CN104237276A - 钎焊金属蜂窝结构面芯脱焊缺陷电子显微检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钎焊金属蜂窝结构面芯脱焊缺陷电子显微检测方法，属于产品质量和缺陷检测技术领域。本发明通过采用扫描电子显微镜对大量含有面芯脱焊缺陷且结构参数不同的钎焊金属蜂窝结构进行观察分析，并结合无损检测试验和实际钎焊金属蜂窝结构解剖分析，确定了面芯脱焊缺陷在扫描电子显微镜下的典型特征，建立了钎焊金属蜂窝结构面芯脱焊缺陷电子显微检测方法，不仅可对面芯脱焊缺陷进行准确识别，同时还可以直接给出面芯脱焊缺陷图像，便于对面芯脱焊缺陷的尺寸和形貌等进行测量和分析，为分析面芯脱焊缺陷的形成原因提供支持，从而为钎焊金属蜂窝结构的工艺改进和相关产品的质量控制提供依据。

Description

钎焊金属蜂窝结构面芯脱焊缺陷电子显微检测方法
技术领域
本发明涉及产品质量和缺陷检测技术领域，具体涉及一种钎焊金属蜂窝结构面芯脱焊缺陷电子显微检测方法。
背景技术
钎焊金属蜂窝结构因既能满足高速飞行器对热防护系统质量与体积的要求，又能解决防热、隔热、承载一体化的设计难题，因而在航空航天领域得到了越来越广泛的应用。面芯脱焊缺陷是钎焊金属蜂窝结构中一种典型的缺陷，其存在会导致钎焊金属蜂窝结构的承载和防隔热性能的严重下降，同时，相对于钎焊金属蜂窝结构的其它类型缺陷，面芯脱焊缺陷既难以观测又很难彻底消除，因此对钎焊金属蜂窝结构面芯脱焊缺陷的检测非常重要。
目前对于蜂窝夹层结构的质量和缺陷检测，主要是采用力学性能测试和无损检测的方法，且主要是针对胶接蜂窝结构，其中力学性能测试虽然可以给出蜂窝芯和面板之间的连接强度，但无法对面芯脱焊进行检测。同时，力学性能测试和无损检测方法还受制于蜂窝结构的形状，对于一些形状复杂的蜂窝结构，这两种方法的检测难度较大，且不能直观给出蜂窝芯和面板焊接界面的图像，无法对判断面芯脱焊的原因提供帮助。而对于钎焊金属蜂窝结构的质量和缺陷检测而言，具体的检测方法还在研究中。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何设计一种能够对钎焊金属蜂窝结构的面芯脱焊缺陷进行准确有效地检测的方法。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种钎焊金属蜂窝结构面芯脱焊缺陷电子显微检测方法，包括以下步骤：
S1、在钎焊金属蜂窝结构上切取试样，对所述试样切取的方向为垂直于所述钎焊金属蜂窝结构的面板的方向，所述试样的大小根据如下因素确定：能保证将试样放入扫描电子显微镜中进行观察分析，且最大尺寸根据检测时所使用的扫描电子显微镜的真空室和样品台的尺寸，以及样品台到物镜的最小距离来确定；所述钎焊金属蜂窝结构包括两块面板和焊接于两块面板之间的蜂窝芯；
S2、在不破坏蜂窝芯与面板焊接界面的前提下对所述试样进行清洗，以将覆盖在蜂窝芯与面板焊接界面的污物清除，从而消除污物对蜂窝芯与面板焊接界面观察的影响；
S3、将清洗后的试样放入扫描电子显微镜，采用合适的放大倍数对蜂窝芯与面板的焊接界面进行观察，放大倍数的选取以能够对蜂窝芯与面板焊接界面的钎料堆积情况进行清晰观察为依据；
S4、根据蜂窝芯与面板焊接界面处的钎料堆积情况对是否存在面芯脱焊缺陷进行判断，若蜂窝芯与面板的整个焊接界面上均有钎料覆盖，则说明没有面芯脱焊缺陷存在；若在蜂窝芯与面板的焊接界面上一个区域出现了钎料缺失，则说明在该区域存在面芯脱焊缺陷，进一步利用扫描电子显微镜的测量功能对面芯脱焊缺陷的尺寸进行测量。
优选地，所述试样的大小还根据如下因素确定：检测时需对样品台进行翻转所需要的空间。
优选地，步骤S2中，采用超声波清洗机对所述试样进行清洗，并采用不影响试样形貌和结构的清洗剂进一步清洗。
优选地，步骤S2中，采用酒精对所述试样进行进一步清洗。
(三)有益效果
本发明通过采用扫描电子显微镜对大量含有面芯脱焊缺陷且结构参数不同的钎焊金属蜂窝结构进行观察分析，并结合无损检测试验和实际钎焊金属蜂窝结构解剖分析，确定了面芯脱焊缺陷在扫描电子显微镜下的典型特征，建立了钎焊金属蜂窝结构面芯脱焊缺陷电子显微检测方法，不仅可对面芯脱焊缺陷进行准确识别，同时还可以直接给出面芯脱焊缺陷图像，便于对面芯脱焊缺陷的尺寸和形貌等进行测量和分析，为分析面芯脱焊缺陷的形成原因提供支持，从而为钎焊金属蜂窝结构的工艺改进和相关产品的质量控制提供依据。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明的方法中使用的钎焊金属蜂窝结构及对其取样示意图；
