چرخه دمایی چیست؟
آزمایش چرخه دما آزمایشی است که در آن نمونه تعداد دفعات مشخصی بین دمای بالا و پایین با نرخ انتقال کنترل شده چرخه می شود. این به عنوان روش Nb در IEC 60068-2-14 تعریف شده است و انتقال کندتر از شوک حرارتی را شامل می شود.
هدف چرخه دمایی
هدف آشکارسازی خستگی ناشی از تغییرات مکرر دما در اتصالات با ترکیب مواد با ضرایب انبساط مختلف است.
چرخه دمایی بر چه محصولاتی اعمال می‌شود؟
- بردهای الکترونیکی و اتصالات لحیم کاری
- واحدهای کنترل خودرو
- ماژول های باتری
- روشنایی LED
- اتصالات کانکتور و کابل
چرخه دمایی در چه صنایعی کاربرد دارد؟
استانداردهای مرتبط با چرخه دمایی
- IEC 60068-2-14تست تغییر دما تست کنید
- ISO 16750-4شرایط محیطی در تجهیزات الکتریکی/الکترونیکی خودرو تست کنید
- MIL-STD-810 Method 503
- JEDEC JESD22-A104
شرایط چرخه دمایی
- محدوده دما
- دمای بالا و پایین در مشخصات تعریف شده است
- سرعت انتقال
- کنترل شده در IEC 60068-2-14 Nb، معمولاً 1-5 درجه سانتیگراد در دقیقه
- زمان برگزاری
- زمان اجازه دادن به نمونه برای تعادل در هر دمای شدید
- تعداد چرخه ها
- تعریف شده در مشخصات (به عنوان مثال 100، 500، 1000 چرخه)
تجهیزات چرخه دمایی
- محفظه دمای قابل برنامه ریزی
- ضبط دما چند کاناله
- راه اندازی نظارت بر عملکرد یا مقاومت
- سیستم ثبت اطلاعات
الزامات نمونه برای چرخه دمایی
- نمونه باید با گردش هوای آزاد در محفظه قرار گیرد
- نظارت مستمر مقاومت برای اتصالات لحیم کاری توصیه می شود
- عملکرد باید قبل از آزمایش بررسی شود
- ترموکوپل ها باید در نقاط بحرانی متصل شوند
مدت چرخه دمایی
بستگی به تعداد چرخه ها دارد. یک برنامه 500 سیکلی بسته به مدت چرخه ممکن است چندین هفته طول بکشد.
روش اجرای چرخه دمایی
- 1نمونه در محفظه قرار می گیرد و مانیتورینگ راه اندازی می شود.
- 2مشخصات چرخه (دما، نرخ انتقال، ساکن) بارگذاری می شود.
- 3تعداد چرخه های تعریف شده اجرا می شود.
- 4یک بررسی تابع موقت در فواصل زمانی مشخص انجام می شود.
- 5بررسی عملکرد نهایی و بازرسی بصری در پایان برنامه انجام می شود.
معیارهای پذیرش چرخه دمایی
معیار پذیرش در مشخصات تعریف شده است: تداوم عملکرد، عدم افزایش مقاومت لحیم کاری یا اتصال فراتر از حد تعریف شده، و بدون ترک خوردگی.
ارزیابی نتایج
اگر از نظارت مداوم مقاومت استفاده شود، رویدادهای مدار باز همراه با شمارش چرخه ثبت می شوند. در صورت لزوم، یک مقطع برای بررسی ترک های لحیم گرفته می شود.
