夏日,在一輛熱汽車裏的合金技術
這裏有一個關於焊接接頭工作溫度的真正故事。
昨天, 我下班時注意到外面確實很熱。 我鑽進汽車,加速控制器。這時我注意到我的方向盤使我雙手發燙。接著,我注意到最可怕的警告; 我新的 iPod (我留在汽車裏) 正在播放不同系列的音樂,而不是我早晨在汽車裏預定播放的節目。接著, 我看到的警告是設備過熱,不能正確地工作,直至冷卻下來。我把iPod放在冷氣排風口。
身處焊接業,我剩下開車的時間想到在我設備裏的焊接接頭, 它們有什麼影響。首先,汽車裏多麼熱? 天熱預熱說外面大約85°F, 與一些用於測定汽車裏面在太陽下多麼熱的研究相比較,我估計汽車裏面的溫度很接近,但可能不會超過120°F。
把120°F轉化成在我們業內更加常用的攝氏溫度, 我得出大約50°C。 我松了一口氣, 我感到滿意,因為這個溫度明顯低於可能在我的iPod裏面電路板上使用的合金的融化溫度。典型的錫鉍合金的融化溫度大約140°C, 錫鉛合金大約183°C, 錫銀銅(SAC)合金大約217°C。我不知道在iPod裏使用什麼合金,但我可以打賭不會比這些普通的合金的融化溫度更低, 所以我相信焊接接頭沒有融化。
接下來我想到焊接本身。 一個關心的問題是在焊接接頭與墊圈之間介面所處的金屬層。 一段時間的加熱可能導致金屬生長的增加。 在太陽底下的一個下午或許不足以很大地改變焊接接頭。至於大量的焊接接頭, 我被告知在一條原則,就是你需要把操作溫度保持在低於合金固相線溫度90%以下, 以開氏單位計算。當焊料在高於這個溫度下加熱一段時間時,焊接的接頭開始在結構上發生改變, 變得更加鬆脆。不管使用我在上面說明的哪種合合金,我仍然是安全的。
我最後關心的是設備本身產生的熱量。幸運的是, 我的汽車在不行駛時關閉USB埠的電源, 所以iPod不是整個下午都在充電。過度充電可能導致電池內熱。還有, 在使用許多電子設備時,元件也會加熱。許多設計 使得熱量可以從元件當中轉移, 通過焊接接頭進入電路板或者周圍。這樣可以防止元件過熱,甚至燒壞。我在這裏犯了一個錯誤,iPod一邊冷卻一邊繼續的音樂。我應該關機,使iPod本身不會繼續產生內熱,因為我努力使它從吸收的環境熱量裏冷卻下來。
目前,我的iPod看起來工作正常,正如我在上面討論的那樣,我相信一次暴露在這種極端溫度下沒有很大危險。我不開車的時候,不會再把它放在汽車裏了 (多帶一件東西,但值得去做)。有關冷卻iPod其他的好建議,請閱讀這篇文章。
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