警惕！銅線里的這些隱形殺手

某揚聲器在播放時出現了失效無聲的情況，進行電阻測量后發(fā)現，OK1揚聲器音圈為阻值7.23Ω，而NG1，NG2阻值為無窮大，存在斷裂或者不明原因的失效，需對揚聲器音圈進一步失效模式分析。

測試分析

1 低倍觀察

觀察疑似斷裂位置，由圖1可知，在疑似斷裂位置附近出現銅線非密集排列的彎曲現象，但在裸露的表面未見明顯銅線斷裂。為觀察內層銅線，將其侵泡有機溶劑后，將線圈從牛皮紙上剝離可見斷裂銅線顯現，且斷裂銅線附近包漆以及牛皮紙均存在燒黑現象。

圖1. NG1局部低倍圖

由圖2可知，箭頭標識處為疑似開路斷裂失效位置，可見包漆不完整，其附近銅線出現裂紋，劃傷等，在非斷裂位置處發(fā)現銅線外表面包漆被破壞，銅線劃傷。

圖2. NG2局部低倍圖

由圖3可見斷口發(fā)生頸縮，呈“杯錐狀”，發(fā)生明顯的塑性變形，即線纜銅材料具有一定塑性。

圖3. 人為拉斷局部低倍圖

2 表面與斷口分析

圖4為NG1表面以及斷口形貌，由圖可知，NG1斷裂位置位于內層銅線，在斷裂位置附近銅線出現彎曲現象。由NG1斷口形貌可知，在局部斷面可見因燒熔，銅“噴濺狀”形貌，即斷口部分燒熔。包漆因高溫導致軟化，但整體仍較完整，即銅線在裂紋擴展過程中，隨連接銅線面積減小，剩余銅線因電流過大高溫熔化，導致銅線完全斷裂而失效。

圖4. NG1表面以及斷口形貌SEM圖

由圖5可知，NG2斷裂位置位于外層銅線，在斷裂位置附近可見銅線包漆破損，金屬銅線壓平劃傷現象。NG2斷口無明顯頸縮等塑性變形，斷面平整，呈脆性斷裂特征。銅線表面存在劃傷，斷口表面可見細小疲勞紋。裂紋起源于銅線表面劃傷處，在振動應力下裂紋疲勞擴展。

圖5. NG2表面以及斷口形貌SEM圖

在NG1上取完好銅線，人為拉斷后觀察斷口形貌，如圖6。由圖可知，斷口發(fā)生明顯頸縮，呈杯錐狀，為韌性斷裂特征。斷口表面可見韌窩形貌，窩點內存在顆粒。

圖6. 人為拉斷斷口形貌SEM

3 金相分析

圖7為OK1截面微觀圖與能譜圖，由能譜可知，組織內可見顆粒狀Cu/O夾雜，夾雜與基體之間存在微裂紋。

圖7. NG1表面以及斷口形貌SEM圖

圖8為NG1截面微觀圖，由圖可知，組織內可見顆粒狀Cu/O夾雜，且氧化夾雜與基體之間存在微裂紋。

圖8. NG1截面微觀圖

圖9為NG2截面金相圖，由圖可知，斷口附近銅線表面存在裂紋，裂紋呈不規(guī)則枝狀，為典型的應力裂紋。組織內可見顆粒狀Cu/O夾雜，且氧化夾雜與基體之間存在微裂紋。

圖9. NG2截面金相圖

結論

1、NG1失效原因為銅線表面存在損傷裂紋，在裂紋處產生過大電流，使銅線最終燒熔斷裂，導致開路失效。

2、NG2失效原因為銅線表面存在損傷裂紋，裂紋在振動應力作用下疲勞擴展斷裂，導致開路失效。

3、銅線組織內可見塑性較差氧化夾雜，夾雜物降低材料強度，受力過程中與基體間不均勻變形容易產生微裂紋，促進斷裂裂紋的萌生與擴展。

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