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IEC 60068-2-2干热试验方法指南

IEC 60068-2-2干热试验方法指南

标准定位与适用范围

方法定位与版本核对

IEC 60068-2-2《环境试验 第 2-2 部分:试验 试验 B:干热》规定高温条件下评价试件使用、运输或储存能力的方法,适用于通电与非通电、带包装与不带包装的试件。它是方法标准,不规定某类产品必须做哪个温度与多长时间,严酷等级由产品规范、鉴定大纲或客户技术协议给出。IEC 技术委员会公开清单显示现行文本为 2025 年第 6 版(2025-09-23 发布),取代 2007 年第 5 版,属技术修订。

2025 版的主要变化

公开资料列出的变化与低温分部同步:修订引言与适用范围、新增图示与符号、明确高低风速判定程序与测点要求、重新引入高风速条件下修正调节温度的列线图(诺谟图)与数值解法、按温度区间修订温度容差、补充试验报告必备信息并加入各程序优缺点说明。2007 版删除列线图后,高风速下散热试样容易偏离真实自由通风工况,2025 版回归该修正机制。

适用与不适用边界

本方法针对恒定高温、低湿环境,评价高温下的功能、材料与连接可靠性,不评价温度变化速率带来的影响(属试验 N),也不覆盖湿热凝露(恒定湿热属 IEC 60068-2-78、交变湿热属 -2-30)或低温(试验 A)。同系列各分部换版并不同步,例如正弦振动 Fc 仍为 2007 版,技术协议应逐分部锁定版本。

试验目的与可靠性含义

试验要回答的问题

主要回答三件事:试件在规定高温下能否正常启动并持续工作;绝缘、焊点、电解电容、显示器件、塑料件、润滑剂与密封件是否出现参数漂移或永久损伤;运输与储存状态经历高温后恢复常温是否仍满足要求。它是环境适应性筛查与设计验证工具,不直接给出服役寿命或现场失效率。

散热与非散热的差异

通电后自身发热明显的试件,表面或内部温度可能高于箱内空气温度;提高箱内风速会强化对流冷却,反而使热点温度下降。2025 版因此把散热判定与高低风速判定写得更为明确:说明性引用中以规定自由空气条件下的温升是否超过判据(常见 5K 量级)区分散热试样,并按有无强制对流时的温差判定风速条件。忽略这一区别,容易出现「箱温达标而试件实际过热或过冷」的偏差。

干热与湿热的区别

干热试验强调高温且控制绝对湿度以避免凝结,说明性引用中绝对湿度常控制在不超过 20 g/m³ 的量级;湿热试验则以高相对湿度为核心,关注吸湿、凝露、绝缘下降与腐蚀。两者失效机理不同,一份干热报告不能证明湿热适应性,反之亦然。

ΔT_S = T_hotspot − T_ambient > 5 K 散热试样判定示意,具体判据按适用文本核对;超过判据即应按 Bd/Be 处理通电与风速条件。

试验条件与参数框架

三种程序的选择框架

试验 Bb 针对非散热试样,通常在较高风速下把箱内温度升至规定高温,待试件温度稳定后保持规定暴露时间,可按规范在稳定后通电做功能检查;试验 Bd 针对散热试样,采用低风速、在初始温度稳定后再通电;试验 Be 同样针对散热试样、低风速,但试件在包括调节阶段在内的整个过程中持续通电。选择顺序是先判散热与否,再按规范确定通电时机。

严酷等级与容差

规定高温、暴露时长、温度变化速率、绝对湿度上限与风速条件由产品规范与适用文本确定。2025 版对温度容差作了修订并按温度区间分级放宽(说明性引用中较低温段容差小、较高温段容差更大),因此不宜沿用旧版单一容差值出报告。所有具体温度档、时长与容差一律按现行有效文本查取,不从标准编号推出。

测点、摆放与设备能力

测点可布置在试件表面、内部或周围代表性位置,若布置会损伤试件则改用周围测点并记录理由;散热试样宜置于有效工作空间中央并与箱壁、其他试件保持足够距离,夹具宜低导热。设备不仅要在空载时达到目标高温,还要能在试件持续发热时维持规定条件与容差,这对 Be 程序尤为关键。

试验条件与参数框架要点对照
程序试样风速与通电典型用途
Bb非散热较高风速,稳定后可通电检查元件、贮运
Bd散热低风速,初始稳定后通电控制器、电源
Be散热低风速,全程通电持续运行设备
温度修正散热试样高风速下按列线图修正箱能力受限时
不适用温度变化/湿热另按相应分部循环与凝露

ΔT_Sa/b = T_Sa − T_Sb 高低风速判定示意,T_Sa 为自由空气条件、T_Sb 为强制对流条件下测得的试件温度。

试验方法与步骤

主流程

确认依据版本与产品规范给出的程序代号、温度与时长→判定散热与风速条件→预处理与初始检测→按安装要求布置试件与测点→从标准大气条件逐步升温至规定高温→按程序在相应阶段通电→待试件温度稳定后开始计时暴露→试验中按规范做中间测量与功能检查→恢复至标准大气条件并做最终检测→整理偏离与结论。

