Kingkametal เปิดตัวเทคโนโลยีการทดสอบการจุ่มด้วยคลื่นอัลตราโซนิคขั้นสูง (UT) เพื่อกำห

ในบริบทของการเติบโตอย่างรวดเร็วของระบบประมวลผลประสิทธิภาพสูง (HPC) ศูนย์ข้อมูล AI ยานยนต์ไฟฟ้า (EV) ระบบเลเซอร์ และอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง ความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของส่วนประกอบการจัดการความร้อนได้กลายเป็นปัญหาคอขวดหลักสำหรับเสถียรภาพของระบบในระยะยาว

แผ่นระบายความร้อนและแผ่นทำความเย็นแบบใช้ของเหลวในปัจจุบันไม่ได้เป็นเพียงชิ้นส่วนโลหะธรรมดาอีกต่อไปแล้ว แต่เป็นการผสานรวมวิทยาศาสตร์วัสดุ พลศาสตร์ของไหล การผลิตด้วยเครื่องจักรที่มีความแม่นยำสูง และเทคนิคการเชื่อมขั้นสูงเข้าไว้ด้วยกันในชิ้นส่วนประกอบที่ซับซ้อนและมีฟังก์ชันการทำงาน ประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของชิ้นส่วนเหล่านี้เป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูงโดยตรง

ในฐานะผู้ผลิตโซลูชันการจัดการความร้อนชั้นนำ Kingkametal ตระหนักดีว่า:

• การทดสอบแรงดันแบบดั้งเดิมและการตรวจสอบด้วยสายตาจะตรวจสอบได้เฉพาะพื้นผิวและการปิดผนึกเท่านั้น และไม่สามารถตรวจจับข้อบกพร่องใต้พื้นผิวหรือจุดที่อาจเกิดความเสียหายได้อย่างน่าเชื่อถือ

ดังนั้น เราจึงได้นำการทดสอบการจุ่มอัลตราโซนิก (UT) มาใช้และดำเนินการอย่างเต็มรูปแบบ โดยมีการบันทึกวิดีโอความละเอียดสูงตลอดกระบวนการและรายงานดิจิทัล ซึ่งช่วยยกระดับการควบคุมคุณภาพจาก "การตรวจสอบพื้นผิว" ไปสู่การวิเคราะห์ความสมบูรณ์ภายในเชิงปริมาณ

1. ภาพรวมของการทดสอบการจุ่มด้วยคลื่นอัลตราโซนิค (UT)

1.1 คำจำกัดความทางเทคนิค

การทดสอบด้วยการจุ่มอัลตราโซนิก (UT) เป็นเทคนิคการทดสอบแบบไม่ทำลาย (NDT) ซึ่งทั้งชิ้นงานทดสอบและหัววัดจะถูกจุ่มลงในน้ำ (หรือน้ำปราศจากไอออน) โดยใช้น้ำเป็นตัวกลางในการส่งผ่านคลื่นเสียง น้ำช่วยให้การแพร่กระจายของคลื่นอัลตราโซนิกมีเสถียรภาพและสม่ำเสมอ ขจัดข้อผิดพลาดที่เกิดจากแรงกดสัมผัสด้วยมือหรือการส่งผ่านคลื่นเสียงที่ไม่ดี

คลื่นอัลตราโซนิกความถี่สูง (โดยทั่วไป >1 MHz) จะแพร่กระจายผ่านวัสดุ เมื่อคลื่นเหล่านี้กระทบกับรอยต่อของวัสดุหรือข้อบกพร่องภายใน พลังงานเสียงบางส่วนจะสะท้อนกลับ หัววัดจะรับเสียงสะท้อนและสร้างข้อมูล โดยใช้การสแกนแบบ A (รูปคลื่น), การสแกนแบบ B (ภาคตัดขวาง) และการสแกนแบบ C (ภาพระนาบ/3 มิติ) สามารถมองเห็นตำแหน่ง ขนาด รูปร่าง และการกระจายตัวของข้อบกพร่อง ทำให้สามารถวิเคราะห์คุณภาพภายในเชิงปริมาณได้

ขั้นตอนการทดสอบการแช่น้ำ 1.2 ut

ยกตัวอย่างเช่น การใช้แผ่นระบายความร้อนแบบเหลวหรือตัวระบายความร้อนแบบอื่นๆ ขั้นตอนการทำงานทั่วไปของ UT ประกอบด้วย:

• อุปกรณ์และการเตรียมการ
  ชิ้นงานถูกยึดไว้อย่างแม่นยำในถังน้ำ โดยใช้น้ำปราศจากไอออนเพื่อให้มั่นใจได้ว่าการแพร่กระจายของคลื่นอัลตราโซนิคมีความเสถียร

• การสแกนเชิงกล
  เฟรมสแกนหลายแกนความแม่นยำสูงหรือแขนหุ่นยนต์จะเคลื่อนหัววัดอัลตราโซนิกไปตามเส้นทางที่กำหนดไว้ล่วงหน้า เพื่อครอบคลุมพื้นผิวทั้งหมดและช่องทางการไหลภายใน

• การตกกระทบของคลื่นอัลตราซาวนด์และการรวบรวมเสียงสะท้อน
  คลื่นอัลตราโซนิกจะแทรกซึมเข้าสู่ชิ้นงานผ่านทางน้ำ เมื่อกระทบกับรูพรุนภายใน รอยแตก สิ่งเจือปน รอยเชื่อมที่ไม่สมบูรณ์ หรือพื้นผิวด้านล่าง พลังงานบางส่วนจะถูกสะท้อนกลับ

• การประมวลผลข้อมูลและการสร้างภาพ
  สัญญาณสะท้อนที่ได้รับจะถูกประมวลผลเพื่อสร้าง:

1. a-scan: แสดงรูปคลื่นอัลตราโซนิก ซึ่งบ่งชี้ความลึกและขนาดของข้อบกพร่อง

2. บี-สแกน: แสดงการกระจายตัวของข้อบกพร่องตามหน้าตัดของชิ้นงาน

3. ซี-สแกน: สร้างภาพระนาบหรือภาพสามมิติเพื่อการระบุตำแหน่งข้อบกพร่องอย่างแม่นยำ

• การรายงานและการบันทึกวิดีโอ
  ข้อมูลการทดสอบ ผลลัพธ์การถ่ายภาพ และวิดีโอความละเอียดสูงตลอดกระบวนการทั้งหมดจะถูกรวบรวมไว้ในรายงานการตรวจสอบแบบดิจิทัล ซึ่งเป็นเอกสารคุณภาพที่ตรวจสอบได้และติดตามได้

1.3 การเปรียบเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิม

2. เหตุใดการทดสอบการแช่จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับแผ่นระบายความร้อนและแผ่นทำความเย็นเหลว

2.1 แผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบเชื่อมประสานสุญญากาศ

การเชื่อมประสานด้วยสุญญากาศเป็นการหลอมวัสดุตัวเติมใต้โลหะฐานในสภาวะสุญญากาศ โดยเติมเต็มช่องว่างด้วยแรงดึงดูดของเหลว ข้อดี ได้แก่ การเชื่อมประสานหลายชั้นในช่องทางที่ซับซ้อนได้ในครั้งเดียว รอยเชื่อมสะอาด และการบิดเบี้ยวของชิ้นงานน้อยที่สุด

ข้อบกพร่องที่อาจเกิดขึ้น:

• ความพรุนของการเชื่อมประสาน

• จุดแห้ง (การรดน้ำไม่ทั่วถึง)

• การขาดการหลอมรวม

ข้อบกพร่องเหล่านี้อาจไม่ทำให้เกิดการรั่วไหลในทันที แต่จะสร้างจุดร้อนเฉพาะที่ซึ่งจะพัฒนาไปเป็นรอยแตกร้าวจากความล้าภายใต้การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและความดัน ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลว

2.2 แผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบเชื่อมด้วยการกวนเสียดทาน (FSW)

การเชื่อมแบบ FSW เป็นวิธีการเชื่อมแบบโซลิดสเตทที่ใช้เครื่องมือหมุนเพื่อสร้างความร้อนจากการเสียดสี ทำให้วัสดุอ่อนตัวลงและเกิดพันธะโลหะที่หนาแน่น ข้อดี ได้แก่ การนำความร้อนสูง การเสียรูปจากความร้อนต่ำ และความต้านทานแรงอัดสูง

ข้อบกพร่องที่ซ่อนอยู่สำคัญ:

• ข้อบกพร่องของรูหนอน

• พันธะอ่อน (พันธะสัมผัส)

