稱(chēng)重傳感器的防護(hù)與密封

【摘 要】 防護(hù)與密封是稱(chēng)重傳感器耐受客觀環(huán)境和感應(yīng)環(huán)境條件影響而能穩(wěn)定可靠工作的根本保障，因此它是制造工藝流程中的要害工序，防護(hù)密封技術(shù)與工藝必須先進(jìn)、合理、可靠?；谶@一理念，本文重點(diǎn)介紹了稱(chēng)重傳感器防護(hù)與密封的基礎(chǔ)；通用IP防護(hù)與密封標(biāo)準(zhǔn)體系及其密封性能試驗(yàn)方法；表面密封、盲孔灌封材料的特點(diǎn)、選擇及膠封工藝；對(duì)焊接密封技術(shù)與裝備的要求及焊接密封工藝。并簡(jiǎn)單介紹了柯伐合金密封端子的特點(diǎn)及應(yīng)用方法。
【關(guān)鍵詞】 稱(chēng)重傳感器；防護(hù)與密封；表面密封；盲孔灌封；焊接密封
一、概述
防護(hù)與密封是稱(chēng)重傳感器制造工藝流程中的要害工序，是稱(chēng)重傳感器耐受客觀環(huán)境和感應(yīng)環(huán)境條件影響而能穩(wěn)定可靠工作的根本保障。粘貼在稱(chēng)重傳感器彈性元件上的電阻應(yīng)變計(jì)，以及所用的應(yīng)變膠粘劑，都會(huì)受到空氣中水分和氧氣的影響，因?yàn)樗軡B入幾乎所有的聚合物，而產(chǎn)生增塑。如果防護(hù)與密封不良，電阻應(yīng)變計(jì)和應(yīng)變膠粘劑吸收空氣中的水分，就會(huì)使膠粘劑層膨脹增塑，造成絕緣電阻、粘結(jié)強(qiáng)度和剛性急劇下降，引起零點(diǎn)漂移和輸出無(wú)規(guī)律變化，直至稱(chēng)重傳感器失效。此時(shí)稱(chēng)重傳感器的制造工藝再、技術(shù)性能指標(biāo)再優(yōu)良也無(wú)法發(fā)揮作用，所以穩(wěn)定性和可靠性是稱(chēng)重傳感器的前提性技術(shù)指標(biāo)。確保此項(xiàng)指標(biāo)必須進(jìn)行有效的防護(hù)與密封，提高稱(chēng)重傳感器防潮、防水、防鹽霧性能和抗振動(dòng)、沖擊的能力。
稱(chēng)重傳感器在使用過(guò)程中，受到水的直接噴射和浸泡，潮氣的滲入都會(huì)使應(yīng)變膠粘劑的粘結(jié)強(qiáng)度和絕緣電阻下降，因?yàn)槌睔獠⒉?是H20，通常是許多復(fù)雜的水溶液，它能滲入各種聚合物，使其增塑而改變性能。鹽霧是一種氣溶膠狀體，主要成份是氯化鈣、氯化鎂和其它雜質(zhì)，對(duì)彈性元件、電阻應(yīng)變計(jì)和應(yīng)變膠粘劑有較強(qiáng)的腐蝕作用。這是稱(chēng)重傳感器防護(hù)與密封的重點(diǎn)，如果防護(hù)與密封不良，將使此前各項(xiàng)工藝成果前功盡棄，可見(jiàn)防護(hù)與密封的重要性。
二、防護(hù)密封的基礎(chǔ)與方法
稱(chēng)重傳感器防護(hù)與密封的基礎(chǔ)，是涂刷電阻應(yīng)變計(jì)防護(hù)面膠。對(duì)防護(hù)面膠的要求是：
（1）絕緣強(qiáng)度＞5000MΩ，體積電阻1014～1018Ω.cm；
（2）與金屬表面有很強(qiáng)的粘結(jié)力，防止潮濕氣體從界面滲入；
（3）吸潮性小，內(nèi)聚強(qiáng)度大；
（4）固化反應(yīng)不釋放有害化合物，對(duì)電阻應(yīng)變計(jì)無(wú)腐蝕作用；
（5）固化成膜后柔軟并在彈性元件應(yīng)變范圍內(nèi)恒彈性。
電阻應(yīng)變計(jì)防護(hù)面膠的涂刷時(shí)機(jī)與涂刷前的清洗至關(guān)重要。在稱(chēng)重傳感器生產(chǎn)工藝流程中，是在完成下列兩項(xiàng)工作后進(jìn)行，其一是貼片、加壓固化、卸壓后固化、質(zhì)量檢
