一种箱体漏水的质量管控方法

吕铁生

摘 要：高良率是生产制程的目标之一，也是考核研发、工艺、生产的重要品质指标，出于成本管控，普遍采用水冷散热的结构，大部分厂家都会采用箱体合箱密封的方式，所以如何保证合箱之后长期使用不漏水一直是研发、工艺、品质都在研究的重要内容，为了进行有效管控，促进产品质量提升，本文主要从产品结构设计阶段到产品量产装车后对箱体漏水管控的方法进行讨论。

关键词：水冷散热；合箱体密封；仿真实验；管控方法；应力；变更；质量事故

1. 实验部分

试验策划对箱体漏水管控至关重要，可以起到良好的预防作用。从实践看来，以下验证实验对箱体漏水预防非常有用。①水道仿真实验，②IP67实验，③箱体振动，④气密性检测，⑥水道耐久试验，⑦高低温实验，⑧合箱体粘胶工艺对比等。

1.1水道气密性仿真实验：

应用有限元的方法对水道的气密性进行评估。因为气密性分析只是涉及到水道部分，因此对模型进行合理简化，减少计算量。

1.1.1模型材料参数

箱体材料为铝，护套材料为塑料，材料参数如表1所示。

1.1.2分析说明

1.1.2.1对箱体水道进行气密性分析，在上下箱体之间形成的密封空腔内施加恒定压力载荷，计算10kpa载荷下的受力与位移情况。

1.1.2.2对上下箱体水道之间的空腔按20L流量分别施加不同的压力载荷，并且计算不同水管入口情况下的受力与位移情况。如下图所示：

1.1.3分析结果：

1.1.4根据以上结果可以得出以下结论：

1.1.4.1一般情况下，当密封间隙小于1E-5m时，密封性良好。

1.1.4.2边缘部位的位移结果，在水道盖板的位移图中，盖板密封边缘最容易导致密封不良的出现。

1.1.4.3流量越大时，两个入水口工况中，边缘部位中最容易密封不良的位移变形量为1.7E-5m > 1E-5m，漏水风险越高。

2、经过多年数据汇总分析，结合实践过程中的案例，对箱体漏水的质量管控方法主要有以下几种：

2.1结构设计不合理箱体应力无法释放导致的控制器漏水管控方法

案例：通过报表统计，某企业合箱体控制器2015年和2016年第一季度在装配过程中频繁出现气密性测试不过的现象。其中约40pcs为上箱体安装面裂纹。查找原因发现：箱体设计不合理，外界应力无法得到释放，应力导致箱体有穿透性裂纹，在装配气压测试时不过。

此问题对生产及产品品质造成很大困扰，比如热胀冷缩、抬放时的剧烈震动、受力不均等都会对结构件产生应力影响。因此需要从设计上更改，经过品质一班人的推动讨论：上箱体增加加强筋，下箱体增大四个R角半径，对四个角剪针。同时更改结构设计，增加了加强筋。

通过此项管控措施对组装过程中由于设计不合理导致气密性不良已经得到有效改善。

3.2箱体设计压强受力不均匀导致的漏水管控方法

案例：2015年7月某工厂合箱体开盖观察到，下箱体有严重发霉的迹象，调查发现：使用水道气密性测试系统检查，发现过线孔位置有液体流出，判定此处密封失效，将合箱体拆开观察，对比螺钉孔间距，发现此处间距最长，合箱体压强较小。

围绕增大压强采取临时措施和永久措施的验证，临时措施是将箱体预装完成后，进入高温房烘烤，使合箱体弹性完全释放，出高温房后再锁紧一遍，前后箱体扭矩均值如下表所示：

永久措施：在过线孔旁箱体开孔，再增加一个螺钉锁紧，实验证明可以有效增大压强。

总结：箱体结构设计时应考虑全面，应认真考虑此设计有没有缺陷，借鉴成功的经验，同时应对设计进行实验，发现早期问题从而提前改善产品质量。

3.3生产过程中合箱体用胶不合理导致的漏水

案例：某企业上、下箱体合箱体使用15**胶，干燥后不能起到防水作用，箱体防水性能没有达到IP67。

通过仔细的调查，漏水根本原因为15**平面密封胶在合箱体压力作用下被挤压到别处，导致密封处胶量不够，因而造成密封性不好，直接导致了批量返回升级更换为M胶，经过品质的推动验证贴M胶的防水性能可以达到IP67。对使用15**平面密封胶的箱体重新测试水道密封性，测试不合格的，均返工更换M胶重新合箱体；同时，推动所有的项目均切换变更为密封性能更好的M胶，15**胶合箱体不再使用。

3.4变更引起的漏水过程管控

案例：某企业连续出现5例箱体漏水故障件，经过对漏水箱体进行现场分析，我们发现生产的箱体水道密封圈槽上面只贴了1条宽度为10mm的M胶，导致关键位置M胶覆盖范围较小。

通过仔细的调查，漏水根本原因为箱体水道密封圈槽上面只贴了1层M胶，M 胶在合箱体压力下被挤压到别处，导致密封处胶量不够，因而造成密封性不好，进而引发箱体漏水事故。

进一步调查发现，前期贴M胶是宽度为7mm的M胶贴2道，后变更贴胶工艺，将M胶变更为宽度10mm贴1条，因变更贴胶工艺而引发了箱体漏水事故。

此事提醒我们在装配时注意方法，要时刻意识到细节决定成败，一个小小的变更问题都有可能造成严重的后果。

3.5运输途中引起的漏水质量事故管控方法

案例：某企业反馈拆箱发现5pcs控制器下盖有发霉现象，水管胶套从水管口弹出。調查发现：箱体控制器出货时水道残留水量过多，在高温环境下经过运输过程中的振动，水管胶套脱落，从而导致水道残留水流出，水在包装箱密封环境下高温蒸发，从而导致箱体在不同部位氧化发黑。

针对这类问题，可行方案是：更改水道吹水方式：箱体先平放吹水，再侧放吹水，最后水管方向朝下约30℃放置吹水。水管胶套使用两根扎带绑紧。

综上所述，不难看出箱体漏气/漏水根本原因是：箱体结构设计不合理所造成，工艺过程我们推荐使用摩擦焊能从根本解决问题。

参考文献：

[1] 张公绪、孙静等.《质量工程师手册》.企业管理出版社，1994，18（4）：20-22.