列线图修正的使用条件

当散热试样需要低风速自由通风工况、但试验箱只能提供较高风速时,2025 版允许按列线图或数值方法修正调节温度,以补偿强制对流带来的额外冷却,使试件表面温度接近目标工况。修正过程需记录自由空气与强制对流下的实测温差、修正前后箱温设定与试件表面监测值,并说明选用该程序的理由。

异常与复核

箱内温度超差、风速条件与程序不符、绝对湿度超限导致凝结、测点脱落、试件在 Be 程序中因发热导致箱温失控,均应先判试验有效性并暂停记录。恢复阶段的降温速率与是否允许擦拭冷凝水应按规范执行,避免恢复过程引入额外热冲击。任何中途改变程序或温度设定的做法都须在报告中说明。

试验方法与步骤要点对照
参数说明性引用由谁规定备注
高温若干优选温度档产品规范按现行文本查取
暴露时长若干优选小时档产品规范稳定后计时
绝对湿度≤20 g/m³ 量级适用文本避免凝结
温升判据超过规定值判散热适用文本2025 版澄清
温度容差按温度区间分级适用文本不沿用旧版单值

T_B′ = f(T_Sa, T_Ca, T_B, T_Sb, T_Cb) 列线图修正后的调节温度函数示意,由自由空气与高风速下实测温度共同确定;须记录计算依据与表面监测值。

测量、判据与失效定义

记录量

报告应包含依据标准与版本、程序代号 Bb/Bd/Be、规定高温与暴露时长、温度容差与实测曲线、绝对湿度、风速条件判定结果、散热判定依据、测点位置与数量、通电与功能监测状态、是否使用列线图修正及计算依据、预处理与恢复条件、初始/中间/最终检测结果、偏离说明。

判据与失效定义

判据由产品规范给出,常见形式为试验中不得出现功能中断、参数超差或误动作,恢复后不得出现永久性变形、开裂、绝缘异常、接触不良或外观劣化。温度或湿度条件超差、风速条件与程序不符、测点布置不当、通电时机错误,属方法有效性问题,应先处理再谈符合性;把「试验做完」直接写成「合格」是常见错误。

常见结论误用

把干热当作恒定湿热或温度循环;把 2007 版容差、程序描述套到 2025 版订单;把箱内空气温度等同于散热试件实际温度;用高温小时数折算服役年限;把带包装与不带包装结果混判;以及只引用系列名不写分部与版本。这些都超出该分部能支撑的结论范围。

测量、判据与失效定义要点对照
版本变化2007 版2025 版影响
列线图删除重新引入含数值解修正高风速散热
风速判定描述较模糊明确程序与判据需记录
测点要求较简澄清周围/表面/内部布点留痕
温度容差旧容差修订并分级报告模板更新
程序说明较少加入优缺点便于选型

AH ≤ 20 g/m³ 绝对湿度控制示意,用于避免高温环境下出现凝结;具体限值按适用文本与产品规范核对。

数据分析与报告

数据处理要点

保留箱内温度、绝对湿度、试件测点温度与功能监测的连续记录,散热试样应同时呈现空气温度与表面温度的差值曲线;使用列线图修正时把修正前后设定值并列存档。多试件同箱试验应逐个记录测点,恢复阶段数据单独归档,复测数据不与原组静默合并。

报告审查要素

核查标准版本与程序代号、严酷等级来源、散热与风速判定记录、绝对湿度与温度容差、测点布置、通电与功能监测、修正程序依据、预处理与恢复条件、初始/中间/最终检测数据、判据来源,以及结论仅对给定程序与热状态有效的声明。若报告只有一张箱温曲线而无试件温度与风速信息,通常不足以支撑散热试样的符合性判断。

数据分析与报告要点对照
偏差情形表现后果处置
误判散热按 Bb 做通电设备热状态失真先做温升判定
箱能力不足Be 下箱温失控严酷度不明核算热负载
湿度超限出现凝结附加失效控绝对湿度
测点不当只记箱温试件温度未知补布点
版本混用旧容差判新订单依据不清锁定版本

t_exposure 从试件温度稳定后起算 暴露计时规则示意,升温与稳定阶段不计入规定暴露时长;恢复阶段另行记录。

实施要点与行业实践

实施要点

在产品规范阶段写清程序代号、温度、时长、绝对湿度、通电时机、功能监测项目与判据,并明确是否带包装。试验前先做散热判定与箱能力确认,尤其是 Be 程序下持续发热时的控温能力;测点布置应在不改变试件热状态的前提下进行。2025 版新增的程序优缺点说明可作为选择低风速方案还是修正方案的依据。

行业实践与合规提示

常见做法是把干热 B、低温 A、恒定湿热与交变湿热、温度变化 N、振动与冲击按产品使用剖面组合成环境鉴定链,各项目分别引用分部与版本。宣传与标书用语应避免「适应任何高温」「高温无忧」「永不老化」等绝对化表述。由于 2025 版属技术修订且同系列换版不同步,在产机型换版时宜做一次剖面与报告模板复核。

