Badania mikropołączeń spawanych laserem metodą termowizji aktywnej

• Autorzy: Świątczak T. , Tomczyk M. , Więcek B. , Pawlak R.

Warianty tytułu

EN

Investigations of laser welded joints using active thermography

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy opisano badania mikropołączeń elektrycznych spawanych metodą laserową z wykorzystaniem techniki termografii aktywnej. Zaproponowana nowa metoda badawcza jest nieniszcząca, pozwala zbadać jakość połączenia (w tym wykryć defekt wewnętrzny) bez ingerencji w próbkę. Przeprowadzono badania termowizyjne, proponując przyporządkowanie badanych połączeń do dwóch grup: połączenia prawidłowe oraz zawierające wewnętrzny defekt. Wybrane parametry określające jakość badanego połączenia to stała czasowa odpowiedzi termicznej w dziedzinie czasu oraz zespolona faza odpowiedzi termicznej (po zastosowaniu transformaty Fouriera). Rezultatem prac jest nieniszcząca metoda badań termowizyjnych, pozwalająca na określenie jakości mikropołączeń połączeń elektrycznych spawanych laserem.

EN

Formation of gas voids inside wire joints during laser welding may cause internal defects (cracks and porosity) invisible from outside (Fig. 1). The authors propose application of active thermography to detection of such defects. The proposed new method is non-destructive and allows detection of internal defects in materials as well as evaluation of thermal properties. A thermal camera was used to acquire sequences of thermograms showing the joints during transient heating (Figs. 3 and 4). Electrical connections between two nickel wires of 0.5 mm diameter made by laser welding were used as a subject of the research. The samples with and without internal defects were chosen for investigations (Fig. 1). One of the parameters which can be used to describe quality of the investigated connection is time constant τ (Fig. 6) . In the paper the authors divided the samples in two groups: defective and non-defective. Next, the fast Fourier transform (FFT) for all samples was calculated. There were obtained the thermal impedance values in the frequency domain [11]. The Fourier analysis enabled calculation of the phase value, which is different for defective and non-defective samples (Fig. 7.) and confirmed the applied "time constant method". By means of the active thermography technique, it was possible to estimate the quality of the investigated laser welded joints.

Słowa kluczowe

PL

mikropołączenia elektryczne spawane laserem; badania nieniszczące; termografia aktywna

EN

laser welded joints; non-destructive examination; active thermography

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 57, nr 10
• Strony: 1214--1217
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Świątczak T.

autor

Tomczyk M.

autor

Więcek B.

autor

Pawlak R.

• Politechnika Łódzka, Instytut Elektroniki, ul. Wólczańska 211/215, 90-924 Łódź,

Bibliografia

• [1] Pawlak R.: Laserowa modyfikacja właściwości materiałów przewodzących, Zeszyty naukowe PŁ, Nr 898, Łódź 2002.
• [2] Tomczyk M.: Właściwości termokinetyczne spawanych laserowo wyprowadzeń wewnętrznych w półprzewodnikowych przyrządach mocy, Pr. Nauk. Inst. Podst. Elektrotech. Elektrotechnol. Politech. Wroc. 2006 nr 44 Konf. nr 18, str. 208-212.
• [3] Pawlak R., Tomczyk M.: Metoda laserowego spawania ultra-cienkich przewodów wielodrutowych, 9. Sympozjum Techniki Laserowej - conference materials, pp. 179-180, Szczecin, 2009.
• [4] Maldague X., Galmiche F., Ziadi A.: Advances in pulsed phase thermography, Infrared Physics and Technology, 43, 2002.
• [5] Meola C., Carlomagno G., Squillace A., Giorleo G.: Non destructive control of industrial materials by means of lock-in thermography, Measurement Science and Technology, 13, 2002.
• [6] Więcek B., Zwolenik S., Danych R., Wajman T., Lis M.: Zastosowanie termowizji w badaniach nieniszczących i w mikroelektronice, Pomiary Automatyka Kontrola, 11, 2002.
• [7] De Mey G., Vermeersch B., Banaszczyk J., Świątczak T., Więcek B., Janicki M., Napieralski A.: Thermal impedances of thin plates, International Journal of Heat and Mass Transfer, 50, 2007.