[发明专利]一种钎焊金属蜂窝结构焊接质量电子显微检测方法

说明书

技术领域

本发明属于测量技术领域，具体涉及一种钎焊金属蜂窝结构焊接质量的电子显微检测方法。

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、承载一体化设计难题，而越来越广泛地应用于航天领域。对于钎焊金属蜂窝结构而言，其蒙皮与蜂窝芯之间的焊接质量直接影响结构的使用寿命，因此钎焊金属蜂窝结构焊接质量的检测非常重要。

现有的蜂窝夹层结构连接质量检测方法均是针对胶接蜂窝结构，主要是通过无损检测和力学性能进行评价，并无电子显微检测方法。且与胶接蜂窝结构相比，钎焊金属蜂窝结构由蒙皮、蜂窝芯与钎料通过钎焊焊接而成，蒙皮与蜂窝芯之间的连接强度大大提高，连接界面的状态也大不相同，因此急需建立钎焊金属蜂窝结构焊接质量检测方法。电子显微检测方法不受试样形状与尺寸的影响，可对钎焊金属蜂窝结构的焊接质量进行准确评价，为钎焊金属蜂窝结构的生产工艺改进及产品验收提供依据，具有实际的应用价值。

发明内容

本发明提供了一种钎焊金属蜂窝结构焊接质量的电子显微检测方法。该方法利用电子显微检测方法检测钎焊金属蜂窝结构蒙皮与蜂窝芯的焊接情况，其目的是检测出钎焊金属蜂窝结构的蒙皮与蜂窝芯未相焊接和部分相焊接，从而对钎焊金属蜂窝结构的焊接质量进行评价。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种钎焊金属蜂窝结构焊接质量电子显微检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在钎焊金属蜂窝结构上切取试样，试样切取垂直于蒙皮的方向，即平行于蜂窝芯壁，试样的大小应能保证将其放入扫描电子显微镜中进行观察分析；

(2)采用机械拉伸或剥离的方法将所切取试样的蜂窝芯与蒙皮相分离；

(3)在不破坏蜂窝芯顶端钎料层形貌的前提下对与蒙皮分离后的蜂窝芯进行清洗；

(4)将清洗后的蜂窝芯放入扫描电子显微镜，采用合适的放大倍数对蜂窝芯顶端钎料层的破坏程度进行观察；

(5)根据蜂窝芯顶端钎料层的破坏程度对蜂窝芯与蒙皮之间的焊接质量进行判断：若蜂窝芯顶端无钎料层存在或钎料层未被破坏，则说明蜂窝芯与蒙皮在该处并未相焊接；若蜂窝芯顶端的钎料层被破坏，则说明蜂窝芯与蒙皮在该处相焊接，其中若钎料层完全被破坏，说明蜂窝芯与蒙皮在该处完全相焊接，若钎料层只有部分被破坏，说明蜂窝芯与蒙皮在该处只是部分相焊接。

本发明的有益效果：

钎焊金属蜂窝结构焊接质量电子显微检测方法的建立，使得对钎焊金属蜂窝结构蒙皮与蜂窝芯之间焊接质量的评价变得可行。能够为钎焊金属蜂窝结构的生产工艺改进及产品验收提供依据，具有实际的应用价值。

附图说明

图1为钎焊金属蜂窝结构及取样示意图

图2为钎焊金属蜂窝结构焊接质量检测试样示意图

图3为蒙皮与蜂窝芯未相焊接的照片

图4为蒙皮与蜂窝芯完全相焊接的照片

图5为蒙皮与蜂窝芯部分相焊接的照片

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明技术方案进行详细描述：

参见附图1～2所示，一种钎焊金属蜂窝结构焊接质量电子显微检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在钎焊金属蜂窝结构上切取试样4，试样4切取垂直于蒙皮2的方向，即平行于蜂窝芯1壁，试样的大小应能保证将其放入扫描电子显微镜中进行观察分析；

(2)采用机械拉伸或剥离的方法将所切取试样4的蜂窝芯1与蒙皮2相分离；

(3)在不破坏蜂窝芯1顶端钎料层3形貌的前提下对与蒙皮分离后的蜂窝芯1进行清洗；

(4)将清洗后的蜂窝芯1放入扫描电子显微镜，采用合适的放大倍数对蜂窝芯1顶端钎料层3的破坏程度进行观察；

(5)根据蜂窝芯1顶端钎料层3的破坏程度对蜂窝芯1与蒙皮2之间的焊接质量进行判断：若蜂窝芯顶端无钎料层存在或钎料层未被破坏，则说明蜂窝芯与蒙皮在该处并未相焊接；若蜂窝芯顶端的钎料层被破坏，则说明蜂窝芯与蒙皮在该处相焊接，其中若钎料层完全被破坏，说明蜂窝芯与蒙皮在该处完全相焊接，若钎料层只有部分被破坏，说明蜂窝芯与蒙皮在该处只是部分相焊接。

以镍基高温合金材质蒙皮和蜂窝芯与镍基钎料制备的钎焊金属蜂窝结构，采用本发明方法在电子扫描显微镜下的图像，参见附图3～5所示。

图3中两侧偏上区域的钎料层未被破坏，中部偏下区域则无钎料层存在，说明蜂窝芯与蒙皮在该处并未相焊接；

图4中钎料层完全被破坏，说明蜂窝芯与蒙皮在该处完全相焊接；