“焊接”是一种广泛应用于工厂设施、汽车及其他各类领域的金属接合方法。经过长期使用后,焊接部的焊点、母材、焊珠可能会在应力、腐蚀等因素的作用下发生不良问题。因此,观察、分析焊接部表面及截面的工作非常重要。下面我们将为您介绍彻底改变传统显微镜观察分析理念的新型4K数码显微系统观察分析案例。

焊接部焊点组织观察与不良分析的方法

焊接点分析的重要性

在各类金属接合方法中,“焊接”操作合理、气密性高,被广泛用于各行各业。在基础设施、建筑物、汽车、电机产品、电子元件等领域,会根据实际用途及母材,采用各式各样的焊接法,例如电弧焊接、激光焊接、电阻点焊接等等。

在各类用途中,工厂加工处理设施基本都以数十年的长期使用为前提,对焊接品质的要求极高。工厂的种类很多,除了火力发电厂、以石油为原料生产新材料的石油化工厂以外,还有普通化学品/医药品/食品生产厂、净化污水的污水处理厂、负责加工处理再生资源的工业废弃物处理厂等等。这些工厂都是大型设施,负责处理各类性质及状态的液体和气体。因此,一旦焊接点老化或出现异常,观察分析金属组织的表面及截面,将成为查明不良及相应原因的重要手段,却也同时面临着很大的困难。

焊接点(金属组织)的观察方法、分析方法

对于工厂这类的大型设施,很难直接进行微米分析。用显微镜观察分析焊接位置融合不良、焊渣夹入、开裂(应力腐蚀开裂、疲劳开裂)等表面或内部缺陷时,通常会采用下面这两种样本制作方法。

用显微镜观察树脂包埋后的样本
将异常部位的焊接部分切割下来,作为样本进行树脂包埋(包埋),再用显微镜观察焊接缺陷和不良。由于将样本切割了下来,还能观察焊点的截面。
用SUMP法进行显微镜观察
SUMP是Suzuki’s Universal Micro Printing的简称。对于难以切割的样本,可以现场将检体表面转印到塑料薄膜上,再用显微镜进行观察。电子显微镜观察中使用的“复制品”样本,就是用这种SUMP法制成的。

上述这些制作样本后进行观察的方法,不仅被用于工厂设施,还在各类可能因焊接不良及缺陷引发重大事故的行业发挥着重要的作用,例如汽车、航空相关、铁路车辆、船舶等领域。在这些领域,人们会分别采用表面观察、截面观察等各类方法进行焊接部金属组织的观察分析。

焊接点观察、分析应用案例

近年来,随着科技的发展,数码显微系统已经成功解决了传统显微镜面临的诸多难题,大幅改变了观察分析焊点时的样本放大清晰度及操作性。

基恩士的超高精细4K数码显微系统“VHX系列”融合了先进的高分辨率HR镜头、4K CMOS、照明及图像处理技术,能够用清晰度远超传统显微镜的高清图像进行观察,实现合理分析。

焊接点组织的截面观察、不良分析

用传统显微镜观察焊接点的金属组织时,只能进行局部对焦,观察费时费力。而要实现高精度的观察分析,操作者还必须具备较高的熟练度。

4K数码显微系统“VHX系列”则可利用“导航实时合成”进行深度合成,快速简单地拍摄样本的全幅对焦图像并进行观察。这样一来,无论操作者的熟练度如何,都能精准地捕捉焊点金属组织的状态及母材细微开裂等不良,实现清晰的观察。

用4K数码显微系统“VHX系列”观察焊点截面开裂
用4K数码显微系统“VHX系列”观察焊点截面开裂

用SUMP法样本进行焊接点组织观察

传统显微镜在对SUMP法制成的样品进行高倍率观察时,经常只能进行局部对焦。再加上复制品色调较浅,会出现难以观察的情况。

4K数码显微系统“VHX系列”则可利用清晰的高分辨率4K图像和基于“导航实时合成”的深度合成,解决SUMP法样本及复制品的凹凸及色调问题,实现对样本全幅对焦的图像观察分析。

用4K数码显微系统“VHX系列”观察SUMP法样本
用4K数码显微系统“VHX系列”观察SUMP法样本

通过手持观察实现现场微米分析

过去,大型目标物是无法在现场进行显微镜观察的,必须在切割样本后进行树脂包埋,如果遇到不能切割的情况,还要用SUMP法等实施转印或复制后再进行观察分析。所制样本的品质也会直接影响观察分析的正确性及操作性。

4K数码显微系统“VHX系列”在进行手持观察时,也能依靠专用镜头的大景深,观察分析清晰的放大图像。节省了用于样本制作的时间和精力,能够在现场对实物进行非破坏性的观察分析。

手持观察示例
手持观察示例

1台设备就能完成各类2D/3D计算及测量

4K数码显微系统“VHX系列”不仅能够清晰地放大观察,还能实现传统显微镜无法进行的各类计算及测量,并获得相应的数值。
只需用鼠标对1台设备进行简单操作,就能实现在金属组织及金属产品检测中发挥重要作用的各类测量,例如平面测量、3D测量、粗糙度测量、清洁度测量、结晶粒度测量等等。

3D测量示例
3D测量示例

焊接点观察、分析的新常识

焊接及焊点金属组织的观察分析,在确保各类金属产品及设施安全性方面是非常重要的环节。因此,观察分析必须始终维持高度的正确性和精度,如遇故障还要追求速度。

“VHX系列”还配备了许多传统显微镜无法实现的其他功能。其中囊括了大量先进的功能,例如无需更换镜头就能通过简单操作自动实现20至6000倍倍率转换的“无缝缩放”,对细微凹凸也能清晰呈现的“Optical Shadow Effect Mode”和“全方位多功能照明”,用简单操作完成二维/三维尺寸测量,只需选择保存的数据就能自动再现各类设定,用保存数据自动创建报告等等。
不仅能确保图像的清晰度,在各类操作、数据的获取/保存/应用方面,都彻底改变了传统显微镜焊接点观察分析的常识,是一种强有力的新型工具。

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