El punto de soldadura de unión caliente es el núcleo sensor de temperatura de los termopares, formado por la fusión y fusión de alambres de aleación de cromel y alumel. La tensión térmica alterna-a largo plazo, la vibración mecánica, la flexión, la tracción y la erosión por gas corrosivo inducen microfisuras invisibles por fatiga del metal en la superficie de soldadura. Las grietas por fatiga no rompen el circuito por completo en la etapa inicial, solo generan una variación irregular e intermitente de la temperatura y alarmas aleatorias de circuito abierto-bajo la expansión del calentamiento; Después de una producción continua, las grietas se expanden hasta provocar una desconexión total y obligan a un cierre inmediato de la producción. La mayoría de las grietas por fatiga no pueden identificarse mediante una inspección a simple vista, lo que requiere métodos de prueba combinados multi-dimensionales para detectar de antemano los daños latentes por fatiga del metal en las uniones calientes.
Tres etapas de falla progresiva de fatiga del metal de unión caliente. Etapa uno: iniciación de microgrietas en la microsuperficie. Aparecen pequeñas grietas finas en la superficie del cordón de soldadura bajo repetidas tensiones de expansión y contracción térmica, sin cambios obvios de resistencia a temperatura ambiente. Cuando se calienta a la temperatura de producción, la grieta se expande ligeramente, lo que aumenta la resistencia de contacto termoeléctrico y genera una pequeña desviación de temperatura fija de amplitud- de 2 a 4 grados, que desaparece temporalmente después del enfriamiento del molde. Segunda etapa: fatiga por desconexión parcial intermitente. Las grietas se profundizan y se expanden hacia adentro, formando superficies de contacto semi-conectadas. Durante los ciclos de vibración del molde y expansión térmica, el estado del contacto cambia entre conectado y desconectado aleatoriamente, lo que genera alarmas repentinas de temperatura máxima y lecturas normales instantáneas alternativamente, presentando fallas intermitentes difíciles-de-reproducir que son difíciles de capturar durante la inspección estática. Etapa tres: fracaso completo de la fractura. Las grietas por fatiga recorren toda la sección transversal de soldadura-, el circuito está completamente desconectado y el controlador muestra continuamente valores de alarma de temperatura ultra-alta, lo que obliga a apagar el molde para reemplazar la sonda.
Cuatro grupos de-métodos de prueba combinados in situ para identificar la fatiga temprana del metal en las uniones calientes sin destruir las sondas. Prueba 1: Prueba repetida de desviación del ciclo de calefacción-refrigeración. Conecte firmemente la sonda de prueba a un termopar de referencia estándar, realice un ciclo de calentamiento desde temperatura ambiente a 350 grados y enfríe a temperatura ambiente repetidamente durante 5 ciclos, registrando la desviación de temperatura después de cada estabilización de calentamiento. Si el valor de desviación aumenta gradualmente con cada ciclo, confirma la fatiga por microgrietas de la unión caliente inducida por tensión térmica-; Las sondas estándar intactas mantienen una desviación estable dentro de ±1,5 grados durante todos los ciclos. Prueba 2: Prueba de resistencia al impacto por vibración. Sujete firmemente la funda de la sonda, aplique una ligera vibración alternativa a la punta de la unión caliente con una pequeña herramienta de vibración mientras observa las lecturas de temperatura del controlador. Los grandes saltos repentinos de lectura o las alarmas temporales de sobre-temperatura durante la vibración indican grietas internas por fatiga que se separan bajo un impacto mecánico. Prueba 3: Prueba de fluctuación de micro-resistencia del multímetro. Cambie el multímetro al engranaje de miliohmios de alta-precisión, conecte los cables de prueba a los terminales del cable y apriete y haga vibrar suavemente el área de unión caliente con la mano. Los saltos de resistencia drásticos e irregulares demuestran que las grietas por fatiga cambian la estanqueidad de los contactos bajo una ligera fuerza externa, mientras que las uniones calientes intactas muestran valores de resistencia fijos estables. Prueba 4: prueba de observación de retención a largo plazo-temperatura constante y temperatura alta. Mantenga la sonda a una temperatura constante de 400 grados durante 4 horas seguidas; Las uniones calientes agrietadas por fatiga muestran una desviación de temperatura que se expande lentamente con el tiempo, mientras que las soldaduras intactas mantienen una precisión de medición estable.
Inspección auxiliar visual después del desmontaje de la sonda para detectar características de fatiga obvias. Después de retirar la sonda del molde, pula ligeramente la superficie de la unión caliente con un paño abrasivo ultra-fino para eliminar las capas de óxido y observa con una lupa. Los cordones de soldadura dañados por fatiga- muestran pequeñas grietas radiales irregulares que se extienden hacia afuera desde el centro del punto de soldadura; Las uniones calientes calificadas intactas tienen superficies de soldadura suaves y uniformes sin líneas de grietas. Se considera que las soldaduras con parches de oxidación moteados oscuros mezclados con grietas han sufrido daños combinados por corrosión y fatiga térmica, lo que requiere un desguace inmediato sin reparación.
Medidas de mantenimiento preventivo para frenar la formación de fatiga del metal en las uniones calientes. Al personalizar los termopares, seleccione sondas con uniones calientes de soldadura gruesas y apiladas al vacío, que tienen un rendimiento antifatiga más fuerte que los puntos de soldadura por puntos delgados. Estandarice las operaciones de instalación para evitar inserciones oblicuas, pares de apriete excesivos y tirones bruscos de cables que transmiten tensiones mecánicas a la unión caliente. Para moldes con ciclos diarios de choque térmico de enfriamiento completo y equipo de compuerta de válvulas múltiples-con vibración fuerte, acorte el ciclo de inspección de sonda quincenal para detectar microgrietas por fatiga temprana con anticipación. Evite doblar excesivamente la sección de transición de la punta de la sonda para evitar que la tensión de tracción se transfiera al punto de soldadura y acelere la expansión de la grieta.
Las pruebas combinadas regulares de calentamiento cíclico, vibración y resistencia pueden identificar eficazmente microfisuras latentes por fatiga del metal de unión caliente en la etapa inicial, evitando pérdidas repentinas y completas por cierre de fractura causadas por la expansión progresiva de las grietas por fatiga durante la producción en masa.
