电磁继电器常见失效模式、失效原因和失效机理分析报告.ppt

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1、航天材料及工艺研究所电磁继电器常见失效模式、失效原因及失效机理分析703所航天检测和失效分析中心朱军辉继电器是航天、航空等领域应用非常广泛的电子元件，它是用较小电流来控制较大电流的一种自动开关。继电器种类繁多，通常将继电器分为电磁继电器、干簧继电器、时间继电器及固态继电器等几种。其中电磁继电器结构简单、工作可靠，是应用最广泛的一种继电器。1.引言电磁继电器主要由线圈、铁芯、衔铁、轭铁、复位弹簧及两组或多组簧片等组成。2.电磁继电器的基本结构及工作原理电磁继电器基本结构电磁继电器利用电磁感应原理

2、进行工作。通:线圈通电线圈中心的铁芯被磁化衔铁吸合推动簧片动作常开簧片吸合、常闭簧片打开断：切断线圈电流铁芯失去磁性衔铁复位常开簧片打开、常闭簧片吸合2.电磁继电器的基本结构及工作原理磁力杠杆作用弹簧力作用由于生产环境、工艺以及继电器本身的结构设计等原因，导致继电器的失效时有发生。对2004、2005年完成的1500余项电子元器件失效分析任务进行分析，发现继电器所占的失效比例相当高（18％），仅次于单片集成电路（21％），与分立器件并列排在第二位。3.继电器失效分析统计2004、2005年各类元

3、器件失效分析比例到2008年时，继电器在所有失效分析电子元器件中的比例已经超过单片集成电路（19％），居于失效元器件分析比例的第一位（22％）。3.继电器失效分析统计2008年各类元器件失效分析比例4.电磁继电器常见失效模式电磁继电器常见失效模式可以归纳为如下几种：失效模式失效原因功能失效常闭点开路多余物、沾污及结构缺陷等加电后常开点不吸合多余物、沾污、簧片断裂及间隙调整不当等断电后常开点不释放触点粘连、多余物卡滞、簧片位移等线圈开路焊点虚焊、引出线或漆包线断裂等参数失效触点接触电阻增大触点沾污

4、或烧蚀后接触压力变小、镀层损坏氧化等触点或线圈与壳体绝缘电阻下降绝缘子表面沾污、银离子迁移及间隙过小等5.电磁继电器常见失效原因及失效机理分析5.1继电器内部多余物结合失效分析的实际案例，从以下几方面对电磁继电器常见失效原因及失效机理进行介绍：5.2触点表面沾污5.3工艺结构不当5.4触点烧蚀、粘连5.5银离子迁移5.6外部应力导致簧片位移5.电磁继电器常见失效原因及失效机理分析5.1继电器内部多余物引起的失效内部存在可动多余物而引起的失效是继电器出现最多的一种失效原因。由于继电器内部有动作部位

5、，且触点间、推动杆与衔铁间间隙较小，因此极小的多余物即可能引起继电器失效。且多余物引起的失效有不固定性，可能表现为时好时坏，甚至可能出现一次故障后很难复现，这主要与多余物具有可动性有关。从失效分析结果来看，多余物主要分为导电性金属多余物和不导电的非金属多余物。5.电磁继电器常见失效原因及失效机理分析5.1继电器内部多余物引起的失效从失效分析的结果来看，多余物主要分为导电性金属多余物和不导电的非金属多余物。金属多余物主要有金属屑、焊锡渣及点焊飞溅物等；非金属多余物则包括松香焊剂、包扎线圈用的生胶带

6、、导线绝缘皮、纤维及某些无机物等。金属多余物非金属多余物5.电磁继电器常见失效原因及失效机理分析5.1继电器内部多余物引起的失效多余物引起的失效机理主要有以下几种：a.多余物使推动杆受阻或者卡在衔铁与轭铁之间，使衔铁无法动作、推动杆动作不到位，导致触点不能正常开闭；多余物使推动杆受阻5.电磁继电器常见失效原因及失效机理分析5.1继电器内部多余物引起的失效多余物卡在衔铁与轭铁之间5.电磁继电器常见失效原因及失效机理分析5.1继电器内部多余物引起的失效b.金属多余物将不该导通的两点之间跨接；多余焊料

7、将簧片之间搭接2.7mm机加工金属多余物将引线柱与壳体之间搭接5.电磁继电器常见失效原因及失效机理分析5.1继电器内部多余物引起的失效c.多余物卡在转轴与轴孔之间，使转轴卡滞，无法转动，导致触点不能正常开闭；金属多余物卡滞清洗后残留在轴孔内壁的有机多余物使转轴卡滞有机纤维多余物卡滞5.电磁继电器常见失效原因及失效机理分析5.1继电器内部多余物引起的失效d.非金属多余物卡在簧片之间导致常开点或常闭点无法吸合。5.电磁继电器常见失效原因及失效机理分析5.1继电器内部多余物引起的失效多余物的来源主要与

8、生产工艺过程控制不严有关，如生产环境达不到控制要求，存在较多的灰尘及纤维等，点焊后的毛刺没有很好去除，焊接后未进行很好的清洗等均是引入多余物的根源。此外，随着继电器使用环境，特别是振动条件的要求越来越高，在使用过程中，有些继电器转轴与轴孔之间产生较严重的磨损，形成较多的金属粉末，使转轴与轴孔之间的摩擦阻力增大，导致继电器加电后衔铁无法动作、常闭簧片不吸合失效，有时增大线包电压，失效现象会消失。5.电磁继电器常见失效原因及失效机理分析5.1继电器内部多余物引起的失效轴孔内壁磨损转轴表面磨损磨损形成