เครื่องทดสอบความแน่นหนาต่อการรั่วซึมสำหรับชิ้นงาน CNC กรณีศึกษา: รับประกันคุณภาพการซีลของการเชื่อมด้วยเลเซอร์

1. เหตุผลในการทดสอบ

หลังจากชิ้นงานบางส่วนผ่านกระบวนการ CNC แล้ว จำเป็นต้องปิดผนึกด้วยการเชื่อมเลเซอร์ หากรอยเชื่อมมีรูพรุนขนาดเล็ก การเชื่อมไม่สมบูรณ์ หรือรอยร้าว ผลิตภัณฑ์อาจเกิดปัญหาด้านคุณภาพ เช่น อากาศรั่ว ของเหลวรั่ว หรือแรงดันไม่เพียงพอในระหว่างการใช้งานภายหลัง

กรณีศึกษานี้ใช้เครื่องทดสอบความแน่นหนาต่อการรั่วซึม เพื่อตรวจสอบความสามารถในการซีลของบริเวณเชื่อมเลเซอร์ของชิ้นงาน CNC ทำให้สามารถระบุข้อบกพร่องจากการรั่วของรอยเชื่อมได้อย่างรวดเร็วและเชิงปริมาณ

ชิ้นงาน CNC ที่ต้องทดสอบความแน่นหนาต่อการรั่วซึม รูปที่ 1: ชิ้นงาน CNC ที่ต้องทดสอบ

2. ประเด็นสำคัญในการทดสอบ

ชิ้นส่วนโลหะ CNC ที่ทดสอบในครั้งนี้มีช่องเปิดและมีโพรงปิดอยู่ภายใน หลังจากชิ้นงานผ่านการเชื่อมเลเซอร์แล้ว ต้องยืนยันว่าบริเวณรอยเชื่อมได้รับการซีลอย่างสมบูรณ์ เพื่อป้องกันผลิตภัณฑ์เสียหายจากการรั่วซึมเล็กน้อยของรอยเชื่อม

  • ตรวจสอบว่าบริเวณเชื่อมเลเซอร์ของชิ้นงาน CNC มีการรั่วซึมหรือไม่;
  • พิจารณาว่าโพรงภายในหลังการเชื่อมมีคุณสมบัติการซีลตามที่กำหนดหรือไม่;
  • ลดปัญหาด้านประสิทธิภาพและความคลาดเคลื่อนในการตัดสินผลจากวิธีทดสอบแบบดั้งเดิม เช่น การจุ่มน้ำเพื่อตรวจสอบด้วยสายตา
ชิ้นงาน CNC ที่ต้องทดสอบความแน่นหนาต่อการรั่วซึม รูปที่ 2: จุดเชื่อมเลเซอร์บนชิ้นงาน CNC

3. ประเด็นสำคัญในการออกแบบฟิกซ์เจอร์

ออกแบบจุดอ้างอิงสำหรับกำหนดตำแหน่งตามรูปทรงของชิ้นงาน เพื่อหลีกเลี่ยงความคลาดเคลื่อนของตำแหน่งการจับยึด ฟิกซ์เจอร์ด้านล่างจะปิดผนึกรูของชิ้นงาน CNC เพื่อให้ก๊าซทดสอบสามารถเข้าสู่โพรงภายในผลิตภัณฑ์ได้ตามปกติ และป้องกันปัจจัยภายนอกที่อาจทำให้ผลการทดสอบไม่แม่นยำ หลีกเลี่ยงการออกแรงที่ไม่จำเป็นกับบริเวณเชื่อมเลเซอร์ เพื่อป้องกันผลกระทบต่อรูปลักษณ์ของชิ้นงานหรือรอยเชื่อม

รูเติมอากาศของชิ้นงาน CNC รูปที่ 3: ปิดผนึกรูด้านล่างและเติมอากาศจากตำแหน่งนี้
ฟิกซ์เจอร์ด้านล่างสำหรับปิดผนึกและเติมอากาศ รูปที่ 4: ฟิกซ์เจอร์ด้านล่างสำหรับปิดผนึกและเติมอากาศ

4. การตั้งค่าพารามิเตอร์การทดสอบ

พารามิเตอร์การทดสอบความแน่นหนาต่อการรั่วซึมต้องกำหนดโดยพิจารณาจากปริมาตร วัสดุของชิ้นงาน และมาตรฐานคุณภาพของลูกค้า โดยรายการตั้งค่าทั่วไปประกอบด้วย:

