螺钉和连接检测技术内容

1. 检测项目分类及技术要点

螺钉和连接的检测旨在评估电气连接与机械结构的可靠性、安全性及耐久性，核心项目分类及技术要点如下：

1.1 电气连接检测

• 接触电阻测试：测量螺钉连接处的微欧姆级电阻。要点在于使用四线法 Kelvin 连接以排除引线电阻影响，测试电流需模拟实际工作电流（通常为器具额定电流的 50%-100%），连接电阻应稳定且低于标准规定限值（通常要求多次操作后电阻变化率不超过 ±50% 或具体mΩ值）。

• 载流能力与温升测试：在额定输入功率或电流下长时间运行，使用热电偶或热成像仪监测连接点温升。技术要点为热电偶需紧密附着于被测点，环境温度受控。温升不得超过标准限值（如IEC 60335-1规定，一般对螺钉端子的温升限值为外部导线的限值，通常不超过其导线绝缘等级对应的温升值，例如对常用的PVC导线，连接处温升通常不超过50K）。

1.2 机械性能与可靠性检测

• 扭矩测试：

  • 拧紧扭矩：验证螺钉能否在标准规定的扭矩下被正确拧紧而不滑牙、断裂。要点是使用校准过的扭矩螺丝刀或扭矩扳手，遵循标准（如IEC 60999或器具标准中特定章节）规定的精确拧紧程序。对不同直径、材料、镀层的螺钉有明确的扭矩要求表。

  • 松动扭矩：在经历相关测试（如耐久性、热循环）后，测量将已紧固螺钉拧松所需的最大扭矩。松动扭矩值不应显著低于初始拧紧扭矩的某个百分比（通常要求不低于初始扭矩的70%），以评估抗振防松能力。

• 机械强度测试：对螺钉施加轴向拉力，测试其抗拉强度。要点是使用拉力试验机，加载速度需恒定，确保力值平稳增加直至螺钉失效或连接脱离，测得的保持力需大于标准规定的最小值。

• 耐久性与热循环测试：模拟长期使用和冷热交替的影响。要点是将器具置于循环试验箱中，进行数百至数千次的通断电循环或温度循环（如从室温到最高工作温度再返回）。循环后复查螺钉连接，应无松动、腐蚀、裂纹，且电气测试（如接触电阻）仍符合要求。

1.3 安全与合规性检测

• 接地连续性测试：对于接地端子螺钉，使用至少10A（空载电压不超过12V）的交流或直流电源，测量接地端子与器具易触及金属部件之间的电阻。技术要点是大电流可暴露接触不良的缺陷，电阻值通常要求不超过0.1Ω。

• 防腐蚀测试：尤其针对可能接触食物蒸汽或清洁剂的螺钉。进行盐雾试验（如中性盐雾试验NSS）、潮湿试验等。要点是根据使用环境和材料选择试验严酷等级，试验后螺钉不应出现导致机械或电气性能降低的严重腐蚀。

• 结构检查：

  • 螺钉类型：检查用于电气连接和接地连接的螺钉是否采用标准螺钉（如ISO公制螺纹），不应使用自攻螺钉或螺纹成型螺钉（除非该连接在装配后不再拆卸，且能承受相应的扭矩测试）。

  • 防松措施：检查在振动环境中使用的螺钉是否有弹簧垫圈、齿形垫圈、有效锁紧螺母等防松结构。

  • 啮合长度：确保螺钉在金属螺纹中的啮合长度至少为3倍螺距，在非金属材料中需满足更严格的要求（通常需通过额外的扭矩和拉拔测试验证）。

2. 各行业检测范围的具体要求

检测范围依据产品遵循的安全标准具体划定，主要标准包括IEC/EN 60335-1（家用及类似用途电器通用要求）及其第2-9部分“烤架、面包片烘烤器及类似便携式烹饪器具的特殊要求”（IEC/EN 60335-2-9）。

