La prueba de choque térmico a menudo se denomina prueba de choque térmico o ciclo de temperatura, prueba de choque térmico de alta y baja temperatura.
La velocidad de calentamiento/enfriamiento no es inferior a 30 ℃/minuto.
El rango de cambio de temperatura es muy grande y la severidad de la prueba aumenta con el aumento de la tasa de cambio de temperatura.
La diferencia entre la prueba de choque térmico y la prueba de ciclo de temperatura es principalmente el diferente mecanismo de carga de tensión.
La prueba de choque térmico examina principalmente la falla causada por fluencia y daño por fatiga, mientras que el ciclo de temperatura examina principalmente la falla causada por fatiga por corte.
La prueba de choque térmico permite el uso de un dispositivo de prueba de dos ranuras; la prueba de ciclo de temperatura utiliza un dispositivo de prueba de una sola ranura. En la caja de dos ranuras, la velocidad de cambio de temperatura debe ser superior a 50 °C/min.
Causas del choque térmico: cambios drásticos de temperatura durante los procesos de fabricación y reparación, como soldadura por reflujo, secado, reprocesamiento y reparación.
Según la norma GJB 150.5A-2009 3.1, un choque térmico se define como un cambio brusco de la temperatura ambiente del equipo, con una velocidad de cambio superior a 10 grados/min. La norma MIL-STD-810F 503.4 (2001) sostiene una postura similar.
Existen numerosas causas de los cambios de temperatura, que se mencionan en las normas pertinentes:
GB/T 2423.22-2012 Pruebas ambientales Parte 2 Prueba N: Cambio de temperatura
Condiciones de campo para cambios de temperatura:
Los cambios de temperatura son comunes en los equipos y componentes electrónicos. Cuando el equipo no está encendido, sus componentes internos experimentan cambios de temperatura más lentos que los de su superficie exterior.
Se pueden esperar cambios rápidos de temperatura en las siguientes situaciones:
1. Cuando el equipo se traslada de un ambiente interior cálido a un ambiente exterior frío, o viceversa;
2. Cuando el equipo se expone a la lluvia o se sumerge en agua fría y se enfría repentinamente;
3. Instalado en equipos aéreos externos;
4. Bajo determinadas condiciones de transporte y almacenamiento.
Tras la alimentación, se generan altos gradientes de temperatura en el equipo. Debido a los cambios de temperatura, los componentes se someten a tensiones. Por ejemplo, junto a una resistencia de alta potencia, la radiación provocará un aumento de la temperatura superficial de los componentes adyacentes, mientras que otras piezas permanecen frías.
Al encender el sistema de refrigeración, los componentes refrigerados artificialmente experimentan cambios bruscos de temperatura. Estos cambios también pueden ocurrir durante el proceso de fabricación del equipo. La cantidad, la magnitud y el intervalo de tiempo de los cambios de temperatura son importantes.
GJB 150.5A-2009 Métodos de prueba ambiental de laboratorio de equipo militar Parte 5:Prueba de choque térmico：
3.2 Aplicación:
3.2.1 Entorno normal:
Esta prueba es aplicable a equipos que puedan utilizarse en lugares donde la temperatura del aire pueda cambiar rápidamente. Esta prueba se utiliza únicamente para evaluar los efectos de los cambios bruscos de temperatura en la superficie externa del equipo, las piezas montadas en la superficie externa o las piezas internas instaladas cerca de la superficie externa. Las situaciones típicas son las siguientes:
A) El equipo se traslada entre zonas calientes y ambientes de baja temperatura;
B) Se eleva desde el entorno de alta temperatura del suelo hasta una gran altitud (apenas de caliente a frío) mediante un transportador de alto rendimiento;
C) Cuando se prueban solo materiales externos (materiales de embalaje o de la superficie del equipo), se deja caer desde la carcasa protectora de la aeronave caliente en condiciones de gran altitud y baja temperatura.
3.2.2 Evaluación de seguridad y estrés ambiental:
Además de lo descrito en el apartado 3.3, esta prueba se aplica para detectar problemas de seguridad y posibles defectos que suelen presentarse cuando el equipo se expone a una tasa de cambio de temperatura inferior a la temperatura extrema (siempre que las condiciones de prueba no superen el límite de diseño del equipo). Si bien esta prueba se utiliza como prueba de detección de estrés ambiental (ESS), también puede utilizarse como prueba de detección (utilizando choques térmicos de temperaturas más extremas) tras un tratamiento de ingeniería adecuado para revelar posibles defectos que puedan presentarse cuando el equipo se expone a condiciones inferiores a la temperatura extrema.
Efectos del choque térmico: GJB 150.5A-2009 Método de prueba ambiental de laboratorio de equipo militar Parte 5: Prueba de choque térmico:
4.1.2 Efectos ambientales:
El choque térmico suele tener un efecto más grave en la parte cercana a la superficie exterior del equipo. Cuanto más lejos de la superficie exterior (por supuesto, esto depende de las características de los materiales), más lento será el cambio de temperatura y menos evidente será el efecto. Las cajas de transporte, el embalaje, etc., también reducirán el impacto del choque térmico en el equipo cerrado. Los cambios bruscos de temperatura pueden afectar temporal o permanentemente el funcionamiento del equipo. A continuación, se presentan ejemplos de problemas que pueden surgir cuando el equipo se expone a un entorno de choque térmico. Considerar los siguientes problemas típicos ayudará a determinar si esta prueba es adecuada para el equipo en cuestión.
A) Los efectos físicos típicos son:
1) Rotura de recipientes de vidrio e instrumentos ópticos;
2) Partes móviles atascadas o sueltas;
3) Grietas en pellets sólidos o columnas de explosivos;
4) Diferentes tasas de contracción o expansión, o tasas de deformación inducida de diferentes materiales;
5) Deformación o rotura de piezas;
6) Agrietamiento de recubrimientos superficiales;
7) Fugas en cabinas selladas;
8) Fallo de la protección de aislamiento.
B) Los efectos químicos típicos son:
1) Separación de componentes;
2) Falla de la protección del reactivo químico.
C) Los efectos eléctricos típicos son:
1) Cambios en componentes eléctricos y electrónicos;
2) Condensación rápida de agua o escarcha que provoque fallas electrónicas o mecánicas;
3) Electricidad estática excesiva.
Propósito de la prueba de choque térmico: Se puede utilizar para descubrir defectos de diseño y proceso del producto durante la etapa de desarrollo de ingeniería; se puede utilizar para verificar la adaptabilidad de los productos a entornos de choque térmico durante la finalización del producto o la identificación del diseño y las etapas de producción en masa, y proporcionar una base para la finalización del diseño y las decisiones de aceptación de la producción en masa; cuando se utiliza como prueba de estrés ambiental, el propósito es eliminar fallas tempranas del producto.
Los tipos de pruebas de cambio de temperatura se dividen en tres tipos según la IEC y las normas nacionales:
1. Prueba Na: Cambio rápido de temperatura con un tiempo de conversión especificado; aire;
2. Prueba Nb: Cambio de temperatura con una tasa de cambio especificada; aire;
3. Prueba Nc: Cambio rápido de temperatura con dos tanques de líquido; líquido;
Para las tres pruebas anteriores, las pruebas 1 y 2 utilizan aire como medio, y la tercera, líquido (agua u otros líquidos). El tiempo de conversión de las pruebas 1 y 2 es mayor, y el de la prueba 3, menor.
Fecha de publicación: 5 de septiembre de 2024