گزارش چرخه دمایی
- استاندارد و روش اعمال شده
- محدوده دما، نرخ انتقال و زمان ماندگاری
- تعداد چرخه ها
- نتایج پایش عملکرد/مقاومت
- معاینه بصری و در صورت نیاز متالوگرافی
اعتباربخشی
EUROLAB دارای اعتبار شناخته شده بین المللی است که از نهادهای اعتباربخشی طرف قراردادهای شناسایی چندجانبه IAF و ILAC، تحت ISO/IEC 17025 برای تست های آزمایشگاهی، ISO/IEC 17020 برای بازرسی و نظارت، و ISO/IEC 17021-1 و سیستم گواهی محصول ISO/IEC. این زنجیره تضمین می کند که گزارش ها و گواهی های صادر شده در سراسر جهان پذیرفته می شوند.
اینکه آیا این آزمون می تواند در محدوده معتبر ارائه شود به محصول شما و استاندارد اعمال شده بستگی دارد. از آنجایی که اعتبارسنجی مبتنی بر روش است، دامنه به صورت کتبی در مرحله نقل قول تأیید می شود.
محدوده و مجوزهامقررات مرتبط
- مشخصات خودرو و قطعات الکترونیکی
آزمون‌های محیطی و اقلیمی — این حوزه آزمون چه چیزی را پوشش می‌دهد؟
بخش زیر حوزه‌ای را توصیف می‌کند که آزمون چرخه دمایی به آن تعلق دارد؛ شرایط و معیارهای پذیرش این آزمون خاص در بخش‌های بالا آمده است. دامنه ویژه محصول شما در مرحله پیشنهاد قیمت به‌صورت مکتوب مشخص می‌شود.
آزمون‌های محیطی نشان می‌دهند آیا محصول در برابر عوامل محیطی مانند دما، رطوبت، فشار، تابش خورشید، گرد و غبار، آب و اتمسفر خورنده مقاومت می‌کند. هدف شکستن محصول نیست بلکه پیش کشیدن شرایطی است که در طول عمر خود با آن مواجه خواهد شد، به‌صورت شتاب‌یافته.
پروفایل‌های آزمون از مواجهه واقعی محصول استخراج می‌شوند و این استخراج کار مهندسی واقعی این حوزه است. دستگاهی که در دفتر بسته کار می‌کند و دستگاهی که روی تیر نصب شده با یک پروفایل آزموده نمی‌شوند. سری IEC 60068 روش‌های عمومی، MIL-STD-810 پروفایل‌های نظامی، RTCA DO-160 پروفایل‌های هوانوردی و سری ISO 16750 پروفایل‌های خودرویی مبتنی بر موقعیت را تعریف می‌کند. آزمونی که بدون انتخاب پروفایل اعمال شود هم هزینه غیرضروری و هم اطمینان کاذب ایجاد می‌کند.
آزمون‌های دما سه پدیده جداگانه را شبیه‌سازی می‌کنند و هر سه حالت خرابی متفاوتی تولید می‌کنند. دمای بالا/پایین ثابت بررسی می‌کند آیا ماده می‌تواند در آن دما کار کند. چرخه دما در محل اتصال موادی با ضریب انبساط متفاوت خستگی ایجاد می‌کند - ترک‌های لحیم اینجا ظاهر می‌شوند. شوک حرارتی این اثر را از طریق گذار ناگهانی تشدید می‌کند.
در آزمون رطوبت نیز تمایزی وجود دارد. گرمای مرطوب ثابت انتشار رطوبت به داخل ماده و اثر آن بر خواص عایقی را نشان می‌دهد. گرمای مرطوب چرخه‌ای تراکم بخار ایجاد می‌کند: قطرات آب روی سطح سردشونده تشکیل می‌شود و این بسیار تهاجمی‌تر از رطوبت خشک است. نفوذ آب به محفظه، افزایش جریان نشتی و خوردگی معمولاً در آزمون چرخه‌ای ظاهر می‌شوند.
حفاظت در برابر گرد و غبار و آب حوزه کاری جداگانه‌ای است و با کد IP بیان می‌شود. نکته‌ای که باید توجه داشت این است که آزمون IP یک آزمون دوام نیست: نشان می‌دهد حفاظت تحت شرایط تعریف‌شده و کوتاه‌مدت فراهم است، نه مقاومت در برابر غوطه‌وری طولانی‌مدت یا شست‌وشوی فشاری.
