無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在汽車(chē)工業(yè)上的應(yīng)用

王秀紅

摘 要：在汽車(chē)工業(yè)之中，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是提升汽車(chē)質(zhì)量控制的一種重要手段。目前，在汽車(chē)的研發(fā)、制造以及維修等多個(gè)方面均有無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。本文對(duì)射線檢測(cè)方法、滲透方法、渦輪檢測(cè)方法、超聲檢查方法、磁粉檢測(cè)方法以及激光全息檢測(cè)方法等無(wú)損檢測(cè)技術(shù)做了介紹，并闡述了無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在汽車(chē)工業(yè)中的具體應(yīng)用，分析未來(lái)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在汽車(chē)工業(yè)中的發(fā)展，希望通過(guò)應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，可以更好的提升汽車(chē)質(zhì)量控制水平。

關(guān)鍵詞：無(wú)損檢測(cè)技術(shù)；汽車(chē)工業(yè)；應(yīng)用

1 引言

采用無(wú)損監(jiān)測(cè)的方法，可以使所檢測(cè)的對(duì)象不受到損害的前提下，通過(guò)對(duì)不同材料內(nèi)部構(gòu)造所產(chǎn)生的異?；蚴侨毕輪?wèn)題，測(cè)試，而表現(xiàn)出對(duì)熱、聲、光、電等有不同的反應(yīng)，從而找到不同的材料、構(gòu)件等所存在的各種缺陷問(wèn)題。同時(shí)，通過(guò)檢測(cè)得出所形成缺陷的種類(lèi)、特征、數(shù)目、大小以及部位等參數(shù)。在電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中，也極大的推動(dòng)了無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展。

2 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

在檢測(cè)技術(shù)中，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是極為重要的組成，其可以用以檢測(cè)不同材料所具有的均勻性以及可靠性，多是應(yīng)用于下列幾個(gè)方面之中：定量的分析不同缺陷種類(lèi)和強(qiáng)度之間所具有的關(guān)聯(lián)性；對(duì)不同構(gòu)件所擁有的剩余壽命以及負(fù)荷壽命進(jìn)行評(píng)價(jià)；對(duì)各種設(shè)備運(yùn)行時(shí)所形成的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不完整問(wèn)題以及缺陷問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)，從而更及時(shí)的找到設(shè)備存在的問(wèn)題，確保設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的安全性。目前，無(wú)損檢測(cè)逐步的朝著無(wú)損評(píng)價(jià)的方向發(fā)展。

2.1 射線檢測(cè)方法

現(xiàn)階段，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中，得到廣泛應(yīng)用的方法是射線照射法。其是通過(guò)不同的材質(zhì)對(duì)射線具有各異的吸收、衰減性能，可以讓底片所呈現(xiàn)的黑度有所差異，以檢測(cè)材料所存在的缺陷。應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè)之中，多是對(duì)鑄件以及焊接構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)。例如，對(duì)凸輪軸、輪轂進(jìn)行檢測(cè)。

2.2 滲透方法

滲透方法對(duì)材料進(jìn)行探傷，屬于表面探傷的一種手段，能夠檢測(cè)金屬材料以及非金屬材料。通過(guò)應(yīng)用熒光滲透液或者是著色滲透液，在毛細(xì)作用之下，讓液體滲透至材料表面所存在的缺陷之中，然后對(duì)表面缺陷的圖像作放大處理，可以直接的觀察到材料表面所存在的開(kāi)口缺陷問(wèn)題。通常將滲透檢測(cè)方法作為輔助檢查的一種手段，例如，進(jìn)行車(chē)輛維修以及構(gòu)件性能檢測(cè)時(shí)，多應(yīng)用此種檢測(cè)方法。

2.3 渦輪檢測(cè)方法

基于電磁感應(yīng)理論，通過(guò)各種材料在交變磁場(chǎng)的環(huán)境中可以形成差異化的振幅以及相位渦流，從而測(cè)量出不同材料所產(chǎn)生的物理缺陷以及結(jié)構(gòu)缺陷，這種方法稱為渦流檢測(cè)方法。渦流檢測(cè)方法可以檢測(cè)出金屬材料所存在的表層以及近表層的各種缺陷。在進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，構(gòu)件無(wú)需和檢測(cè)探頭相接觸，從而能夠達(dá)到高速、自動(dòng)化檢測(cè)的要求。采用渦流檢測(cè)的方法，不僅可以檢測(cè)鐵磁性材料，也可以檢測(cè)非鐵磁性材料。并且，也不要求材料具有一定的導(dǎo)電性能。所以，可以應(yīng)用于多種材料的檢測(cè)工作中。不過(guò)，因?yàn)闄z測(cè)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高頻率的激勵(lì)信號(hào)，不易進(jìn)行處理。在汽車(chē)工業(yè)中，多是應(yīng)用在檢測(cè)器閥、環(huán)座以及球頭銷(xiāo)等構(gòu)件。