查、粘貼端子、焊線(xiàn)組橋和測(cè)量絕緣電阻各工序質(zhì)量合格；其二是對(duì)工序質(zhì)量合格的彈性元件進(jìn)行整體清洗。彈性元件整體清洗后必須盡快放入高溫試驗(yàn)箱內(nèi)，加溫40℃并保溫一定時(shí)間，從箱內(nèi)取出彈性元件在干燥的環(huán)境條件下涂刷防護(hù)面膠⑴。其目的是防止電阻應(yīng)變計(jì)在生產(chǎn)過(guò)程中受潮，并為后的防護(hù)與密封打好基礎(chǔ)。
國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多的電阻應(yīng)變計(jì)防護(hù)面膠主要有丙烯酸酯和橡膠型膠粘劑兩種類(lèi)型。
單組份的丙烯酸酯膠粘劑應(yīng)用較為普遍，由于其分子鏈末端具有丙烯酸基因或甲基丙烯酸基因，所以活性大，涂層薄、彈性好、粘結(jié)力強(qiáng)、界面密封性能好。主要品種有美國(guó)產(chǎn)品液態(tài)的氯丁橡膠，美國(guó)BLH公司J型防護(hù)面膠，美國(guó)V－MM公司M－Coat C型、D型防護(hù)面膠⑵，以及我國(guó)研制的P5型防護(hù)面膠。
橡膠型膠粘劑應(yīng)用較多的膠型主要有：美國(guó)Dow Corning公司的3140和日本東芝株式會(huì)社的TSE397、TSE399單組份硅橡膠。國(guó)內(nèi)此類(lèi)膠型的產(chǎn)品較多，主要有室溫固化單組份硫化硅橡膠ND－703、ND－704、ND－705、ND－81、ND901等20余個(gè)品種，基本符合電阻應(yīng)變計(jì)防護(hù)面膠的技術(shù)要求。
稱(chēng)重傳感器的防護(hù)與密封主要有表面密封、盲孔灌封和焊接密封三種方法。由于波紋平膜片、雙層膜片、杯形膜片的設(shè)計(jì)制造技術(shù)，焊接工藝裝備，制造成本等原因，目前世界各國(guó)稱(chēng)重傳感器的防護(hù)與密封仍以表面密封和盲孔灌封的膠封為主。
三、通用IP防護(hù)與密封標(biāo)準(zhǔn)體系及其密封性能試驗(yàn)方法
1、通用IP防護(hù)與密封標(biāo)準(zhǔn)體系
上通用的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)體系（International Protection）采用3個(gè)依次排列的數(shù)字表示，按數(shù)字順序分別表示防塵、防潮（或防水）、抗沖擊。例如IP675，表示*防塵；防水深度15cm～1m；抗沖擊能量200焦耳。因稱(chēng)重傳感器本身具有抗振動(dòng)、沖擊能力，所以省略第3位數(shù)字，只用兩位數(shù)字表示即可。IP防護(hù)與密封體系2位數(shù)字表示內(nèi)容如下：
位數(shù)字表示防塵等級(jí)
1——防護(hù)固體顆粒到50mm；
2——防護(hù)固體顆粒到12mm；
3——防護(hù)固體顆粒到2.5mm；
4——防護(hù)固體顆粒到1.0mm；
5——進(jìn)入防塵范圍（基本防塵）；
6——*防塵。
第二位數(shù)字表示防潮（或防水）等級(jí)
0——不防護(hù)；
1——防護(hù)垂直下降的來(lái)水；
2——防護(hù)從垂直方向一直到15o來(lái)水的直接噴射；
3——防護(hù)從垂直方向一直到60o來(lái)水的直接噴射；
4——防護(hù)范圍來(lái)水的直接噴射；
5——防護(hù)水從低壓噴嘴進(jìn)行噴射；
6——防護(hù)水從高壓噴嘴進(jìn)行噴射；
7——防護(hù)水深度在15cm～1m之間；
8——防護(hù)在壓力下長(zhǎng)時(shí)間浸泡。
2、防護(hù)與密封性能試驗(yàn)方法