พันธะที่อ่อนแอมีความสำคัญอย่างยิ่ง แม้ว่าพื้นผิวจะดูสมบูรณ์และผ่านการทดสอบแรงดันได้ แต่การหลอมรวมในระดับอะตอมที่ไม่เพียงพออาจทำให้โครงสร้างเสียหายภายใต้การสั่นสะเทือนหรือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ การทดสอบการจุ่มด้วยคลื่นอัลตราโซนิคสามารถตรวจจับข้อบกพร่องแบบปิดเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือของแผ่นระบายความร้อนแบบเชื่อมปิด (FSW)

2.3 ข้อบกพร่องอื่นๆ ของส่วนประกอบการจัดการความร้อน

3. หลักการทางกายภาพของการทดสอบการจุ่มอัลตราโซนิก

3.1 ความต้านทานเสียง

z=ρ⋅v

• ρ: ความหนาแน่นของวัสดุ

• v: ความเร็วคลื่นอัลตราโซนิก

3.2 สัมประสิทธิ์การสะท้อน

• ส่วนต่อประสานระหว่างโลหะกับอากาศ: ความไม่ตรงกันของอิมพีแดนซ์ขนาดใหญ่ → r → 1, เสียงสะท้อนที่มีแอมพลิจูดสูง

• การเชื่อมต่อระหว่างโลหะกับโลหะ: ความต้านทานใกล้เคียงกัน → การส่งสัญญาณที่ดี เสียงสะท้อนต่ำ

ความแตกต่างของค่าความต้านทานนี้เป็นพื้นฐานทางกายภาพสำหรับการตรวจจับข้อบกพร่องภายในในฮีทซิงค์และแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลว

4. ข้อดีของการทดสอบการแช่สารละลายโลหะ Kingkametal

• การเชื่อมต่อที่เสถียรและความสามารถในการทำซ้ำสูง: สื่อกลางที่เป็นน้ำช่วยขจัดข้อผิดพลาดจากแรงดันด้วยมือ

• ความละเอียดระดับไมครอน: ตรวจจับข้อบกพร่องใต้พื้นผิวและใกล้พื้นผิวได้

• ความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน: รองรับชิ้นส่วนโค้ง บาง และไม่สม่ำเสมอ

• ระบบอัตโนมัติและดิจิทัลอย่างสมบูรณ์: บันทึกเส้นทางการตรวจสอบ พารามิเตอร์ และข้อมูลทั้งหมดอย่างครบถ้วน

• การแสดงผลและการตรวจสอบย้อนกลับ: ภาพซี-สแกนพร้อมวิดีโอ HD สำหรับบันทึกคุณภาพที่ตรวจสอบได้

เราไม่ได้ให้เพียงแค่ผลการตัดสินว่าผ่านหรือไม่ผ่าน แต่ยังให้หลักฐานที่ตรวจสอบได้ครบถ้วนเกี่ยวกับคุณภาพภายในองค์กรด้วย

5. ขอบเขตการใช้งานหลัก

การทดสอบการแช่ด้วยคลื่นอัลตราโซนิคมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนที่มีความน่าเชื่อถือสูงและประสิทธิภาพสูง ช่วยให้สามารถตรวจจับข้อบกพร่องภายในเชิงปริมาณ มองเห็นภาพรวมทั้งหมด และควบคุมคุณภาพได้อย่างตรวจสอบย้อนกลับ ทำให้มั่นใจได้ว่าฮีทซิงค์ แผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลว และชิ้นส่วนฟังก์ชันระดับสูงจะทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือในระยะยาว

5.1 การบินและอวกาศ

• ใบพัดกังหันและเบลสก์: ตรวจจับรูพรุน สิ่งเจือปน และรอยเชื่อมที่ไม่สมบูรณ์ เพื่อความน่าเชื่อถือในอุณหภูมิสูงและแรงเค้นสูง

• ตัวเรือนและล้อลงจอด: ตรวจสอบให้แน่ใจว่ารอยเชื่อมและส่วนต่อประสานที่ขึ้นรูปด้วยการตีขึ้นรูปนั้นปราศจากข้อบกพร่อง

• ส่วนประกอบเครื่องยนต์จรวด: ตรวจจับรูพรุนภายในและข้อบกพร่องในการเชื่อมในหัวฉีดแรงดันสูงและช่องทางที่ซับซ้อน

