УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПАЯНЫХ И СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОНТАКТАХ

DOI: 10.47026/1810-1909-2024-4-141-151

УДК 621.3.066.6-112.81:620.179.16

ББК [З264-042:К441.1]:К204.013.2

В.М. СМИРНОВ, Н.Р. СМИРНОВА, О.А. ПЕТРОВ, Е.В. МЕРЗЛОВ, И.С. ГОЛЮШОВ

Ключевые слова: контактные узлы, паяные и сварные соединения, дефекты, ультразвуковой контроль, металлографические исследования, механические испытания.

Электрические контактные узлы являются составными частями электрических коммутационных аппаратов, которые широко используются во многих отраслях промышленности, в том числе оборонной, авиационной, космической, где от качества применяемых компонентов зависит не только работоспособность оборудования, но зачастую и жизнь людей. Поэтому качество изготовления электрических контактных узлов является приоритетной задачей при производстве коммутационных аппаратов.

Цель исследования – показать возможность применения ультразвукового контроля для оценки качества паяных и сварных соединений в электрических контактных узлах.

Материалы и методы. Исследование качества соединений проведено на трех различных контактных узлах ультразвуковым эхо-импульсным методом контроля с использованием специального преобразователя. Для подтверждения результатов ультразвукового контроля проведены также металлографические исследования и механические испытания на срез контактных узлов.

Результаты исследования. Проведен сравнительный анализ результатов ультразвукового контроля качества паяных и сварных соединений с результатами металлографических исследований и механических испытаний контакт-деталей на срез вдоль поверхностей соединений на трех разных видах контактных узлов. Показано наличие прямой корреляции между результатами ультразвукового контроля качества паяных и сварных соединений и результатами металлографических исследований и механических испытаний на всех исследованных электрических контактах. Проанализированы возможные причины низкого качества и уровня прочности соединений в отдельных исследованных контактных узлах.

Выводы. Показана возможность применения неразрушающего ультразвукового метода контроля для оценки качества паяных и сварных соединений в электрических контактных узлах. Результаты ультразвукового контроля подтверждаются металлографическими исследованиями и механическими испытаниями контактных узлов.

Литература

1. Герасимов О.Н., Доросинский А.Ю., Березин М.Н. Методы контроля качества контактных узлов изделий электронной техники // Труды Международного симпозиума «Надежность и качество». Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2017. Т. 2. С. 28–29.
2. Иванов Н.И., Карамышев М.Ю. Исследование процесса пайки электросопротивлением медных проводов прямоугольного сечения // Современные материалы, техника и технологии. 2021. № 6(39). С. 71–77.
3. Лашко С.В., Лашко Н.Ф. Пайка металлов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение. 1988. 376 с.
4. Люшинский А.В., Умеров Р.А. Диффузионная сварка меди с серебром // Сварочное производство. 2020. № 12. С. 51–54.
5. Малый В.В., Костюхин А.С., Кинжагулов И.Ю. Разработка технологии неразрушающего контроля качества паяных соединений теплообменных аппаратов и определение принципов её автоматизации // Технико-технологические проблемы сервиса. 2022. № 3 (61). С. 11–17.
6. Применение серебра (обзор) / Л.Т. Денисова, Н.В. Белоусова, В.М. Денисов, В.В. Иванов// Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. 2009. Т. 2. № 3. С. 250–277.
7. Современные методы и средства неразрушающего контроля сварного соединения, выполненного контактной точечной сваркой (обзор) / Е.В. Шаповалов, Р.М. Галаган, Ф.С. Клищар, В.И. Запара // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 2013. № 1. С. 10–22.
8. Спеченные материалы для электротехники и электроники: справочник / Г.Г. Гнесин, В.А. Дубок, Г.Н. Братерская и др.; под ред. Г.Г. Гнесина. М.: Металлургия, 1981. 338 с.
9. Ультразвуковой контроль паяных соединений топливных коллекторов газотурбинных двигателей / И.С. Краснов, М.А. Далин, Д.С. Ложкова, Е.В. Цветова // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2022. Т. 88(7). С. 36–42.
10. Buckley J., Servent R. Improvements in ultrasonic inspection of resistance spot welds. Insight-Non-Destructive Testing and Condition Monitoring, 2009, vol. 51(2), pp. 73–77.
11. Fan Z., Bai K., Chen C. Ultrasonic testing in the field of engineering joining. Int J Adv Manuf Technol, 2024, 132, pp. 4135–4160. DOI: 1007/s00170-024-13569-w.
12. Reddy V.V., Ume I.C., Williamson J., Sitaraman S.K. Evaluation of the quality of BGA solder balls in FCBGA packages subjected to thermal cycling reliability test using laser ultrasonic inspection technique. IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology, 2021, vol. 11(4), pp. 589–597. DOI: 10.1109/TCPMT.2021.3065958.

 Сведения об авторах

Смирнов Валентин Михайлович – кандидат физико-математических наук, доцент кафедры технологий машиностроения, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (vms53@inbox.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2721-9849).

Смирнова Наталья Робертовна – учебный мастер межкафедральной учебной лаборатории машиностроительного факультета, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (nrsmirnova@inbox.ru).

Петров Олег Александрович – начальник отдела низковольтной аппаратуры управления и защиты, АО «ВНИИР-Прогресс», Россия, Чебоксары (Petrov06@vniir.ru; ORCID: https://orcid.org/0009-0001-7774-2470).

Мерзлов Евгений Валерьевич – инженер-конструктор 3-й категории, АО «ВНИИР-Прогресс», Россия, Чебоксары; аспирант кафедры электрификации и автоматизации, Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, Россия, Княгинино (Evmerzlov@vniir.ru; ORCID: https://orcid.org/0009-0003-1411-9360).

Голюшов Иван Сергеевич – инженер межкафедральной учебной лаборатории машиностроительного факультета, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (ivan.golyushov.97@mail.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9757-1368).

Формат цитирования

Ультразвуковой контроль качества паяных и сварных соединений в электрических контактах / В.М. Смирнов, Н.Р. Смирнова, О.А. Петров и др. // Вестник Чувашского университета. 2024. № 4. С. 141–151. DOI: 10.47026/1810-1909-2024-4-141-151.

Загрузить полный текст статьи