試驗(yàn)，對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)是工藝性試驗(yàn)，由于防護(hù)與密封質(zhì)量已包含在各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)中，特別是穩(wěn)定性和可靠性指標(biāo)中。因此在“稱(chēng)重傳感器”國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)量檢定規(guī)程中沒(méi)有明確規(guī)定。許多生產(chǎn)企業(yè)在進(jìn)行性能試驗(yàn)時(shí)，都參照國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程中的濕度試驗(yàn)方法，只是用水箱代替濕熱試驗(yàn)箱進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試。
按要求的水深將稱(chēng)重傳感器放置在水箱內(nèi)48小時(shí)后取出，擦掉表面水痕，在室溫下放置2～4小時(shí)，按濕度試驗(yàn)測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)量，試驗(yàn)前后靈敏度變化應(yīng)不超過(guò)重復(fù)性誤差。
四、表面密封
1、表面密封方法、特點(diǎn)及材料選擇
表面密封方法用于既無(wú)外殼密封又無(wú)盲孔灌封的稱(chēng)重傳感器，主要是電子計(jì)價(jià)秤、電子臺(tái)秤用鋁合金平行梁結(jié)構(gòu)的稱(chēng)重傳感器。其密封方法是在電阻應(yīng)變計(jì)、引線(xiàn)與焊線(xiàn)端子、補(bǔ)償片電阻的面膠上，再涂一層防護(hù)與密封材料，使電阻應(yīng)變計(jì)及其面膠等與空氣隔離并得到很好的保護(hù)，達(dá)到防護(hù)與密封的目的。其特點(diǎn)是密封工藝和涂覆作業(yè)雖然比較簡(jiǎn)單，但對(duì)已涂刷的面膠和彈性元件表面的潔凈度要求較高，必須嚴(yán)格處理并在符合要求的環(huán)境條件下涂覆，各項(xiàng)涂覆工序如有不周全將引起絕緣下降，達(dá)不到絕緣電阻＞5000MΩ的要求。
對(duì)表面防護(hù)與密封材料的要求是：
（1）優(yōu)良的粘結(jié)性能，即與電阻應(yīng)變計(jì)的防護(hù)面膠層、彈性元件表面粘結(jié)性好；
（2）良好的防潮耐水性能和耐低溫性能；
（3）具有較高的電絕緣性能、穩(wěn)定的物理與化學(xué)性能；
（4）酸堿度呈中性，對(duì)電阻應(yīng)變計(jì)面膠等無(wú)腐蝕作用；
（5）涂覆應(yīng)力低，固化體積收縮小；
（6）在稱(chēng)重傳感器使用溫度范圍內(nèi)（一般為-20℃～70℃）柔軟，彈性好，不增加剛度；
（7）操作方便，涂刷性好，固化工藝簡(jiǎn)單；
（8）成本較低，容易保存。
2、表面密封工藝
表面密封有單層和多層密封兩種工藝。表面單層密封是在電阻應(yīng)變計(jì)防護(hù)面膠涂層的基礎(chǔ)上，再涂一層防護(hù)與密封材料。這類(lèi)表面防護(hù)與密封材料較多，比較理想的防潮涂料是美國(guó)介紹的液態(tài)異丁橡膠，其配方為：橡膠10％、填料50％、增韌劑10％、
膠3％～5％、溶劑25％～27％。代表性的還有美國(guó)V－MM公司的M－Coat FBT溶劑稀釋的丁基橡膠，日本信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社的KE441型單組份液態(tài)硅橡膠。硅橡膠密封材料有一個(gè)共同缺點(diǎn)，即固化時(shí)揮發(fā)出酒精等成份，對(duì)防護(hù)面膠和彈性元件表面有一定的影響，為克服這一缺點(diǎn)，而采用多層密封。