5.2 ยานยนต์ระดับไฮเอนด์และระบบขนส่งทางราง

• รอยเชื่อมชุดแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า: ตรวจสอบรอยเชื่อมแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวและรอยเชื่อมตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อป้องกันการรั่วไหลของสารหล่อเย็น

• โครงสร้างอะลูมิเนียมน้ำหนักเบา: ตรวจจับรูพรุนภายในหรือการหลอมรวมที่ไม่สมบูรณ์

• เพลาและเฟืองของรถไฟความเร็วสูง: การระบุรอยแตกขนาดเล็กและช่องว่างภายใน

5.3 พลังงานและกำลังไฟฟ้า

• ท่อและวาล์วสำหรับโรงงานนิวเคลียร์: ตรวจจับรอยแตกและช่องว่างภายในเพื่อความน่าเชื่อถือในระยะยาว

• ใบพัดกังหันก๊าซ: ตรวจจับรูพรุน สิ่งเจือปน และข้อบกพร่องของรอยเชื่อม

• ชิ้นส่วนหล่อสำหรับระบบส่งกำลังไฟฟ้าแรงสูงพิเศษ: การสแกนพื้นผิวสัมผัสและช่องว่างภายในอย่างแม่นยำ

5.4 อุปกรณ์ทางการแพทย์

• ข้อต่อเทียม (ไทเทเนียม/โคบอลต์-โครเมียม-โมลิบเดนัม) และวัสดุปลูกถ่าย: ตรวจจับรอยแตกขนาดเล็ก รูพรุน และการแยกชั้น

• เครื่องมือผ่าตัดคุณภาพสูง: ตรวจสอบใบมีด ตลับลูกปืน และชิ้นส่วนโลหะที่มีความแม่นยำสูง

5.5 ชิ้นส่วนที่ผลิตด้วยวิธีการพิมพ์ 3 มิติ (Additive Manufacturing)

• การประเมินเชิงปริมาณแบบมาตรฐานของความพรุนภายในและการขาดการหลอมรวม

• ครอบคลุมช่องทางที่ซับซ้อน ผนังบาง และโครงสร้างที่มีรูพรุนอย่างครบถ้วน

5.6 เซมิคอนดักเตอร์และอิเล็กทรอนิกส์ความแม่นยำสูง

• การเชื่อมต่อ: ตรวจสอบรอยบัดกรี สายทองแดง และชั้นของสารเคลือบ

• วัสดุเซรามิกและส่วนประกอบการจัดการความร้อน (แผ่นระบายความร้อน/แผ่นทำความเย็นแบบเหลว): ตรวจจับช่องว่างขนาดเล็กและการแยกชั้น

ตรวจจับสิ่งที่มองไม่เห็น รับประกันความน่าเชื่อถือในระยะยาว

ในระบบจัดการความร้อนกำลังสูง การมองเห็นข้อบกพร่องที่มองไม่เห็นถือเป็นความสามารถทางวิศวกรรมที่แท้จริง การทดสอบการจุ่มด้วยคลื่นอัลตราโซนิคของ kingkametal ช่วยให้ฮีทซิงค์และแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

• การตรวจจับข้อบกพร่องที่มีความไวสูง

• ข้อมูลคุณภาพที่ตรวจสอบย้อนกลับได้อย่างครบถ้วน

• การรับประกันความน่าเชื่อถือในระยะยาว

เราไม่เพียงแต่รับประกันว่าผลิตภัณฑ์ตรงตามข้อกำหนดเท่านั้น แต่ยังให้ข้อมูลคุณภาพภายในที่ตรวจสอบได้ เชื่อถือได้ และยั่งยืนในระยะยาวอีกด้วย สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดติดต่อทีมงานคุณภาพของเราที่ kingkametal.com.

รายงานการตรวจสอบการตรวจหาข้อบกพร่องด้วยการแช่น้ำด้วยคลื่นอัลตราโซนิค.pdf

รายงานการตรวจสอบการตรวจหาข้อบกพร่องด้วยการแช่น้ำด้วยคลื่นอัลตราโซนิค.pdf

รายงานการตรวจสอบการตรวจหาข้อบกพร่องด้วยการแช่น้ำด้วยคลื่นอัลตราโซนิค.pdf