周 平，项永金，张秀凤，戴银燕，王少辉(格力电器（合肥）有限公司，安徽 合肥，230088)
摘 要：空调控制器中运用的高频变压器首要用在开关电源中，高频变压器是进行能量贮存和传输的重要部件，现在大多数高频变压器都为带引脚手插式变压器。高频变压器在中性盐雾箱中放置48小时，引脚被腐蚀产生铁的氧化物掩盖在引脚的最外面，呈暗红色的铁锈，体现出的现象为氧化、生锈，时刻久了会使引脚腐蚀开裂，处理引脚氧化生锈问题，能够进步高频变压器的可靠性和运用寿命。
要害词：高频变压器；引脚生锈氧化；可靠性；运用寿命
0 导言
高频变压器在开关电源中是进行能量贮存和传输的重要部件。高频变压器应具有漏感小、线圈散布电容小及各线圈之间的耦合电容也要小的特色。高频变压器首要由初级线圈、次级线圈、磁芯、引脚、支架组成。针对实验数据显现17年实验室共反响高频变压器盐雾实验不合格1单，2018年仅上半年就现已反响10单，问题会集迸发，快速研讨处理引脚氧化问题，具有非常重要的含义。
1 事情布景
高频变压器中性盐雾实验引脚锈蚀严峻，从统计数据来看各厂家都存在此反常，且2018年上半年呈直线上升趋势，迫切需求剖析整改，详细各供货商下线不合格率见图一。
2 高频变压器引脚中性盐雾实验氧化的原因及失效机理剖析
盐雾是指大气中由含盐细小液滴所构成的弥散系统。其成因首要是海洋中海水剧烈扰动、风波破碎、波浪拍岸等产生很多泡沫、气泡，气泡决裂时会生成细小的水滴，大部分水滴因重力作用而下降，部分处于同涡动分散坚持平衡的状况而散布于海面上，它们随气流升入空中，经裂解、蒸腾、混并等进程演变成弥散系统，构成大气盐核。
首要运用盐雾实验设备所发明的人工模仿盐雾环境条件来查核产品或金属材料耐腐蚀功能的环境实验，盐雾实验分为二大类，一类为天然环境露出实验，另一类为人工加快模仿盐雾环境实验。
人工模仿盐雾环境实验是运用一种具有必定容积空间的实验设备——盐雾实验箱，人工模仿盐雾实验又包含中性盐雾实验、醋酸盐雾实验、铜盐加快醋酸盐雾实验、交变盐雾实验。
盐雾实验的首要意图是查核产品或金属材料的耐盐雾腐蚀功能，盐雾实验成果也是对产品质量的断定，是正确衡量产品或金属抗盐雾腐蚀质量的要害依据。
人工模仿实验分为下面三种：
(1) 中性盐雾实验（NSS实验）是呈现最早现在使用领域最广的一种加快腐蚀实验办法。它选用5%的氯化钠盐水溶液，溶液PH值调在中性规模（6～7）作为喷雾用的溶液。实验温度均取35℃，要求盐雾的沉降率在1 ml～2 ml/80 cm 2 .h之间。
(2) 醋酸盐雾实验（ASS实验）是在中性盐雾实验的基础上发展起来的。它是在5%氯化钠溶液中参加一些冰醋酸，使溶液的PH值降为3左右，溶液变成酸性，最终构成的盐雾也由中性盐雾变成酸性。它的腐蚀速度要比NSS实验快3倍左右。
(3) 铜盐加快醋酸盐雾实验（CASS实验）是国外新近发展起来的一种快速盐雾腐蚀实验，实验温度为50 ℃，盐溶液中参加少数铜盐—氯化铜，激烈诱发腐蚀。它的腐蚀速度大约是NSS实验的8倍。
2.1 高频变压器引脚盐雾实验氧化生锈产生原理
高频变压器是在天然露出环境下运用的，挑选中性盐雾实验，用于模仿在恶劣的环如在天然露出环境下对某产品样品进行实验，待其腐蚀可能要1年，而在人工模仿盐雾环境条件下实验，只需24小时，即可得到类似的成果。将失效形式提早验证查核露出缺点，处理高频变压器引脚生锈腐蚀问题可大大进步其可靠性及运用寿命。
盐雾对金属材料的腐蚀，首要是导电的盐溶液进入金属内部产生电化学反响，构成“低电位金属－电解质溶液－高电位杂质”微电池系统，产生电子搬运，作为阳极的金属呈现溶解，构成新的化合物即腐蚀物。盐雾腐蚀损坏进程中起首要作用的是氯离子。它具有很强的穿透身手，损坏金属的钝态。不断沉降在试样外表上的盐液膜，使含氧量一直坚持在挨近饱和状况。腐蚀产品的构成，使进入金属缺点里的盐溶液的体积胀大，因而增加了金属的内部应力，引起了应力腐蚀，导致保护层兴起。首要化学反响如下：
2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
然后再氧化:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
但咱们所见到的铁锈其实是Fe2O3的水合物，其总方程式能够表明为4Fe+3O2+XH2O=2Fe2O3 · XH2O
假如仅仅初中阶段的话，能够直接以为便是Fe2O3的，即Fe(OH)3失水。可是简略的氧化是不对的，因为在枯燥环境下Fe不会生锈的。
构成原电池化学反响：
负极(Fe)：Fe=Fe2+＋2e–
正极：O2＋2H2O+4e–=4OH–
总反响：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH) 2
因为吸收氧气，所以也叫吸氧腐蚀.