表面多層密封是利用多種防護(hù)與密封材料的特性和它們之間的互補(bǔ)性，組成一個(gè)具有優(yōu)良防護(hù)性能的表面密封結(jié)構(gòu)。這種防護(hù)與密封結(jié)構(gòu)是由內(nèi)層的防護(hù)膠粘劑，中層的密封薄膜和外層的硅橡膠構(gòu)成?？拷娮钁?yīng)變計(jì)的內(nèi)層防護(hù)膠粘劑主要起粘結(jié)密封薄膜作用，外層硅橡膠起一定的密封和機(jī)械防護(hù)作用，真正起防潮、防水、防鹽霧等密封作用的是中層的密封薄膜，如果密封薄膜底面帶有膠粘劑，就不用再涂刷防護(hù)膠粘劑。在這類(lèi)密封薄膜中應(yīng)用較多的是PTFE密封薄膜和聚胺酯密封薄膜。PTFE密封薄膜實(shí)際上是雙面經(jīng)過(guò)特殊處理的聚四氟乙烯薄膜，它具有防濕熱、耐水解性能好，抗大氣老化和化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)的特點(diǎn)。有關(guān)資料給出，厚度為0.1mm的聚四氟乙烯薄膜在室外暴露六年多，其外觀和機(jī)械性能等均無(wú)明顯變化。PTFE密封薄膜的技術(shù)性能為：
（1）使用溫度范圍 -100℃～200℃；
（2）伸長(zhǎng)率 20％～400％；
（3）體積電阻 （20℃/50％RH）＞108Ω.cm；
（4）介質(zhì)損耗角 （106Hz）0.0002。
五、盲孔灌封
1、盲孔灌封方法、特點(diǎn)及材料選擇
顧名思義，盲孔灌封就是無(wú)需設(shè)計(jì)密封外殼，利用彈性元件應(yīng)變區(qū)內(nèi)的盲孔、通孔等結(jié)構(gòu)，選擇合適的高分子防護(hù)與密封材料，根據(jù)其分子結(jié)構(gòu)和聚集狀態(tài)進(jìn)行配方設(shè)計(jì)，后將其分層澆灌在盲孔內(nèi)，固化后即可起到防護(hù)與密封作用。盲孔灌封方法實(shí)際上是在彈性元件盲孔內(nèi)的電阻應(yīng)變計(jì)、焊線(xiàn)端子、補(bǔ)償元器件已涂覆的防護(hù)面膠上，澆灌一層或多層防護(hù)與密封材料，以及金屬防護(hù)蓋，經(jīng)固化形成一個(gè)整體的防潮、防水密封絕緣彈性體。
由于盲孔外層的灌封材料長(zhǎng)期與空氣中的水份和氧氣接觸，所以對(duì)其技術(shù)性能要求較高，主要是：
（1）極優(yōu)良的防潮性能；
（2）良好的粘結(jié)性能；
（3）優(yōu)良的電絕緣性能；
（4）固化發(fā)熱少，收縮率低，為較硬結(jié)構(gòu)且彈性好；
（5）分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，耐老化，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好；
（6）使用溫度范圍大于稱(chēng)重傳感器工作溫度范圍；
（7）工藝簡(jiǎn)單，室溫固化，如必須加溫時(shí)，其固化溫度應(yīng)小于80℃；
（8）無(wú)毒或低毒，對(duì)操作者影響小，成本低。
此外，對(duì)電性能、耐老化性能、物理機(jī)械性能等也應(yīng)有具體要求。
電性能：一般要求是具有較高的擊穿電壓和絕緣電阻，較小的介電常數(shù)和介電損耗。
耐老化性能：首先是具有較高的耐濕熱老化能力，在濕熱環(huán)境中體積電阻率應(yīng)大于1010Ω.cm；其次是較好的耐高低溫能力，應(yīng)保證在-20℃～70℃范圍內(nèi)仍有優(yōu)良的綜合性能，特別是彈性性能。
物理機(jī)械性能：抗拉強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度要大，韌性要好，線(xiàn)膨脹系數(shù)和收縮率要小。
2、盲孔灌封工藝
任何應(yīng)變膠粘劑和防護(hù)與密封材料，嚴(yán)格說(shuō)來(lái)都有吸收潮氣的特性，僅靠較薄的一層防護(hù)面膠不足以抵抗空氣中的水份和氧氣浸害，因此必須在盲孔、應(yīng)變通孔、彈性元件與外殼之間的空腔內(nèi)，全部灌滿(mǎn)防護(hù)與密封材料，使電阻應(yīng)變計(jì)、各種補(bǔ)償電阻等與外界環(huán)境條件*隔離，阻礙潮氣、水份和鹽霧浸入，提高防護(hù)與密封能力。