  1. แรงดันทดสอบ: กรณีนี้ใช้อากาศอัดที่ 200kPa สำหรับการทดสอบแรงดันบวก;
  2. เวลาเติมอากาศ: กรณีนี้ตั้งไว้ที่ 7 วินาที;
  3. เวลาปรับสมดุล/เวลาคงแรงดัน: กรณีนี้ตั้งไว้ที่ 25 วินาที;
  4. เวลาทดสอบ: กรณีนี้ตั้งไว้ที่ 15 วินาที;
  5. เกณฑ์ตัดสินไม่ผ่าน (ค่าการรั่วสูงสุด): กรณีนี้ตั้งไว้ที่ 100Pa

สำหรับชิ้นงาน CNC ที่มีโครงสร้างภายในซับซ้อน สามารถตั้งเวลาปรับสมดุลให้นานขึ้น เพื่อรับรองความแม่นยำของผลการทดสอบ

5. ขั้นตอนการทดสอบ

การทดสอบชิ้นงาน CNC ในครั้งนี้ใช้วิธีแรงดันตรง

  • ผู้ปฏิบัติงานวางชิ้นงาน CNC ในตำแหน่งที่กำหนดของฟิกซ์เจอร์ทดสอบ
  • ชุดอุปกรณ์กดฟิกซ์เจอร์ด้านบนลงเพื่อยึดชิ้นงานให้แน่น โดยโครงสร้างซีลจะปิดกั้นช่องเติมอากาศของชิ้นงาน
  • เครื่องทดสอบความแน่นหนาต่อการรั่วซึมเริ่มกระบวนการเติมอากาศ และเติมอากาศตามแรงดันที่ตั้งค่าไว้เข้าสู่โพรงภายในชิ้นงานผ่านฟิกซ์เจอร์
  • หลังเติมอากาศเสร็จ เครื่องจะปรับสมดุลเพื่อให้แรงดันภายในโพรงคงที่
  • เครื่องเข้าสู่ขั้นตอนการทดสอบ เก็บและวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงของแรงดันภายในเวลาที่กำหนด
  • เครื่องทดสอบจะแสดงผลโดยอัตโนมัติ โดยตัดสินเป็น “PASS” หรือ “FAIL”
  • หลังการทดสอบ เครื่องจะระบายแรงดันโดยอัตโนมัติ ฟิกซ์เจอร์ด้านบนยกขึ้น และผู้ปฏิบัติงานนำชิ้นงานออก
วิดีโอ 1: ขั้นตอนการทดสอบความแน่นหนาต่อการรั่วซึมด้วยแรงดันบวกของชิ้นงาน CNC

6. ข้อดีของการทดสอบ

เครื่องทดสอบความแน่นหนาต่อการรั่วซึมเฉพาะสำหรับชิ้นงาน CNC ใช้อากาศอัดเพื่อตรวจสอบชิ้นงาน CNC สามารถตรวจสอบคุณสมบัติการซีลของชิ้นงานหลังการเชื่อมได้โดยตรง และตรวจพบการรั่วซึมขนาดเล็กที่มองเห็นได้ยากด้วยตาเปล่า มีความเร็วในการทดสอบสูง เหมาะสำหรับสายการผลิตจำนวนมาก แสดงผลผ่านและไม่ผ่านโดยอัตโนมัติ ช่วยลดความคลาดเคลื่อนจากการตัดสินโดยมนุษย์

สามารถบันทึกข้อมูลการทดสอบ เพื่ออำนวยความสะดวกในการตรวจสอบย้อนกลับด้านคุณภาพและการจัดการการผลิต เมื่อเทียบกับวิธีตรวจหารอยรั่วแบบจุ่มน้ำ วิธีนี้สะอาดกว่า ใช้งานง่ายกว่า มีประสิทธิภาพสูงกว่า และเหมาะกับชิ้นงานที่มีความแม่นยำสูงกว่า

เครื่องทดสอบความแน่นหนาต่อการรั่วซึมเฉพาะสำหรับชิ้นงาน CNC รูปที่ 5: เครื่องทดสอบความแน่นหนาต่อการรั่วซึมเฉพาะสำหรับชิ้นงาน CNC