金屬材料非破壞性檢測(cè)-水浸超聲無損檢測(cè)

在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，金屬材料是常用的核心材料之一。然而，金屬構(gòu)件在使用過程中往往面臨復(fù)雜多變的應(yīng)力環(huán)境，可能導(dǎo)致裂紋、內(nèi)部缺陷等隱患悄然滋生。這些潛在問題若未能被及時(shí)識(shí)別并妥善處理，將嚴(yán)重威脅生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)行，并可能引發(fā)產(chǎn)品質(zhì)量下降乃至安全事故。因此，進(jìn)行金屬材料的非破壞性檢測(cè)就顯得尤為重要，而其中一種常用的方法就是水浸超聲檢測(cè)。

● 水浸超聲檢測(cè)原理

水浸超聲檢測(cè)，顧名思義，是將待測(cè)金屬材料置于水中，利用超聲波在介質(zhì)中的傳播與反射特性，對(duì)材料內(nèi)部進(jìn)行無損探查。這種方法不僅能夠有效穿透金屬表面，深入探測(cè)到難以察覺的內(nèi)部缺陷，如微小裂紋、夾雜物等，還因其非接觸、非破壞性的特點(diǎn)，避免了對(duì)材料本身造成二次損傷的風(fēng)險(xiǎn)。

此外，水作為耦合介質(zhì)，能夠顯著提升超聲波的傳播效率與檢測(cè)靈敏度，使得檢測(cè)結(jié)果更加精確可方靠。同時(shí)，水浸環(huán)境還有助于消除空氣對(duì)超聲波傳播的干擾，進(jìn)一步提高檢測(cè)精度，使得即便是細(xì)微的缺陷也無所遁形。

● 水浸超聲檢測(cè)的方法和流程

①準(zhǔn)備工作

首先需要準(zhǔn)備好待檢測(cè)的金屬材料以及相應(yīng)的設(shè)備和工具。

②清洗處理

將待檢測(cè)的金屬材料放入清潔的水池中，在水中進(jìn)行清洗處理，以去除表面污垢和油脂等。

③水浸

將清洗后的金屬材料完全放入水中，并確保其完全被覆蓋住。

④放置超聲探頭

將超聲探頭放置在待檢測(cè)區(qū)域上方，并使其與表面垂直接觸。

⑤開始測(cè)試

啟動(dòng)設(shè)備并開始測(cè)試。通過觀察設(shè)備顯示器上反映出來的信號(hào)波形和數(shù)據(jù)來判斷是否存在缺陷或異物，并進(jìn)一步確定其位置、大小等信息。

⑥ 結(jié)果分析

根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，并對(duì)存在問題的地方進(jìn)行修復(fù)或更換等操作。

● 金屬材料水浸超聲檢測(cè)的重要性

①提升產(chǎn)品質(zhì)量

水浸超聲檢測(cè)能夠穿透金屬材料的表面，有效地發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部存在的裂紋、缺陷、夾雜物等問題。這些缺陷如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，可能會(huì)對(duì)產(chǎn)品的性能和使用壽命產(chǎn)生嚴(yán)重影響。通過超聲波在材料中的傳播時(shí)間和距離，可以精確計(jì)算出缺陷的位置和大小，為后續(xù)的修復(fù)和改進(jìn)提供準(zhǔn)確依據(jù)。

②保障生產(chǎn)安全

金屬材料中的裂紋、缺陷等如果不及時(shí)處理，在使用過程中可能會(huì)導(dǎo)致斷裂、泄漏等安全事故。水浸超聲檢測(cè)能夠在不破壞材料的前提下，及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些潛在的安全隱患，從而預(yù)防事故的發(fā)生。

③降低成本費(fèi)用

通過對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行有效監(jiān)管并及時(shí)解決其中存在問題可避免不必要損失，在提高產(chǎn)品質(zhì)量同時(shí)也能夠減少維修費(fèi)用和損失率等成本支出。

● 水浸超聲檢測(cè)設(shè)備推薦

沈陽(yáng)百思特超聲掃描顯微鏡（Scanning Acoustic Microscope）采用領(lǐng)先的C-SAM技術(shù)，利用材料內(nèi)部組織因密度不同而對(duì)超聲波聲阻抗、超聲波吸收與反射程度產(chǎn)生差異的特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)材料內(nèi)部缺陷的定性分析。

該檢測(cè)設(shè)備可分辨出材料、元器件內(nèi)部的裂紋、空洞、氣泡、分層缺陷、雜質(zhì)等，目前已廣泛用于測(cè)試各種元器件、SMT 焊接器件、IGBT 器件、MEMS器件、晶圓鍵合等內(nèi)部缺陷的無損檢測(cè)，是提供高分辨率且無損檢測(cè)的重要手段，和 X-Ray, 電鏡等為互補(bǔ)檢測(cè)手段。

掃描能力：

①探頭配置能力

在75MHz≥探頭頻率范圍≥15MHz，可配置探頭數(shù)量≥4個(gè)，能清楚掃描市場(chǎng)上HPD、 DCM、DSC等封裝功率模塊，半導(dǎo)體與芯片封裝，最高可配175Mhz探頭；

②缺陷百分比計(jì)算

可根據(jù)樣品的實(shí)際輪廓（圓形、矩形）對(duì)檢測(cè)界面、焊接界面質(zhì)量進(jìn)行缺陷面積百分比統(tǒng)計(jì)分析，可選擇掃描范圍，提供缺陷尺寸列表并輸出報(bào)告（需顯示所有孔洞并著色、計(jì)算總面積、單個(gè)缺陷面積等信息并分析區(qū)域的釬著率），點(diǎn)擊任一位置可顯示該缺陷在掃描圖像上的 X/Y 區(qū)域，分析和定位缺陷；

③具有一次多層掃描功能

可將被測(cè)樣品中不同高度的界面，分別設(shè)置不同閘門掃描，一次性完成樣品內(nèi)部對(duì)應(yīng)所有界面掃描圖像；可以設(shè)置50個(gè)閘門、滿足50個(gè)以內(nèi)界面掃描。

硬件指標(biāo)：

①X-Y軸掃描范圍：≥300mm×350mm；

②Z軸移動(dòng)范圍：100mm，軟件可設(shè)置Z-軸安全距離，避免由于誤操作導(dǎo)致探頭撞擊樣品；

③X軸可用最大掃描速度：500mm/s，在最大掃描速度下，設(shè)備可以正常掃描工作；支持手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)整速度；

④掃描機(jī)構(gòu)：X軸和Y軸均需為高速線性馬達(dá)。