Badania mikropołączeń spawanych laserem metodą termowizji aktywnej

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.

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.