شایع‌ترین اشتباه در این خانواده تبدیل مستقیم نتیجه آزمون به پیش‌بینی عمر است. آزمون‌های تسریع‌شده برای مقایسه و راستی‌آزمایی طراحی طراحی شده‌اند؛ تبدیل قابل‌اعتماد بین ساعات کابین و سال‌های میدان تنها با مدل تسریع خاص ماده که با داده میدانی کالیبره شده باشد امکان‌پذیر است.
پایش عملکردی ارزش آزمون را تعیین می‌کند. نگه‌داشتن محصول در کابین دما و سپس روشن‌کردن آن نشان نمی‌دهد در طول آزمون چه اتفاقی افتاده است. در کاربردهای حیاتی، محصول در سراسر آزمون کار می‌کند و پارامترهایش پایش می‌شود؛ خرابی‌های متناوبی که ظاهر و ناپدید می‌شوند تنها به این روش قابل شناسایی‌اند.
گروه‌های روش در این حوزه
دما
حرارت خشک، سرما، تغییر دما و شوک حرارتی؛ پروفایل‌های ثابت و چرخه‌ای.
رطوبت
حرارت مرطوب ثابت و حرارت مرطوب چرخه‌ای؛ چرخه‌های همراه با میعان تهاجمی‌ترند.
آب و گرد و غبار
آزمون‌های حفاظت IP: چکیدن، پاشش، جت، غوطه‌وری و آب‌بندی گرد و غبار.
تابش و پیرسازی
پیرسازی تسریع‌شده با قوس زنون و UV فلورسنت، شبیه‌سازی تابش خورشیدی.
فشار و ارتفاع
آزمون‌های فشار پایین (ارتفاع) و تغییر سریع فشار.
اتمسفر خورنده
مه نمکی، خوردگی گاز مختلط جاری (شبیه‌سازی اتمسفر صنعتی)، آزمون‌های کپک و قارچ.
موارد رایج اشتباه‌گرفته‌شده در این حوزه
- مدت آزمون را نمی‌توان به عمر میدانی تبدیل کرد؛ تبدیل بدون مدل تسریع گمراه‌کننده است.
- چرخه دما و دمای ثابت حالت‌های خرابی متفاوتی تولید می‌کنند؛ هیچ‌کدام جایگزین دیگری نمی‌شود.
- اگر محصول در طول آزمون کار نکند، خرابی‌های متناوب نامرئی می‌مانند؛ پایش عملکردی ارزش آزمون را تعیین می‌کند.
- حفاظت IP مدرک دوام نیست؛ حفاظت را در شرایط تعریف‌شده و کوتاه‌مدت نشان می‌دهد.
- آزمونی که بدون انتخاب پروفایل اعمال شود هم هزینه را افزایش می‌دهد و هم اطمینان کاذب می‌دهد.
- چیدمان نصب و جهت‌گیری بر نتیجه اثر می‌گذارد؛ گزارش باید آن را مستند کند.
این نتایج از کدام تصمیم پشتیبانی می‌کنند
- راستی‌آزمایی طراحی و صلاحیت‌سنجی
- اعلامیه رده حفاظت و بازه دمای کاری
- بازتولید خرابی‌های میدانی در آزمایشگاه و تحلیل ریشه‌ای
- تأیید قطعه تأمین‌کننده
- تصمیمات دوره ضمانت و شرایط نگهداری
تست های مرتبط
پرسش‌های متداول درباره چرخه دمایی
تفاوت بین چرخه دما و شوک حرارتی چیست؟
در چرخه دما، انتقال کنترل شده و کند است (IEC 60068-2-14 Nb). در شوک حرارتی نمونه در مدت زمان بسیار کوتاهی بین دو محفظه منتقل می شود (روش Na) و تنش ها شدیدتر است.