盲孔灌封分為盲孔內(nèi)電阻應(yīng)變計(jì)、短接線(xiàn)、補(bǔ)償元器件加固和外層灌封及粘貼金屬防護(hù)蓋兩個(gè)階段進(jìn)行。
（1）補(bǔ)償元器件加固
補(bǔ)償元器件加固就是用加固材料將盲孔內(nèi)和引線(xiàn)盒內(nèi)的補(bǔ)償元器件、電阻絲和連接線(xiàn)等加固密封，保護(hù)引線(xiàn)和焊點(diǎn)提高抗振動(dòng)、沖擊載荷的能力。國(guó)內(nèi)外加固材料多采用環(huán)氧類(lèi)或聚胺酯灌封膠，對(duì)配方的要求是固化后必須成柔軟的彈性結(jié)構(gòu)⑶。這樣將其澆灌在盲孔的底層或引線(xiàn)盒內(nèi)，即可加固元器件又能起到密封作用。
環(huán)氧類(lèi)加固密封材料視樹(shù)脂和固化劑的種類(lèi)不同，有多種組合配方和加固密封工藝。雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂和低分子聚酰胺（650）組成的配方，盡管加固后有一定的韌性，抗振動(dòng)、沖擊能力較強(qiáng)，但柔軟性較差，不是理想的加固密封材料。目前應(yīng)用較多的是DG-4透明環(huán)氧膠和聚胺酯灌封膠，后者是采用端羥基聚丁二烯和多異氰酸脂為主要材料制成的，雙組份結(jié)構(gòu)，可配制成柔軟的彈性結(jié)構(gòu)。從分子式看碳氧結(jié)合是單鍵，分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易老化，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好。當(dāng)采用硅橡膠加固密封時(shí)，之前的防潮涂層不能選用聚胺脂類(lèi)膠，因?yàn)楣柘鹉z和聚胺脂涂層的粘結(jié)力較差，極容易剝落。所以應(yīng)選擇有機(jī)硅類(lèi)防潮涂層，它能改善硅橡膠與被加固密封印刷電路板等的粘結(jié)效果，提高加固密封的可靠性。
（2）盲孔灌封
一般灌封材料可分為剛性和彈性?xún)煞N結(jié)構(gòu)。剛性灌封材料為環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)、不飽和聚脂、酚醛聚脂等，其特點(diǎn)是密封性能好，但剛性大，難以更換元器件。彈性灌封材料主要有硅橡膠、聚硫橡膠、聚胺脂橡膠等，其中以室溫硫化硅橡膠和聚胺脂橡膠應(yīng)用為廣泛。
室溫硫化硅橡膠形成的彈性體能在-65℃～200℃下長(zhǎng)期使用，它具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，良好的防潮、防水和抗振性能；無(wú)毒、無(wú)味，容易灌封；能在深部硫化，且收縮率低。但在固化時(shí)將有低分子物放出，因此灌封后應(yīng)晾置一定時(shí)間，使低分子物盡量揮發(fā)，其后方可使用。
聚胺脂橡膠具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和粘結(jié)性能，硬度可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，特別適合不同結(jié)構(gòu)、不同量程的稱(chēng)重傳感器密封。聚胺脂橡膠的電性能、力學(xué)性能、耐透濕性能均優(yōu)于環(huán)氧膠，同時(shí)還具有耐水解穩(wěn)定性，防潮能力強(qiáng)，絕緣性能好，耐高壓，無(wú)腐蝕，
冷熱循環(huán)體積收縮率小等特點(diǎn)，但在配制時(shí)的反應(yīng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氣泡，所以必須在排除氣泡后才能灌封。
灌封工藝比較簡(jiǎn)單，灌封前將盲孔周?chē)逑锤蓛?，測(cè)量并記錄絕緣電阻值。按技術(shù)要求配制灌封膠，經(jīng)真空脫泡后進(jìn)行灌封，按要求固化成形。
