400-850-4050
没有找到您想要的?
立即咨询专业工程师为您服务
扬声器，俗称喇叭，是一种再常见不过的电声器件，但凡需要发声的电子电气设备，几乎都少不了它。音圈是它的核心部件，由一根很细的铜导线分两层绕制在纸管（即音圈骨架）上，通常绕有数十圈，置于导磁芯柱与导磁板构成的磁隙中；音圈与纸盆固定相连，当声音电流信号通入音圈时，音圈振动并带动纸盆发声，完成电-声转换。所以，这根铜线一旦断路，整个设备便将彻底“失声”。
某扬声器在用户现场时出现了失效无声的情况，扬声器音圈正常阻值7.2Ω，在拆解后测量扬声器音圈阻值异常（几十MΩ或者无穷大），存在断裂或者不明原因的失效。令人费解的是，送检的两个失效样品，断口的形貌竟然截然不同：一个断口局部有金属喷溅痕迹，像是被“烧断”的；另一个断面平整、无明显塑性变形，更像是“累断”的。
同一批产品，同一种失效现象，却指向了两种完全不同的断裂机制。
1.电阻测量——确认失效现象
为确认失效现象，对送检的三组样品进行电阻测量：
试样OK1电阻值约为7.23Ω（正常阻值为7.2Ω）；
试样NG1、NG2阻值为无穷大。
试样阻值测量图
结论：音圈线圈电路存在断裂，这是扬声器失效无声的直接原因。断点位置及失效机理需进一步追查。
2.X-ray无损观察——初步定位异常区域
为确认线圈断裂位置，对样品进行无损分析。
导线与铜线连接的引脚位置未见明显缺陷；
线缆铜线部分观察到疑似断裂现象。
线圈X-ray图
结论：异常指向铜线线缆段而非引脚焊接处，但X-ray分辨率有限，需低倍显微镜进一步确认。
3.低倍显微镜观察——断裂显现
用低倍显微镜观察疑似断裂位置。
NG1： 疑似断裂位置附近铜线出现弯曲变形，但外层裸露表面未见明显断口。将样品浸泡有机溶剂、剥离牛皮纸后，内层断裂铜线显现，断裂处附近包漆及牛皮纸均存在烧黑现象。
试样NG1局部低倍图
NG2： 断裂位置包漆不完整，附近铜线可见裂纹、划伤；非断裂位置亦发现铜线表面包漆破损及压平划伤痕迹。
试样NG2局部低倍图
参照验证： 人为拉断完好铜线，断口呈"杯锥状"颈缩，为典型韧性断裂——说明铜线基材本身具备一定塑性。
人为拉断局部低倍图
结论：NG1伴随烧黑，NG2伴随划伤与包漆破损，两者失效诱因可能不同。
4.SEM断口分析——揭示两种断裂机制
为进一步明确断裂性质，对断裂位置进行了SEM扫描电镜微观分析，结果如下。
NG1（内层铜线断裂）：断口局部可见铜"喷溅状"形貌，系烧熔残留；包漆因高温软化，但整体仍较完整。铜线表面先存在损伤裂纹，有效导电截面逐渐减小，剩余铜线因电流过大而高温熔化，最终断裂。
试样NG1表面以及断口形貌SEM图
NG2（外层铜线断裂）： 断口无明显颈缩，断面平整，呈脆性断裂特征；断口表面可见细小疲劳纹。裂纹起源于铜线表面划伤处，在扬声器工作振动应力作用下疲劳扩展，最终贯穿断裂。
NG2表面以及断口形貌SEM图
人为拉断参照： 断口呈杯锥状，表面韧窝形貌清晰——与NG2的脆性疲劳断口形成鲜明对比。
人为拉断断口形貌SEM
结论：NG1为"损伤裂纹→电流过大→烧熔断裂"；NG2为"表面划伤→振动应力→疲劳扩展断裂"。同一失效现象（开路无声），两种断裂机制。
5.金相分析——追问"为什么这么容易断"
如果说断口分析揭示的是“怎么断的”，金相分析则追问“为什么这么容易断”。
OK1：截面可见颗粒状Cu/O夹杂，夹杂与基体之间存在微裂纹。
试样OK1截面微观图与EDS结果
NG1：截面同样观察到颗粒状Cu/O夹杂，且氧化夹杂与基体之间存在微裂纹。
试样NG1截面微观图
NG2：断口附近铜线表面存在不规则枝状应力裂纹；组织内亦可见颗粒状Cu/O夹杂，且氧化夹杂与基体之间存在微裂纹。
试样NG2截面金相图
结论：三种样品均存在Cu/O氧化夹杂。夹杂物本身塑性差，与铜基体变形不协调，受力时易在界面萌生微裂纹；这些微裂纹降低了材料强度，同时为断裂裂纹的萌生与扩展提供了优先路径——这是两种不同断裂机制背后共同的材料内因。
失效原因
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。
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。
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。
美信检测实验室
了解公司更多资讯
MTTlab-电子制造
查看更多精彩案例
MTTlab-高分子材料
查看更多精彩案例
MTTlab-金属材料
查看更多精彩案例
视频号
查看更多精彩视频
深圳：深圳市宝安区松柏路北大科创园A1、A3、A5栋苏州：苏州市苏州工业园区长阳街415号信药谷3栋苏州市苏州工业园区岸芷街39号内4号楼1楼西安：西安市未央区尚苑路秦创原新材料产业创新中心（北门）6幢1楼