生成的Fe(OH)2被氧所氧化，生成Fe(OH)3脱水生成Fe2O3铁锈。钢铁制品在大气中的腐蚀首要是吸氧腐蚀。
2.2 高频变压器引脚中性盐雾实验氧化生锈失效剖析
2.2.1 毛病件外观查看
调查上锈的部位，引脚的切脚面较严峻，首要为内部金属氧化，产生的氧化物胀大掩盖在引脚表层，将氧化物去除，引脚锡镀层已被损坏，基材裸漏且已被锈蚀。
2.2.2 引脚原料测验剖析
对毛病引脚进行打磨后，引脚基材呈黑色，各厂家引脚首要成分的百分比方下表1所示。从测验数据来看，引脚运用的是镀锡铜包钢线，是以低碳钢为芯线，其外表依次镀覆铜、锡或锡基合金层加工而成的产品，A、C厂家含铜量最高，B、C厂家含铜量最低，可是差异性不大。非生锈主因。
2.2.3 镀层厚度金相比照
对引脚进行金相实验，镀层的整体均匀厚度值，测验数据如下 ，引脚氧化生锈的首要原因为：引脚镀层不均，导致48小时中性盐雾实验不合格。从测验数据来看各厂家镀层厚度相差不大，可是各厂家家镀层都存在不接连性，镀层存在凹点。镀层不均是其间一个要素。
2.3 失效机理剖析与问题复现
综上所示，导致引脚在中性盐雾实验条件下呈现氧化的首要原因为：引脚镀层不接连，钢基材裸漏在严格中型盐雾恶劣环境下产生氧化物附着导致。铜包钢基材裸漏的原因可能有以下3种首要影响要素：
2.3.1 引脚安装进程的损害
引脚安装进程及剪脚损害裸漏钢基材——高频变压器引脚（pin针）是在骨架插针时为CP卷线，插pin后依据产品的脚长来切脚的，那么pin截面基材为钢，未做电镀处理，便会在盐雾实验时最早开端呈现生锈，经过48H会顺延这个截面蔓延至pin针本体，更何况有些产品pin需求剪除2/3，那么生锈的几率将是100%的不合格；首要为剪切面未做二次处理导致。
pin针在原材料的骨架的插pin进程以及变压器的加工出产缠脚配线进程中都会形成pin针外表不同程度的冲突受损，而pin针体现的镀镍以及镀锡厚度极端单薄。
2.3.2 出产进程排查
引脚校对整形及夹脚测验损害裸漏钢基材——高频变压器引脚拼装完成后，各厂家需求对引脚进行整形，再进行功能测验，最终打包入库。引脚校对整形是将细微变形引脚经过机械力排布在一条直线上。功能测验也会对引脚有必定损害。变压器的缠脚后有进行加工上锡，pin针外表会被锡液掩盖，从外表上看pin针表层的确被锡液彻底掩盖，而实际上表层的锡液之间是存在凹点，在盐雾实验的恶劣的实验环境下呈现浸透腐蚀。
高频变压器的线圈与引脚是经过手艺焊接拼装的，在焊接进程中电烙铁也会不注意碰到引脚对镀层有必定的损害。
2.3.3 出产工艺排查
剪脚损害裸漏钢基材未二次镀锡处理——经过对各厂家引脚比照，发现A、B、C厂家部分需求剪脚处理的pin脚，剪切过的引脚基材未进行浸锡处理且剪切面边际有镀层崩边现象，剖析为厂家浸锡后再进行引脚整形，修剪工序，这样切面不会被浸锡，基材裸漏。
综上所述高频变压器引脚生锈的首要原因有以下几点：
（1）出产工艺反常：整形剪脚前进行的浸锡工艺；
（2）进程镀层损害：引脚整形，测验、线圈焊接。
3 高频变压器引脚氧化的失效处理计划
（1）计划1：将浸锡工艺调到功能测验之后，可是剪切面未做镀层处理，浸锡作用欠好。部分引脚需求进行2/3剪脚处理的引脚，无法将剪切面进行浸锡处理，否则会导致其他引脚连锡短路，此计划不能彻底处理氧化问题。
（2）计划2：拟定引脚剪切、整形的工艺操作作业书，可是都归于纯手艺操作，人员丢失、操作方法，作业态度等不定要素太多，也不能彻底处理。引入全自动的线圈焊接设备，处理人工焊接对引脚的损害，从必定程度上下降对引脚镀层的损害，下降不良产生概率。
（3）计划3：从生锈源头引脚原料进行整改，将现在厂家运用的CP线（镀锡铜包钢 镀镍底，其基材为“钢”）改为磷青铜 材 质，磷青铜（phospho rbronze）是一种合金铜，具有杰出的导电功能，能够彻底处理引脚中性盐雾实验生锈腐蚀的问题。
18年下半年各厂家高频变压器磷青铜原料引脚新制品连续来货，别离进行验证，均未呈现不合格现象。
4 定论
变压器引脚氧化腐蚀开裂会直接影响变频空调的运用，引脚氧化失效是隐秘性的、长期性的和要害性的，将引脚基材钢更改为磷青铜，它具有杰出的延展性、导电功能、电镀性 ，且不含有铁元素，铜元素与盐水不能够产生反响，能够彻底处理引脚在中性盐雾箱中氧化腐蚀、开裂的问题，进步元器件在恶性腐蚀环境下的作业可靠性，进步元器件的运用寿命和整机可靠性。
参考文献：
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[4] 吴清玲.高压高频变压器的研讨与规划,[D].沈阳:沈阳理工大学,2013.
（注：本文来源于科技期刊《电子产品世界》2020年第06期第47页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。）