國(guó)外盲孔多層灌封材料主要有：
1）美國(guó)Dow Corning公司生產(chǎn)的盲孔灌封膠：層為DC734雙組份柔軟結(jié)構(gòu)透明膠（電阻應(yīng)變計(jì)面膠），第二層為DC527雙組份軟硬適中灰色灌封膠，外層為DC7091密封膠⑷。
2）日本東亞合成化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社生產(chǎn)的盲孔多層灌封材料：層為KE-45TS防潮劑（電阻應(yīng)變計(jì)面膠），第二層為SE-9140RN防潮膠，外層為KE-1204LTV密封膠。
3）日本東芝株式會(huì)社生產(chǎn)的TSE3060（A）、（B）雙組份灌封膠，可配制成軟、硬兩種狀態(tài)進(jìn)行灌封。
國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的是聚胺脂灌封膠。由于它不依靠吸收空氣中的水份而固化，所以具有優(yōu)良的耐濕性、耐熱性和耐水解穩(wěn)定性，從分子式看碳氧結(jié)合是單鍵，分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使用中不易老化，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好。而硅橡膠、環(huán)氧膠的分子結(jié)構(gòu)碳氧結(jié)合是雙鍵，易斷裂，形成小分子酸性物質(zhì)，腐蝕元器件影響灌封效果。聚胺脂雙組份密封膠的灌封工藝比較簡(jiǎn)單，重量比1：8為軟質(zhì)灌封膠，重量比1：6為硬質(zhì)灌封膠，混合攪拌均勻后即可澆灌，常溫6～8小時(shí)固化，加溫40℃～60℃，3～5小時(shí)固化⑸。
六、焊接密封
1、對(duì)焊接密封技術(shù)與裝備的要求
稱(chēng)重傳感器在惡劣的環(huán)境條件下和在對(duì)穩(wěn)定性要求較高的條件下工作時(shí)，必須對(duì)其采用抽真空、充惰性氣體的焊接密封工藝。由于應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器的結(jié)構(gòu)和制造工藝的特殊性，對(duì)焊接技術(shù)和焊接工藝裝備有如下要求：
（1）焊接時(shí)的熱影響區(qū)盡量小，這就要求在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)焊縫盡量遠(yuǎn)離電阻應(yīng)變計(jì)粘貼位置；
（2）焊縫應(yīng)均勻、整齊、美觀、可靠，盡量不使膜片變形，因此要求焊接膜片設(shè)計(jì)成波紋平膜片、杯形膜片，以減少焊接變形，降低殘余應(yīng)力和對(duì)靈敏度的影響；
（3）彈性元件的坡口和焊接膜片尖角應(yīng)符合焊接要求，焊縫位置開(kāi)敞易于焊接作業(yè)，以保證焊縫質(zhì)量；
（4）工藝簡(jiǎn)單，焊接效率高。
2、焊接方法、原理與特點(diǎn)
焊接方法主要有電子束焊接、激光焊接、脈沖氬弧焊接、弱等離子焊接等，其中應(yīng)用較多的是激光焊接和脈沖氬弧焊接。
（1）電子束焊接
在電子束焊機(jī)真空腔內(nèi)進(jìn)行焊接，其焊接工藝是焊機(jī)通入電流加熱陰極，使它成為一個(gè)能發(fā)射電子的電子槍系統(tǒng)，帶有負(fù)電荷的電子束高速飛向處于高電位的稱(chēng)重傳感器
外殼、密封模片與彈性元件相貼合的焊縫。焊機(jī)的聚焦系統(tǒng)使電子束聚焦，并以*的速度沖擊到極小面積的焊縫上，將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。電子束聚焦越?xì)能量就越高度集中，可在幾分之一微秒內(nèi)，使被焊接的極小面積焊縫的溫度升高到幾千度，從而熔化被焊材料進(jìn)行焊接密封。
電子束焊接的特點(diǎn)是：
1）焊接在102～103pa壓力真空腔內(nèi)進(jìn)行，不受各種污染物影響；
