汽車維修中探傷方法的選取

m.jxmhotel.com.cn 來源：互聯網作者：wl04qc1b 類別：汽車構造維修時間：2006-12-15

    工業無損探傷的方法很多，目前國內外最常用的探傷方法有五種，即人們常稱的五大常規探傷方法。本文將首先介紹五大常規探傷方法及其特點，并結合汽車維修中的特定條件和需求，選出更適合于汽車維修的探傷方法。
    一、五大常規探傷方法概述
　　五大常規方法是指射線探傷法、超聲波探傷法、磁粉探傷法、渦流探傷法和滲透探傷法。
    1、射線探傷方法
　　射線探傷是利用射線的穿透性和直線性來探傷的方法。這些射線雖然不會像可見光那樣憑肉眼就能直接察知，但它可使照相底片感光，也可用特殊的接收器來接收。常用于探傷的射線有x光和同位素發出的γ射線，分別稱為x光探傷和γ射線探傷。當這些射線穿過（照射）物質時，該物質的密度越大，射線強度減弱得越多，即射線能穿透過該物質的強度就越小。此時，若用照相底片接收，則底片的感光量就小；若用儀器來接收，獲得的信號就弱。因此，用射線來照射待探傷的零部件時，若其內部有氣孔、夾渣等缺陷，射線穿過有缺陷的路徑比沒有缺陷的路徑所透過的物質密度要小得多，其強度就減弱得少些，即透過的強度就大些，若用底片接收，則感光量就大些，就可以從底片上反映出缺陷垂直于射線方向的平面投影；若用其它接收器也同樣可以用儀表來反映缺陷垂直于射線方向的平面投影和射線的透過量。由此可見，一般情況下，射線探傷是不易發現裂紋的，或者說，射線探傷對裂紋是不敏感的。因此，射線探傷對氣孔、夾渣、未焊透等體積型缺陷最敏感。即射線探傷適宜用于體積型缺陷探傷，而不適宜面積型缺陷探傷。
    2、超聲波探傷方法
　　人們的耳朵能直接接收到的聲波的頻率范圍通常是20Hz到20kHz，即音（聲）頻。頻率低于20 Hz的稱為次聲波，高于20 kHz的稱為超聲波。工業上常用數兆赫茲超聲波來探傷。超聲波頻率高，則傳播的直線性強，又易于在固體中傳播，并且遇到兩種不同介質形成的界面時易于反射，這樣就可以用它來探傷。通常用超聲波探頭與待探工件表面良好的接觸，探頭則可有效地向工件發射超聲波，并能接收（缺陷）界面反射來的超聲波，同時轉換成電信號，再傳輸給儀器進行處理。根據超聲波在介質中傳播的速度（常稱聲速）和傳播的時間，就可知道缺陷的位置。當缺陷越大，反射面則越大，其反射的能量也就越大，故可根據反射能量的大小來查知各缺陷（當量）的大小。常用的探傷波形有縱波、橫波、表面波等，前二者適用于探測內部缺陷，后者適宜于探測表面缺陷，但對表面的條件要求高。
    3、磁粉探傷方法
　　磁粉探傷是建立在漏磁原理基礎上的一種磁力探傷方法。當磁力線穿過鐵磁材料及其制品時，在其（磁性）不連續處將產生漏磁場，形成磁極。此時撒上干磁粉或澆上磁懸液，磁極就會吸附磁粉，產生用肉眼能直接觀察的明顯磁痕。因此，可借助于該磁痕來顯示鐵磁材料及其制品的缺陷情況。磁粉探傷法可探測露出表面，用肉眼或借助于放大鏡也不能直接觀察到的微小缺陷，也可探測未露出表面，而是埋藏在表面下幾毫米的近表面缺陷。用這種方法雖然也能探查氣孔、夾雜、未焊透等體積型缺陷，但對面積型缺陷更靈敏，更適于檢查因淬火、軋制、鍛造、鑄造、焊接、電鍍、磨削、疲勞等引起的裂紋。
　　磁力探傷中對缺陷的顯示方法有多種，有用磁粉顯示的，也有不用磁粉顯示的。用磁粉顯示的稱為磁粉探傷，因它顯示直觀、操作簡單、人們樂于使用，故它是最常用的方法之一。不用磁粉顯示的，習慣上稱為漏磁探傷，它常借助于感應線圈、磁敏管、霍爾元件等來反映缺陷，它比磁粉探傷更衛生，但不如前者直觀。由于目前磁力探傷主要用磁粉來顯示缺陷，因此，人們有時把磁粉探傷直接稱為磁力探傷，其設備稱為磁力探傷設備。
    4、渦流探傷方法
