封的方式，所以如何保證合箱之后長(zhǎng)期使用不漏水一直是研發(fā)、工藝、品質(zhì)都在研究的重要內(nèi)容，為了進(jìn)行有效管控，促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量提升，本文主要從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段到產(chǎn)品量產(chǎn)裝車后對(duì)箱體漏水管控的方法進(jìn)行討論。

關(guān)鍵詞：水冷散熱；合箱體密封；仿真實(shí)驗(yàn)；管控方法；應(yīng)力；變更；質(zhì)量事故

1. 實(shí)驗(yàn)部分

試驗(yàn)策劃對(duì)箱體漏水管控至關(guān)重要，可以起到良好的預(yù)防作用。從實(shí)踐看來，以下驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)對(duì)箱體漏水預(yù)防非常有用。①水道仿真實(shí)驗(yàn)，②IP67實(shí)驗(yàn)，③箱體振動(dòng)，④氣密性檢測(cè)，⑥水道耐久試驗(yàn)，⑦高低溫實(shí)驗(yàn)，⑧合箱體粘膠工藝對(duì)比等。

1.1水道氣密性仿真實(shí)驗(yàn)：

應(yīng)用有限元的方法對(duì)水道的氣密性進(jìn)行評(píng)估。因?yàn)闅饷苄苑治鲋皇巧婕暗剿啦糠?，因此?duì)模型進(jìn)行合理簡(jiǎn)化，減少計(jì)算量。

1.1.1模型材料參數(shù)

箱體材料為鋁，護(hù)套材料為塑料，材料參數(shù)如表1所示。

1.1.2分析說明

1.1.2.1對(duì)箱體水道進(jìn)行氣密性分析，在上下箱體之間形成的密封空腔內(nèi)施加恒定壓力載荷，計(jì)算10kpa載荷下的受力與位移情況。

1.1.2.2對(duì)上下箱體水道之間的空腔按20L流量分別施加不同的壓力載荷，并且計(jì)算不同水管入口情況下的受力與位移情況。如下圖所示：

1.1.3分析結(jié)果：

1.1.4根據(jù)以上結(jié)果可以得出以下結(jié)論：

1.1.4.1一般情況下，當(dāng)密封間隙小于1E-5m時(shí)，密封性良好。

1.1.4.2邊緣部位的位移結(jié)果，在水道蓋板的位移圖中，蓋板密封邊緣最容易導(dǎo)致密封不良的出現(xiàn)。

1.1.4.3流量越大時(shí)，兩個(gè)入水口工況中，邊緣部位中最容易密封不良的位移變形量為1.7E-5m > 1E-5m，漏水風(fēng)險(xiǎn)越高。

2、經(jīng)過多年數(shù)據(jù)匯總分析，結(jié)合實(shí)踐過程中的案例，對(duì)箱體漏水的質(zhì)量管控方法主要有以下幾種：

2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理箱體應(yīng)力無法釋放導(dǎo)致的控制器漏水管控方法

案例：通過報(bào)表統(tǒng)計(jì)，某企業(yè)合箱體控制器2015年和2016年第一季度在裝配過程中頻繁出現(xiàn)氣密性測(cè)試不過的現(xiàn)象。其中約40pcs為上箱體安裝面裂紋。查找原因發(fā)現(xiàn)：箱體設(shè)計(jì)不合理，外界應(yīng)力無法得到釋放，應(yīng)力導(dǎo)致箱體有穿透性裂紋，在裝配氣壓測(cè)試時(shí)不過。

此問題對(duì)生產(chǎn)及產(chǎn)品品質(zhì)造成很大困擾，比如熱脹冷縮、抬放時(shí)的劇烈震動(dòng)、受力不均等都會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生應(yīng)力影響。因此需要從設(shè)計(jì)上更改，經(jīng)過品質(zhì)一班人的推動(dòng)討論：上箱體增加加強(qiáng)筋，下箱體增大四個(gè)R角半徑，對(duì)四個(gè)角剪針。同時(shí)更改結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，增加了加強(qiáng)筋。

通過此項(xiàng)管控措施對(duì)組裝過程中由于設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致氣密性不良已經(jīng)得到有效改善。