2）焊接時(shí)能量快速高度集中，熱影響區(qū)小，被焊件不變形；
3）適用范圍廣，可焊接各種合金鋼、不銹鋼和有色金屬材料，焊接小厚度為0.1mm；
4）焊接后彈性元件或電阻應(yīng)變計(jì)處于102～103pa真空中，是的密封狀態(tài)，密封等級(jí)可達(dá)IP68；
5）沒(méi)有焊渣，無(wú)需清除氧化模。
電子束焊接的缺點(diǎn)是設(shè)備昂貴，焊接成本高。
（2）激光焊接
激光光束是由單色的、相位相干的電磁波組成，正因?yàn)樗膯紊院拖喔尚?，激光束的能量才可以匯聚到一個(gè)相對(duì)較小的點(diǎn)上，其功率密度能達(dá)到 107 W/cm2以上。當(dāng)激光束聚焦后射向焊縫時(shí)，焊接接頭吸收光能在局部產(chǎn)生高熱，使焊接坡口的熔化而成為一體。
稱(chēng)重傳感器的焊接密封是在激光焊接機(jī)上，利用高能激光脈沖束進(jìn)行焊接。對(duì)彈性元件焊接坡口、膜片尖角的要求與電子束焊接相同。焊接時(shí)脈沖激光電源首先把氙燈點(diǎn)亮，使其處于預(yù)燃狀態(tài)，計(jì)算機(jī)控制激光電源使氙燈脈沖放電，從而形成一定頻率、一定脈寬的光波，該光經(jīng)過(guò)聚光腔輻射到激光晶體上并使其發(fā)光，再經(jīng)過(guò)激光諧振腔諧振后發(fā)出波長(zhǎng)為1.06μm的激光，激光經(jīng)擴(kuò)束、反射、聚焦后射向被焊接稱(chēng)重傳感器的焊縫上，焊縫吸收光能，局部產(chǎn)生高熱而熔化，使彈性元件和膜片、外殼熔合為一體。
激光焊接的特點(diǎn)是：
1）激光焊是不接觸焊接，可將彈性元件放在透明真空罩內(nèi)，實(shí)現(xiàn)真空焊接密封；
2）能量集中，熱影響區(qū)小，焊接的彈性元件、膜片和外殼不變形；
3）可熔合不同金屬和合金，并能完成不同材料的異性焊接，例如金屬與陶瓷等；
4）沒(méi)有焊渣，也不需要清除氧化模。
進(jìn)口激光焊機(jī)價(jià)格昂貴，國(guó)產(chǎn)同類(lèi)機(jī)型已達(dá)到較高技術(shù)水平，并有多項(xiàng)激光發(fā)明，是稱(chēng)重傳感器焊接密封較理想的設(shè)備，它具有電腦控制，直線(xiàn)、弧線(xiàn)焊接，操作方便，焊縫質(zhì)量好，工作效率高等特點(diǎn)。
（3）脈沖氬弧焊接
脈沖氬弧焊接是保護(hù)氣體下電弧焊的一種，其特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，焊接效率高，適應(yīng)性強(qiáng)，可焊接各種鋼、鋁、鈦合金，焊接厚度0.1～2mm。缺點(diǎn)是熱影響區(qū)較大，對(duì)操作者的焊接技術(shù)要求高，不適合焊接低容量、體積較小的稱(chēng)重傳感器。
脈沖氬弧焊接設(shè)備由高頻脈沖直流焊接電源、氬氣瓶、焊槍及其固定支架、表面鋪
有厚度為3～5mm銅鈑的工作臺(tái)和自動(dòng)旋轉(zhuǎn)分度頭等組成，可進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)焊接。脈沖氬弧焊接的特點(diǎn)是：動(dòng)特性好，脈沖頻率調(diào)節(jié)范圍寬，輸出電流穩(wěn)定，電源體積小，焊接技術(shù)容易掌握，成本低而焊接質(zhì)量好。其應(yīng)用范圍是：
1）焊接0.08～1mm厚度的不銹鋼、合金鋼、鎳基合金、鈦合金及0.5～1mm厚度的鋁合金；
2）用于連續(xù)低頻脈沖、高頻脈沖各種焊接過(guò)程；
3）適合焊接較薄的波紋管、波紋平膜片、杯形膜片等。
脈沖氬弧焊接設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)為：
①電源電壓 三相380V；
②主弧電壓 40V；
③維弧電壓 150V；
④主弧電流 0.5～40A；
⑤維弧電流 1.；