• 适用螺钉与连接范围：

  • 电气连接：所有载流连接，包括内部布线接线端子、发热元件连接端子、电源线接线端子（包括接地端子）。

  • 机械连接：对安全有重要影响的连接，如外壳固定螺钉、发热组件支架固定螺钉、调温器/热断路器安装螺钉、手柄和脚垫固定螺钉。

  • 特别关注点：对于面包片烘烤器，承载发热元件的云母片或绝缘支架的固定螺钉；对于接触式烤架，发热板与主体结构的连接螺钉。

• 排除范围：

  • 不提供电气连接的螺钉，如仅用于装饰、标识牌固定的螺钉，且其松动或脱落不会影响爬电距离、电气间隙或安全性。

  • 专门设计为用户维护或安装可拆卸部件（如烤盘、屑盘）的螺钉连接，但需通过用户维护测试验证其不会导致误装配或危险。

• 具体标准条款要求（以IEC 60335-2-9及相关部分为例）：

  • 第22章 结构：要求用于固定盖或部件的螺钉，如果其缺失或松动会导致可触及带电部件或影响第29章的爬电距离和电气间隙，则必须可靠固定，防止松动。用于电气连接的螺钉应旋入金属中。

  • 第26章 接地措施：接地端子必须可靠锁紧，防止意外松动，并且不应用于固定任何其他部件。

  • 第28章 螺钉和连接：

    • 电气连接和接地连接的螺钉，应能承受正常使用中产生的机械应力。

    • 用于此目的的螺钉，不能用锌、铝等软金属或易于蠕变的金属制造。

    • 用于电气连接的螺钉，如果也用于提供接地连续性，则必须在固定电源线之前拧紧。

    • 必须通过目视检查和相应的扭矩测试（标准中表7规定）进行验证。例如，对公称直径小于等于3mm的螺钉，根据材料不同，拧紧扭矩通常在0.2 N·m 至 0.5 N·m之间；对大于3mm的螺钉，扭矩范围更广，可达2.0 N·m。

3. 检测仪器的原理和应用

• 微欧姆计/低电阻测试仪：

  • 原理：采用四端子法（开尔文电桥法）。一对端子（电流端子）向被测连接点注入恒定的测试电流（通常1A-100A），另一对端子（电压端子）在连接点两侧高阻抗地测量产生的压降。根据欧姆定律（R=U/I）计算出电阻，有效消除了测试线电阻和接触电阻的影响。

  • 应用：精确测量螺钉连接处的接触电阻，进行载流能力前后的对比，评估连接质量。

• 扭矩测试仪（扭矩螺丝刀、扭矩扳手）：

  • 原理：通过内部应变计或传感器感知施加的扭转力，并将其转换为电信号，经校准后以扭矩单位（N·m， lb-in等）数字显示。可分为预设式（到达设定值发出提示）和测量式（记录峰值扭矩）。

  • 应用：执行螺钉的拧紧扭矩测试和松动扭矩测试，验证螺钉是否符合标准规定的扭矩要求及防松性能。

• 拉力试验机（万能材料试验机）：

  • 原理：通过伺服电机或液压系统对试样施加轴向拉伸力，通过力传感器和位移传感器实时记录力-位移曲线。系统软件计算最大拉脱力、断裂力等参数。

  • 应用：测试螺钉连接的机械强度，如对端子螺钉进行拉拔测试，验证其固定导线的能力。

• 温度记录设备（热电偶测温仪、热成像仪）：

  • 原理：热电偶基于塞贝克效应，将温度差转换为微电压进行测量。热成像仪则通过红外探测器接收物体表面辐射的红外能量，并将其转换为温度分布图像。

  • 应用：在温升试验中，热电偶用于精确测量螺钉连接点等特定位置的温度；热成像仪用于快速扫描，发现异常过热点。

• 环境试验箱（恒温恒湿箱、盐雾箱、热循环箱）：

  • 原理：通过加热、制冷、加湿、除湿、盐雾发生等系统，在箱体内精确模拟并控制所需的温度、湿度、腐蚀环境。

  • 应用：进行螺钉连接的耐久性、热循环、防腐蚀等可靠性测试，评估其在恶劣条件下的性能保持能力。

• 接地电阻测试仪：

  • 原理：输出一个较大的恒定交流或直流测试电流（通常10A-25A），通过两线或四线法测量被测回路（接地端子到易触及金属部件）上的压降，计算得出电阻。

  • 应用：专用于验证接地连接的可靠性和低电阻特性，是安全检测的关键项目。