通过 ⇔ ∀ 判据_j (试验中与恢复后均在限内) 符合性示意,判据来自产品规范;风速、容差、湿度或程序代号不符时应先判方法有效性。

本文关系式汇总
关系式含义
ΔT_S = T_hotspot − T_ambient > 5 K散热试样判定示意,具体判据按适用文本核对;超过判据即应按 Bd/Be 处理通电与风速条件。
ΔT_Sa/b = T_Sa − T_Sb高低风速判定示意,T_Sa 为自由空气条件、T_Sb 为强制对流条件下测得的试件温度。
T_B′ = f(T_Sa, T_Ca, T_B, T_Sb, T_Cb)列线图修正后的调节温度函数示意,由自由空气与高风速下实测温度共同确定;须记录计算依据与表面监测值。
AH ≤ 20 g/m³绝对湿度控制示意,用于避免高温环境下出现凝结;具体限值按适用文本与产品规范核对。
t_exposure 从试件温度稳定后起算暴露计时规则示意,升温与稳定阶段不计入规定暴露时长;恢复阶段另行记录。
通过 ⇔ ∀ 判据_j (试验中与恢复后均在限内)符合性示意,判据来自产品规范;风速、容差、湿度或程序代号不符时应先判方法有效性。

典型应用场景

典型应用场景

车载电子与发动机舱附近模块的高温运行验证、户外机柜与通信设备的干热贮存与恢复检查、电源模块与功率器件在持续发热条件下的功能监测、消费电子与显示器件高温响应评估、包装状态下运输高温适应性验证,以及 2025 版换版后既有鉴定剖面的差异复核等。

典型应用场景要点对照
审查项合格资料特征存疑特征处理建议
依据分部+年份+程序只写「高温试验」补正编号
严酷等级温度/时长/湿度齐全仅一个温度值补齐条件
热状态散热与风速判定留痕只有箱温曲线补充测点
修正列线图计算可追溯随意调箱温核对依据
判据引用产品规范仅「无异常」补充判据

常见问题解答

问:IEC 60068-2-2 现在是哪一版?

答:IEC 技术委员会公开清单显示现行文本为 2025 年第 6 版,2025-09-23 发布并取代 2007 年第 5 版,属技术修订。同系列其他分部换版并不同步,例如正弦振动 Fc 仍为 2007 版,技术协议应逐分部写明版本。

问:Bb、Bd、Be 怎么选?

答:先判定试件是否散热,再按规范确定通电时机。Bb 用于非散热试件(较高风速,稳定后按需通电);Bd 用于散热试件、低风速、初始稳定后通电;Be 用于散热试件、低风速且全程通电。选错程序会使实际热状态与预期不符。

问:干热试验为什么要控制绝对湿度?

答:目的是避免高温环境下出现凝结,保证试验以干燥高温为主导机理。说明性引用中绝对湿度常控制在不超过 20 g/m³ 的量级,具体限值按适用文本核对。湿度控制失效而出现凝露,可能引入本不属于干热试验的失效模式。

问:2025 版的温度容差有什么变化?

答:公开资料显示容差经修订并按温度区间分级放宽,较高温度段允许更大的偏差;同时补充了试验报告必备信息与程序优缺点说明。不能沿用 2007 版的单一容差值判定新版订单,具体数值应按现行有效文本查取。

问:干热试验能代替湿热或温度循环吗?

答:不能。恒定湿热、交变湿热与温度变化试验各自模拟不同环境机理,分别由 IEC 60068-2-78、-2-30、-2-14 等分部规定。干热报告只说明给定高温低湿条件下的表现,不能外推到凝露、腐蚀或温度骤变情形。

问:为什么要重新引入列线图?

答:高风速会额外冷却散热试样,使箱内设定温度与试件真实表面温度脱节。2007 版删除修正程序后此类工况容易失真,2025 版重新引入图解与数值解法,并要求记录实测温差与修正依据。

问:做 Be 程序时设备要额外确认什么?

答:要确认试验箱在试件持续发热的情况下仍能把工作空间维持在规定高温、绝对湿度与容差内,仅看空载最高温度不够。还需核对测点布置、风速条件与连续记录能力,必要时先做热负载试运行。

问:高温小时数能换算成服役年限吗?

答:不能。暴露时长是实验室加速剂量描述,与实际环境的温度谱、湿度、通电占空比与维护状态没有通用换算关系。寿命预测需基于实测使用剖面与相应可靠性模型,不能由试验小时数直接外推。

本文围绕相关产品标准与强制性安全标准的公开资料与工程实践进行梳理,用于说明不合格项目的试验方法、判定逻辑、成因分析与整改方向,不构成对任何具体产品的合格结论,也不替代适用法规、客户规范或经签署的试验大纲。正式标准编号、版本、限值与试验程序均以委托方提供的现行有效文本及技术协议为准;检测结论与合规判断应分别表述。