⑥脈沖頻率 低頻2～10Hz ，高頻500～1500Hz。
不管是采用電子束焊接、激光焊接，脈沖氬弧焊接還是其它焊接方法,都必須進(jìn)行嚴(yán)格的檢漏,以保證焊接質(zhì)量。檢漏的方法較多，對(duì)于稱(chēng)重傳感器而言，采用氦質(zhì)譜檢漏儀進(jìn)行檢漏是比較理想的方法，因?yàn)榇朔üに囆院茫雀?，可靠性?qiáng)。為便于氦質(zhì)譜檢漏儀有效的檢查焊縫質(zhì)量，稱(chēng)重傳感器在抽真空后，應(yīng)充入90％的氮?dú)猓?0％的氦氣。
對(duì)于體積小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜而焊縫較多的稱(chēng)重傳感器，可采用較先進(jìn)的氦質(zhì)譜“真空容器正壓法”進(jìn)行檢漏。此法具有受外界因素影響小，檢漏比較簡(jiǎn)單，易于掌握，度高，檢漏結(jié)果穩(wěn)定、可靠等特點(diǎn)。
氦質(zhì)譜“真空容器正壓法”檢漏系統(tǒng)由氦子譜檢漏儀、真空容器、氦氣瓶、金屬軟管、多路導(dǎo)管和壓力表等組成。檢漏時(shí)，先將稱(chēng)重傳感器放入真空容器內(nèi)，將充氣口與容器上的接管嘴相連，容器經(jīng)由氦子譜檢漏儀抽真空，稱(chēng)重傳感器內(nèi)通入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的示漏氦氣，從檢漏儀上讀出密封面的漏率，以漏率的大小來(lái)表示焊縫的泄漏量值，或給出漏孔的大小，以判斷焊縫是否合格。
3、焊接密封的工藝特點(diǎn)
焊接密封的稱(chēng)重傳感器，除設(shè)計(jì)有結(jié)構(gòu)合理的波紋平膜片與彈性元件和密封外殼組合，杯形膜片與盲孔外環(huán)組合外，還必須設(shè)計(jì)有柯伐合金焊線(xiàn)端子的焊接口。該焊線(xiàn)端子是在稱(chēng)重傳感器焊接密封后，抽真空充惰性氣體前，焊接在出線(xiàn)口處。其作用是在焊接密封腔外，調(diào)節(jié)因焊接應(yīng)力對(duì)零點(diǎn)輸出等技術(shù)指標(biāo)的影響，即在密封腔外精調(diào)有關(guān)技術(shù)性能指標(biāo)。其柯伐合金焊線(xiàn)端子和電橋電路圖如圖3-1所示。
焊線(xiàn)端子的6個(gè)焊線(xiàn)柱，是通過(guò)玻璃粉燒結(jié)在由柯伐合金制成的圓盤(pán)上的6個(gè)圓孔內(nèi)。由于柯伐合金與玻璃粉的溫度系數(shù)一致，當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)兩者同步變化，保證焊接密封的可靠性和工作穩(wěn)定性。
圖3-1 焊線(xiàn)端子及電橋電路圖
采用電子束焊接、在真空條件下焊接、焊接后腔內(nèi)空氣很少的稱(chēng)重傳感器，不必進(jìn)行抽真空充氮?dú)馓幚?，可直接使用。焊接密封后?nèi)腔較大的稱(chēng)重傳感器，例如圓柱式、圓筒式、輪輻式、軸對(duì)稱(chēng)式結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行抽真空充氮?dú)馓幚?。它要求稱(chēng)重傳感器外殼上或彈性元件上，留有一個(gè)抽真空充氮?dú)獾腻F形孔，同時(shí)也是打入銅錐銷(xiāo)的密封孔。
抽真空充氮?dú)舛嘣?的設(shè)備上進(jìn)行，也可在經(jīng)過(guò)改造的帶有氮?dú)馄康恼婵崭稍锵鋬?nèi)進(jìn)行，要求充入干燥的氮?dú)?。抽真空充氮?dú)夂髴?yīng)對(duì)稱(chēng)重傳感器的電氣性能進(jìn)行檢查，特別是絕緣電阻和零點(diǎn)輸出指標(biāo)，如有超差應(yīng)采取措施排除或進(jìn)行腔外調(diào)整，后對(duì)腔外調(diào)整與電纜出線(xiàn)盒實(shí)施激光焊接密封或聚胺酯密封膠灌封。