发布时间:2024-06-02
在日常生产过程中,工件清洁度、磁悬液、磁场强度、黑光灯、环境亮度、退磁等对荧光磁粉探伤的效果有所影响,本文将逐一分析,并提出在转向节探伤过程中的控制要求和检测方法
转向节锻件的荧光磁粉探伤工艺,从探伤原理出发,对影响探伤效果的因素进行了分解和分析,逐一制订了各因素的技术要求和相应的检验方法,有效保证了探伤工序的实施。
锻造产品具有晶粒细化、组织致密,流线连贯,强度、韧性等力学性能良好的优点,多被用于汽车上需要承受复杂扭转载荷和一定冲击载荷的产品,如曲轴、连杆、前轴、转向节、齿轮等。而在锻造过程中,受原材料成分偏析、锻造工艺不完善等因素的影响,不可避免地会出现折皮、裂纹等缺陷,导致产品在制造、使用过程中失效,带来损失。
荧光磁粉无损检测探伤利用工件磁化后,缺陷处的漏磁场与荧光磁粉的相互作用,对缺陷进行识别和定位,是目前生产过程中,最常用的一种消除产品缺陷,避免产品失效的工艺手段。 从荧光磁粉无损检测探伤的原理入手,介绍了某重型汽车用转向节锻件荧光磁粉探伤工艺的制订过程,并讨论如何通过测量仪器保证磁粉探伤的效果,避免漏探。
影响磁粉探伤的因素:
在日常生产过程中,工件清洁度、磁悬液、磁场强度、黑光灯、环境亮度、退磁等对荧光磁粉探伤的效果有所影响,本文将逐一分析,并提出在转向节探伤过程中的控制要求和检测方法 无损检测工件清洁度:
油脂、污垢、残留的清洗剂等会进入到锻件表面缺陷中,占据缺陷位置,导致磁悬液(或磁粉)无法在裂纹等处留存或留存较少,漏探时有发生。因此可在锻件抛丸后,立即进行磁粉探伤。没有条件进行抛丸的,可采取相应的手段清除表面污物;但需注意,清除完毕后,必须用清水对锻件进行冲洗和彻底干燥后,方可进行磁粉探伤。
转向节锻件的工艺流程设置为锻造→调质→抛丸→探伤,要求抛丸完成后,立即转入探伤工序,充分保证了转向节锻件表面的清洁。
无损检测磁悬液:
将Fe3O4 荧光磁粉和水或其他有机溶剂混合搅拌后,制成磁悬液。将磁悬液喷淋在被探伤工件上,其中的荧光磁粉在磁场力作用下,聚集在缺陷位置。在适当光线照射下,实现对缺陷的标记。
磁悬液的浓度为0.5 ~3.0g/L,其沉淀浓度(含固体量)为0.1 ~0.4mL/100mL。应当注意的是,磁悬液浓度并非越高越好。当磁悬液浓度过高时,会在工件表面滞留很多磁粉,形成过度背景,掩盖缺陷,失去检验细小裂纹的能力。
悬浊液使用时间过长,会导致杂质进入,水体变质等问题,影响探伤效果和作业人员健康。这种情况下,悬浊液应进行整体更换,以保持磁悬液的清洁。
在转向节探伤工艺制订时,悬浊液浓度定为0.2 ~0.3mL/ 100mL;为防止悬浊液水体变质,根据冬、夏季节的区别,要求每7 ~15 天更换一次。
在生产过程中,梨形瓶(图3)用作悬浊液的检测。将搅拌均匀的悬浊液装入梨形瓶内,静置15 分钟后,查看悬浊液的沉淀量,如果沉淀量不满足要求,对磁粉或水进行添加。
无损检测磁场强度:
磁场强度决定了缺陷处吸附的荧光磁粉的多寡,应尽量使工件达到或接近饱和的磁化状态。锻件表面有效磁场的磁通密度一般需要达到饱和磁通密度的80%~ 90%。
磁场强度一般是通过荧光磁粉探伤机的磁化电流保证的。转向节探伤时,规定周向磁化电流为1200A,纵向磁化电流为45A。并使用特斯拉计(图4)检测周向、纵向磁场强度,要求工件表面磁场强度≥20A/cm。
无损检测黑光灯:
荧光磁粉检测的过程中,黑光灯(亦称U-V 灯或紫外线灯)的性能对检验结果的影响明显。工件上覆盖的光束明亮且强度均匀时,检测人员发现缺陷的概率显著增加。
两种典型的照明方式是手持式和吊顶式。在批量生产过程中,转向节用探伤机装备有吊顶式黑光灯,夹具360°旋转工件,能够连续、高效的完成检验。
黑光灯的波长和强度对磁粉探伤的准确率和可靠性有很大影响。我公司要求使用卤素黑光灯,波长为365nm。日常生产过程中,使用紫外线照度测量仪对紫外线光强进行测量,将感光探头置于紫外线灯下400mm 处,光强要大于4000μw/cm2。
随着LED 光源技术的发展,LED 黑光灯开始得到普遍应用。LED 黑光灯重量轻,能耗低,光强高,发热量小,使用寿命长,是一种高效的探测光源,应用越来越普及。
环境亮度。
可见光会干扰荧光磁粉检测,因此需对黑光灯下测量的环境光(白光)照度有所要求。一般要求是,在检测工件的区域或直接在被检工件表面,环境光小于20lx。磁粉探伤机需布置在生产车间的一个暗室内,关闭房间门和所有照明灯光,便可以保证黑暗环境。
无损探伤设备综合测量:
日常生产过程中,多数厂家没有设备和能力对磁场强度、紫外线照度等进行检测,一般采用A 型试片作为对整个系统的探测能力的评估工具。设备启动后,将A试片置于转向节的表面,正常进行通电、喷淋,如果刻痕能够被清晰的显示出来,便能证明整个系统是有效的。
退磁
磁性会导致机加工过程中出现铁屑粘刀等问题,因此,荧光磁粉探伤后适当的退磁是有必要的。退磁方式与磁化方式、材料几何形状、材料种类以及允许的残留磁场强度有关。对于锻件产品,退磁后的磁场强度H ≤2×10-4T。
如果工件检测后要进行热处理等加热到居里温度以上的操作,就不需要额外的退磁操作。在制定的转向节探伤工艺中,规定探伤完成后,操作者使用磁强计,对退磁后的转向节进行100%测量,剩磁量H ≤2×10-4T 为合格。
锻造、热处理工艺特点决定锻件产品的表面裂纹是无法避免的。对于一些重要产品,防止缺陷产品流入后道工序甚至客户处,荧光磁粉探伤方式的有效性和可靠性至关重要。了解荧光磁粉探伤的影响因素后,就可以有目的的对磁粉探伤中的影响因素进行控制,选择最佳的指标进行控制。