　　渦流探傷是由交流電流產生的交變磁場作用于待探傷的導電材料，感應出電渦流。如果材料中有缺陷，它將干擾所產生的電渦流，即形成干擾信號。用渦流探傷儀檢測出其干擾信號，就可知道缺陷的狀況。影響渦流的因素很多，即是說渦流中載有豐富的信號，這些信號與材料的很多因素有關，如何將其中有用的信號從諸多的信號中一一分離出來，是目前渦流研究工作者的難題，多年來已經取得了一些進展，在一定條件下可解決一些問題，但還遠不能滿足現場的要求，有待于大力發展。
　　渦流探傷的顯著特點是對導電材料就能起作用，而不一定是鐵磁材料，但對鐵磁材料的效果較差。其次，待探工件表面的光潔度、平整度、邊介等對渦流探傷都有較大影響，因此常將渦流探傷用于形狀較規則、表面較光潔的銅管等非鐵磁性工件探傷。
    5、滲透探傷方法
　　滲透探傷是利用毛細現象來進行探傷的方法。對于表面光滑而清潔的零部件，用一種帶色（常為紅色）或帶有熒光的、滲透性很強的液體，涂覆于待探零部件的表面。若表面有肉眼不能直接察知的微裂紋，由于該液體的滲透性很強，它將沿著裂紋滲透到其根部。然后將表面的滲透液洗去，再涂上對比度較大的顯示液（常為白色）。放置片刻后，由于裂紋很窄，毛細現象作用顯著，原滲透到裂紋內的滲透液將上升到表面并擴散，在白色的襯底上顯出較粗的紅線，從而顯示出裂紋露于表面的形狀，因此，常稱為著色探傷。若滲透液采用的是帶熒光的液體，由毛細現象上升到表面的液體，則會在紫外燈照射下發出熒光，從而更能顯示出裂紋露于表面的形狀，故常常又將此時的滲透探傷直接稱為熒光探傷。此探傷方法也可用于金屬和非金屬表面探傷。其使用的探傷液劑有較大氣味，常有一定毒性。
　　除以上五大常規方法外，近年來又有了紅外、聲發射等一些新的探傷方法。
    二、汽車維修中探傷的特定條件及要求
　　汽車在制造過程中，經過了一系列的探傷，層層把關均完好無損，才作為合格產品出廠。汽車到達用戶手里后，在運行中一些零部件常常承受著交變應力。在長期交變應力的作用下，原來完好的零部件也將產生疲勞裂紋。這種疲勞裂紋一般都是起始于零部件表面，再從外表逐漸向內發展，即屬于表面裂紋。有的轉動零部件在過熱或交變應力作用下，產生了表面裂紋后，又有可能因轉動碾磨而在該表面產生一層織密的覆蓋層，遮蓋了其裂紋，變成了未露出表面的近表面裂紋。初期的表面裂紋一般十分微小，用肉眼或借助于放大鏡也難于觀察到，而對近表面裂紋，則是不可能觀察到的。具有這種初期微小裂紋的零部件，并不馬上就斷裂，但是，已具有了隱患。因此，汽車維修中的探傷任務主要是探知其零部件是否有極細微的表面和近表面裂紋，以消除汽車在行駛中的安全隱患；其次，經過運行后的各零部件表面狀況不如新出廠時的好，而是根據運行情況各有所異；再次，汽車維修中待探查的各零部件外表形態的尺寸大小各異，即品種多、數量少；另外，其工作場地一般也不如制造廠的條件好；同時，工期一般又要求更急。因此，我們只能結合維修中的這些特定條件和需求，來選取更為適合汽車維修的探傷方法。
    三、探傷在汽車維修中的應用
　　在汽車維修中的待探零部件主要是用鋼鐵材料制成，探傷的目的主要是探查有無表面和近表面裂紋。通過上述幾種探傷方法的比較可知：磁粉探傷對鐵磁質零部件的表面和近表面探傷靈敏度都比較高，且無毒，對零部件的形狀、表面要求和技術要求以及投資要求都較低，而且直觀、方便。因此，在汽車維修的無損探傷方法中，目前采用磁粉探傷法比較好。
　　事實上，在汽車制造廠中對汽車的零部件，主要也是采用磁粉探傷。人們在對其進行大量磁粉探傷的基礎上，對一些汽車零部件，如曲軸、凸輪軸、連桿、氣門、活塞銷、油嘴等制訂了相應的磁粉探傷標準。在汽車維修中，對零部件的磁粉探傷可借鑒這些標準，以增大探傷的可靠性。而其它探傷方法，目前因在對汽車零部件探傷中用得少，還無相應的探傷標準。