3.2箱體設(shè)計(jì)壓強(qiáng)受力不均勻?qū)е碌穆┧芸胤椒?/p>

案例：2015年7月某工廠合箱體開蓋觀察到，下箱體有嚴(yán)重發(fā)霉的跡象，調(diào)查發(fā)現(xiàn)：使用水道氣密性測(cè)試系統(tǒng)檢查，發(fā)現(xiàn)過線孔位置有液體流出，判定此處密封失效，將合箱體拆開觀察，對(duì)比螺釘孔間距，發(fā)現(xiàn)此處間距最長(zhǎng)，合箱體壓強(qiáng)較小。

圍繞增大壓強(qiáng)采取臨時(shí)措施和永久措施的驗(yàn)證，臨時(shí)措施是將箱體預(yù)裝完成后，進(jìn)入高溫房烘烤，使合箱體彈性完全釋放，出高溫房后再鎖緊一遍，前后箱體扭矩均值如下表所示：

永久措施：在過線孔旁箱體開孔，再增加一個(gè)螺釘鎖緊，實(shí)驗(yàn)證明可以有效增大壓強(qiáng)。

總結(jié)：箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮全面，應(yīng)認(rèn)真考慮此設(shè)計(jì)有沒有缺陷，借鑒成功的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)早期問題從而提前改善產(chǎn)品質(zhì)量。

3.3生產(chǎn)過程中合箱體用膠不合理導(dǎo)致的漏水

案例：某企業(yè)上、下箱體合箱體使用15**膠，干燥后不能起到防水作用，箱體防水性能沒有達(dá)到IP67。

通過仔細(xì)的調(diào)查，漏水根本原因?yàn)?5**平面密封膠在合箱體壓力作用下被擠壓到別處，導(dǎo)致密封處膠量不夠，因而造成密封性不好，直接導(dǎo)致了批量返回升級(jí)更換為M膠，經(jīng)過品質(zhì)的推動(dòng)驗(yàn)證貼M膠的防水性能可以達(dá)到IP67。對(duì)使用15**平面密封膠的箱體重新測(cè)試水道密封性，測(cè)試不合格的，均返工更換M膠重新合箱體；同時(shí)，推動(dòng)所有的項(xiàng)目均切換變更為密封性能更好的M膠，15**膠合箱體不再使用。

3.4變更引起的漏水過程管控

案例：某企業(yè)連續(xù)出現(xiàn)5例箱體漏水故障件，經(jīng)過對(duì)漏水箱體進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析，我們發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)的箱體水道密封圈槽上面只貼了1條寬度為10mm的M膠，導(dǎo)致關(guān)鍵位置M膠覆蓋范圍較小。

通過仔細(xì)的調(diào)查，漏水根本原因?yàn)橄潴w水道密封圈槽上面只貼了1層M膠，M 膠在合箱體壓力下被擠壓到別處，導(dǎo)致密封處膠量不夠，因而造成密封性不好，進(jìn)而引發(fā)箱體漏水事故。

進(jìn)一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)，前期貼M膠是寬度為7mm的M膠貼2道，后變更貼膠工藝，將M膠變更為寬度10mm貼1條，因變更貼膠工藝而引發(fā)了箱體漏水事故。

此事提醒我們?cè)谘b配時(shí)注意方法，要時(shí)刻意識(shí)到細(xì)節(jié)決定成敗，一個(gè)小小的變更問題都有可能造成嚴(yán)重的后果。

3.5運(yùn)輸途中引起的漏水質(zhì)量事故管控方法

案例：某企業(yè)反饋拆箱發(fā)現(xiàn)5pcs控制器下蓋有發(fā)霉現(xiàn)象，水管膠套從水管口彈出。調(diào)查發(fā)現(xiàn)：箱體控制器出貨時(shí)水道殘留水量過多，在高溫環(huán)境下經(jīng)過運(yùn)輸過程中的振動(dòng)，水管膠套脫落，從而導(dǎo)致水道殘留水流出，水在包裝箱密封環(huán)境下高溫蒸發(fā)，從而導(dǎo)致箱體在不同部位氧化發(fā)黑。

針對(duì)這類問題，可行方案是：更改水道吹水方式：箱體先平放吹水，再側(cè)放吹水，最后水管方向朝下約30℃放置吹水。水管膠套使用兩根扎帶綁緊。

綜上所述，不難看出箱體漏氣/漏水根本原因是：箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理所造成，工藝過程我們推薦使用摩擦焊能從根本解決問題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張公緒、孫靜等.《質(zhì)量工程師手冊(cè)》.企業(yè)管理出版社，1994，18（4）：20-22.