铝合金冷板流道钎焊质量声学扫描显微镜SAM分析
铝合金散热冷板的主要作用是用于大功率电子设备的散热,广泛用于通信、雷达和飞行器制导等。随着元器件集成度越来越高,散热需求不断上升,一些简单的流道设计存在散热效率跟不上,热量分配不均匀等问题,根据国外学者的研究得出结论,在传统基础上加入片状导流结构冷板散热效果最佳,比传统S型流道冷板降低了15℃。经过实验几种新型冷板对比发现,最佳冷板结构具备流道窄、导流片细等特点。
虽然片状导流散热冷板效果很好,但是与传统冷板相比,增加了很多狭窄的流道,在焊接过程中是非常容易出现焊料过多造成堵塞和焊接变形等问题。目前国内外散热冷板生产厂家开始借助超声扫描显微镜设备进行内部焊接质量检测,排查出焊接不良样件,对焊接技术进行不断改进,加强了散热性能和安全性。超声扫描显微镜SAM又叫声学扫描显微镜是一种知名的无损检测设备,具备高分辨率成像,通过分析超声图像中反射幅值的强弱,可以判断焊接质量、缺陷类型、位置及大小。
声学显微镜激发出的高频超声信号波,对铝合金钎焊冷板内部焊接异常界面(缺陷位置)产生特殊的信号波幅值A-Scan,并同步生成超声C扫描图像,即超声C-Scan。
注:此处超声图像结果更好诠释并体现出缺陷位置信号波幅值A-Scan,与其相对应的C扫描缺陷状态。
以下是利用采声扫描声学显微镜检测的航空级钎焊冷板案例
本次实验采用伺服直线电机运动,由左向右,由上至下,进行往复运动扫描。在航空级热管理系统中对散热性能要求极高,采声对这块冷板正反面进行完整扫描。
从超声C扫描图像中发现了反面焊接质量存在大量缺陷,这种冷板内部构造就是本文讲解的散热效果好,但是内部流道狭窄的片状导流结构冷板,增加了大量的焊点面积,外观检测很难发现,超声扫描显微镜在无损检测设备当中运行稳定,分辨率高,最重要的是对人体无不良影响,检测环境要求也不是很高,而且非技术人员也可以使用,再搭配采声进口软件,可以自动标注缺陷位置、自动统计缺陷面积大小、针对检测焊接质量的工件,可以自动统计钎着率,这些数据最终以列表形式展现。
冷板反面缺陷位置细节图
在无损检测领域中,超声UT检测是这几年发展最快的,主要原因是它的检测范围很广,检测精度高。无论是金属焊接,还是一些复合材料粘接,都可以检测出内部夹杂、裂纹、分层、空洞,可以根据超声检测图像,判断缺陷类型。为航空航天、汽车制造、工业化制造,以及高校科研实验室带来很多便利,无损检测设备厂家采声科技致力于为各种行业领域提供无损检测方案。
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