图3为采用本发明的方法观察到的钎焊金属蜂窝结构无面芯脱焊缺陷的照片；
图4为采用本发明的方法观察到的钎焊金属蜂窝结构有面芯脱焊缺陷的照片。
其中，1-试样；2-面板；3-蜂窝芯；4-蜂窝芯与面板焊接界面；5-面芯脱焊缺陷位置。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明通过采用扫描电子显微镜对大量含有面芯脱焊缺陷且结构参数不同的钎焊金属蜂窝结构进行观察分析，并结合无损检测试验和实际钎焊金属蜂窝结构解剖分析，确定了面芯脱焊缺陷在扫描电子显微镜下的典型特征，建立了钎焊金属蜂窝结构面芯脱焊缺陷电子显微检测方法，不仅可对面芯脱焊缺陷进行有效地检测，能够为钎焊金属蜂窝结构的工艺改进和相关产品的质量控制提供依据。
如图1、图2所示，本发明提供的钎焊金属蜂窝结构面芯脱焊缺陷电子显微检测方法包括以下步骤：
S1、在钎焊金属蜂窝结构上切取试样1，对所述试样1切取的方向为垂直于所述钎焊金属蜂窝结构的面板2的方向，所述试样1的大小根据如下因素确定：能保证将试样放入扫描电子显微镜中进行观察分析，且最大尺寸根据检测时所使用的扫描电子显微镜的真空室和样品台的尺寸，以及样品台到物镜(还可以包括其它探测设备)的最小距离来确定，有时还需考虑到检测时需对样品台进行翻转所需要的空间；如图2所示，所述钎焊金属蜂窝结构包括两块面板2和焊接于两块面板2之间的蜂窝芯3；
S2、在不破坏蜂窝芯与面板焊接界面4的前提下对试样1进行清洗，本实施例中采用超声波清洗机进行清洗，并采用酒精或其它不影响试样形貌和结构的清洗剂协助清洗以获得更好的清洗效果，试样清洗应将覆盖在蜂窝芯与面板焊接界面的油污等污物清除，以消除其对蜂窝芯与面板焊接界面观察的影响；
S3、将清洗后的试样放入扫描电子显微镜，采用合适的放大倍数对蜂窝芯与面板的焊接界面进行观察，放大倍数的选取，以能对蜂窝芯与面板焊接界面的钎料堆积情况进行清晰观察为最佳；
S4、根据蜂窝芯与面板焊接界面处的钎料堆积情况对是否存在面芯脱焊缺陷进行判断，若蜂窝芯与面板的整个焊接界面上均有钎料覆盖，则说明没有面芯脱焊缺陷存在，如图3所示；若在蜂窝芯与面板的焊接界面的某个区域出现钎料缺失，则说明该区域存在面芯脱焊缺陷(如图4所示)，同时利用扫描电子显微镜的测量功能对面芯脱焊缺陷的尺寸进行测量。
由以上实施例可以看出，本发明的钎焊金属蜂窝结构面芯脱焊缺陷电子显微检测方法的建立，可以对钎焊金属蜂窝结构的面芯脱焊缺陷进行准确有效地检测，能够为钎焊金属蜂窝结构的工艺改进和相关产品的质量控制提供依据，具有实际应用价值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种钎焊金属蜂窝结构面芯脱焊缺陷电子显微检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在钎焊金属蜂窝结构上切取试样，对所述试样切取的方向为垂直于所述钎焊金属蜂窝结构的面板的方向，所述试样的大小根据如下因素确定：能保证将试样放入扫描电子显微镜中进行观察分析，且最大尺寸根据检测时所使用的扫描电子显微镜的真空室和样品台的尺寸，以及样品台到物镜的最小距离来确定；所述钎焊金属蜂窝结构包括两块面板和焊接于两块面板之间的蜂窝芯；
S2、在不破坏蜂窝芯与面板焊接界面的前提下对所述试样进行清洗，以将覆盖在蜂窝芯与面板焊接界面的污物清除，从而消除污物对蜂窝芯与面板焊接界面观察的影响；
S3、将清洗后的试样放入扫描电子显微镜，采用合适的放大倍数对蜂窝芯与面板的焊接界面进行观察，放大倍数的选取以能够对蜂窝芯与面板焊接界面的钎料堆积情况进行清晰观察为依据；
S4、根据蜂窝芯与面板焊接界面处的钎料堆积情况对是否存在面芯脱焊缺陷进行判断，若蜂窝芯与面板的整个焊接界面上均有钎料覆盖，则说明没有面芯脱焊缺陷存在；若在蜂窝芯与面板的焊接界面上一个区域出现了钎料缺失，则说明在该区域存在面芯脱焊缺陷，进一步利用扫描电子显微镜的测量功能对面芯脱焊缺陷的尺寸进行测量。
2.如权利要求1所述的钎焊金属蜂窝结构面芯脱焊缺陷电子显微检测方法，其特征在于，所述试样的大小还根据如下因素确定：检测时需对样品台进行翻转所需要的空间。
3.如权利要求1或2所述的钎焊金属蜂窝结构面芯脱焊缺陷电子显微检测方法，其特征在于，步骤S2中，采用超声波清洗机对所述试样进行清洗，并采用不影响试样形貌和结构的清洗剂进一步清洗。
4.如权利要求3所述的钎焊金属蜂窝结构面芯脱焊缺陷电子显微检测方法，其特征在于，步骤S2中，采用酒精对所述试样进行进一步清洗。
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