警惕！铜线里的这些隐形杀手

某扬声器在播放时出现了失效无声的情况，进行电阻测量后发现，OK1扬声器音圈为阻值7.23Ω，而NG1，NG2阻值为无穷大，存在断裂或者不明原因的失效，需对扬声器音圈进一步失效模式分析。

测试分析

1 低倍观察

观察疑似断裂位置，由图1可知，在疑似断裂位置附近出现铜线非密集排列的弯曲现象，但在裸露的表面未见明显铜线断裂。为观察内层铜线，将其侵泡有机溶剂后，将线圈从牛皮纸上剥离可见断裂铜线显现，且断裂铜线附近包漆以及牛皮纸均存在烧黑现象。

图1. NG1局部低倍图

由图2可知，箭头标识处为疑似开路断裂失效位置，可见包漆不完整，其附近铜线出现裂纹，划伤等，在非断裂位置处发现铜线外表面包漆被破坏，铜线划伤。

图2. NG2局部低倍图

由图3可见断口发生颈缩，呈“杯锥状”，发生明显的塑性变形，即线缆铜材料具有一定塑性。

图3. 人为拉断局部低倍图

2 表面与断口分析

图4为NG1表面以及断口形貌，由图可知，NG1断裂位置位于内层铜线，在断裂位置附近铜线出现弯曲现象。由NG1断口形貌可知，在局部断面可见因烧熔，铜“喷溅状”形貌，即断口部分烧熔。包漆因高温导致软化，但整体仍较完整，即铜线在裂纹扩展过程中，随连接铜线面积减小，剩余铜线因电流过大高温熔化，导致铜线完全断裂而失效。

图4. NG1表面以及断口形貌SEM图

由图5可知，NG2断裂位置位于外层铜线，在断裂位置附近可见铜线包漆破损，金属铜线压平划伤现象。NG2断口无明显颈缩等塑性变形，断面平整，呈脆性断裂特征。铜线表面存在划伤，断口表面可见细小疲劳纹。裂纹起源于铜线表面划伤处，在振动应力下裂纹疲劳扩展。

图5. NG2表面以及断口形貌SEM图

在NG1上取完好铜线，人为拉断后观察断口形貌，如图6。由图可知，断口发生明显颈缩，呈杯锥状，为韧性断裂特征。断口表面可见韧窝形貌，窝点内存在颗粒。

图6. 人为拉断断口形貌SEM

3 金相分析

图7为OK1截面微观图与能谱图，由能谱可知，组织内可见颗粒状Cu/O夹杂，夹杂与基体之间存在微裂纹。

图7. NG1表面以及断口形貌SEM图

图8为NG1截面微观图，由图可知，组织内可见颗粒状Cu/O夹杂，且氧化夹杂与基体之间存在微裂纹。

图8. NG1截面微观图

图9为NG2截面金相图，由图可知，断口附近铜线表面存在裂纹，裂纹呈不规则枝状，为典型的应力裂纹。组织内可见颗粒状Cu/O夹杂，且氧化夹杂与基体之间存在微裂纹。

图9. NG2截面金相图

结论

1、NG1失效原因为铜线表面存在损伤裂纹，在裂纹处产生过大电流，使铜线最终烧熔断裂，导致开路失效。

2、NG2失效原因为铜线表面存在损伤裂纹，裂纹在振动应力作用下疲劳扩展断裂，导致开路失效。

3、铜线组织内可见塑性较差氧化夹杂，夹杂物降低材料强度，受力过程中与基体间不均匀变形容易产生微裂纹，促进断裂裂纹的萌生与扩展。

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