Desky pro vodní chlazení jsou výměníky tepla, které rozptylují teplo prostřednictvím tření kapaliny, která teče přes jejich vnitřní povrchy. Obvykle se používají pro vysoce výkonné složky, které generují tolik tepla, že chlazení vzduchem není dostačující. Například energetický průmysl je používá ve statických VAR generátorech (SVG), automobilový průmysl v bateriích elektrických vozů a IT sektor je přidává do oddílů, ve kterých jsou umístěné velké servery.
Účinnost desky pro vodní chlazení závisí na oblasti přenosu tepla kapaliny a na třecí síle. Na rozdíl od chlazení vzduchem je při chlazení vodou potřebný vodní kanál pro oběh tekutiny. Tento vodní kanál musí být zcela utěsněný, aby se zabránilo úniku tekutiny, což by způsobilo zkrat v jakémkoliv elektrickém vybavení.
Třecí svařování promíšením versus tavné svařování lehkých slitin
Desky pro vodní chlazení se obvykle konstruují s použitím hliníkových slitin. Pokud se na utěsnění desky pro vodní chlazení použije tradiční tavné svařování, kvůli jejich špatné svařitelnosti je svar náchylný na vady, jako jsou trhliny vzniklé tepelným pnutím, pórovitost a struskovatění. K tomu, aby svářeči vytvořili vysoce kvalitní svar, potřebují výborné schopnosti a dovednosti pro tavné svařování. Vysoké teploty a jedovaté výpary generované tavným svařováním mohou být pro zdraví svářečů škodlivé. Třecí svařování promíšením (Friction Stir Welding, FSW), které ke svaření dvou povrchů používá třecí teplo rotačního nástroje, na tyto problémy nabízí účinné řešení.
Mezi hlavní výhody FSW, ve srovnání s tavným svařováním, patří:
- Minimální deformace při svařování
- Lepší mechanické vlastnosti svařeného kovu
- Není potřeba žádný přídavný materiál
- Čistší a bezpečnější pracovní prostředí
- Snadnější obsluha
- Automatické odstraňování zoxidovaných povlaků
- Snazší začlenění nástroje do automatického i robotického svařování
- Účinnější na lehké slitiny náchylné na trhliny
Slabé stránky třecího svařování promíšením a řešení pomocí phased array
Navzdory mnoha výhodám má FSW také několik nedostatků. Když se FSW použije na desky pro vodní chlazení, mohou se ve spoji mezi krycí deskou a základní deskou objevit mechanické vady. Obvykle se objevují u bodu tření rotačního nástroje ve formě malinkých dutin, známých jako pórovitost. Často tvoří téměř souvislé skupiny, ale není snadné je detekovat.
Sonda 10L64-FSW PA a vodní klín SFSW-N45S-WHC společnosti Olympus používané na skenování třecího svařování promíšením na desce pro vodní chlazení (vlevo), kalibrační blok a oblast zájmu označená červenými čarami (vpravo)
Technologie ultrazvukového testování phased array (Phased Array Ultrasonic Testing, PAUT) dokáže malinké defekty v FSW detekovat. Zde předkládané řešení zahrnuje defektoskop OmniScan™ MX2 a sondu a klín Olympus, které jsou optimalizované pro kontrolu svaru vzniklého třecím svařováním promíšením. Pro dosažení stejných výsledků se může se stejnou sondou a klínem použít také defektoskop OmniScan SX s technologií phased array.
Defektoskop OmniScan™ MX2 a sonda PA, nakonfigurované na řádkové skenování, pulzující 8 měničů současně s jednoměničovým krokem, 64 měničů celkem, za účelem generování 45stupňové oscilační vlny
Výsledky: analýza dat zobrazování phased array
Snímek obrazovky kontrolní analýzy v softwaru OmniPC™ níže prezentuje výsledky skenování kalibračního bloku. Odhaluje nejen pórovitost u povrchu, ale také nedostatečné roztavení ve svislém spoji, což značí, že spoj nebyl správně svařen.
Kontrola z druhé strany kalibračního bloku vykazuje čistě svařený tavný povrch, žádné viditelné vady, a geometrický odraz ostrého rohu.
Výsledky kontroly skutečného testovaného předmětu desky pro vodní chlazení jsou zobrazené níže. Vidíme, že se vady nacházejí na obou stranách svaru vzniklého třecím svařováním promíšením a pokrývají celou délku této části.
Snadno interpretovatelné zobrazování nedostatečného roztavení a pórovitosti v FSW
Pomocí kombinace ultrazvukové technologie phased array, speciálních sond a klínů třecího svařování promíšením můžeme jasně detekovat viditelnou pórovitost a neviditelné nedostatečné roztavení na povrchu spojů v deskách pro vodní chlazení. Sken získaný pomocí defektoskopu OmniScan MX2 (nebo OmniScan SX) s různými možnostmi zobrazení dat je snadno interpretovatelný a odráží skutečný stav kontrolované části.
Defektoskopy OmniScan MX2 (vlevo) a OmniScan SX (vpravo) s technologií phased array
Související obsah
Kontrola svaru na principu třecího svařování promíšením
Poznámka: kontrola svarů vzniklých třecím svařováním promíšením pomocí phased array