2.4 超聲檢查方法

超聲檢測(cè)的方法是通過(guò)超聲波在不同材料之中所具有的傳輸特性，從而得出材料內(nèi)部所產(chǎn)生的缺陷情況，可以對(duì)缺陷位置進(jìn)行精確的定位。因?yàn)槌暡ㄌ幱诳諝猸h(huán)境之中具有較大的衰減性，所以，在檢測(cè)構(gòu)件時(shí)構(gòu)件的表層應(yīng)當(dāng)保持光潔，通過(guò)特定的耦合材料，讓聲波可以有效的導(dǎo)入至被檢測(cè)對(duì)象的內(nèi)部。在電磁或是激光的作用下，讓材料可以產(chǎn)生超聲波，這種方法和以往所采用的超聲波檢測(cè)方法有所區(qū)別，這種檢測(cè)方法不需要耦合材料即可完成檢測(cè)工作，通常應(yīng)用于檢測(cè)曲軸、半軸以及挺桿等構(gòu)件。

2.5 磁粉檢測(cè)方法

磁粉檢測(cè)方法多是應(yīng)用在構(gòu)件表層缺陷的檢測(cè)工作中。鐵磁性的材料在充磁之后，要是在構(gòu)件的表層有一定的開(kāi)裂情況，那么，會(huì)在構(gòu)件的表面形成一定的泄漏磁場(chǎng)，再經(jīng)由磁敏性元件對(duì)泄漏磁場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，便可以得出不同缺陷的特性。在此檢測(cè)方法中，無(wú)需對(duì)構(gòu)件進(jìn)行清洗處理。所以，擁有相對(duì)高的檢測(cè)效率，可以有效的測(cè)出構(gòu)件表面所存在的開(kāi)裂、銹蝕等缺陷問(wèn)題。運(yùn)用磁粉檢測(cè)的方法，不會(huì)受制于構(gòu)件大小的影響，對(duì)不同形狀以及不同部位的構(gòu)件均可以進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)過(guò)程中的效率高、操作簡(jiǎn)便。

2.6 激光全息檢測(cè)方法

激光全息檢測(cè)方法是通過(guò)激光全息照相技術(shù)，對(duì)構(gòu)件的表層以及內(nèi)部所存在的缺陷問(wèn)題加以檢測(cè)。當(dāng)構(gòu)件處于不同的外界應(yīng)力作用之下，便會(huì)形成不同的形變，而構(gòu)件所產(chǎn)生的形變和構(gòu)件內(nèi)部的缺陷情況存在一定的關(guān)聯(lián)性。通過(guò)全息干涉手段，將一些相關(guān)性相對(duì)好的激光照射于構(gòu)件的表層，再經(jīng)由流體壓力加載、熱加載等不同的加載手段，讓構(gòu)件的表層出現(xiàn)細(xì)微的形變，對(duì)構(gòu)建在加載之前以及加載之后的光波形狀加以對(duì)比，依照光波的干涉條紋變化情況，得出構(gòu)件內(nèi)部是否存在缺陷。

3 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用

3.1 汽車(chē)半軸超聲波檢測(cè)

汽車(chē)半軸發(fā)生折斷、失效問(wèn)題，多是因?yàn)榘胼S受到高頻率的低應(yīng)力作用，而使構(gòu)件發(fā)生疲勞損壞問(wèn)題。在半軸結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，所存在的缺陷問(wèn)題，是導(dǎo)致半軸出現(xiàn)斷裂的關(guān)鍵因素。能夠通過(guò)超聲波檢測(cè)技術(shù)，對(duì)汽車(chē)半軸制造所使用的材料以及半軸制造過(guò)程中的半成品構(gòu)件實(shí)施水浸檢測(cè)。在進(jìn)行檢測(cè)過(guò)程中，使用相應(yīng)的探頭裝置，把具有較高頻率的電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成超聲波信號(hào)，在耦合劑的作用下，使超聲波傳導(dǎo)至半軸內(nèi)部。若是超聲波在半軸的內(nèi)部遭遇缺陷，因?yàn)榇颂幩哂械穆晫W(xué)性能會(huì)出現(xiàn)一定的變化，所形成的回射聲束會(huì)經(jīng)由探頭裝置，而把超聲波信號(hào)再轉(zhuǎn)變，成為較高頻率的電脈沖信號(hào)。對(duì)所接受的電脈沖信號(hào)進(jìn)行放大之后，從而可以依照不同的反射波幅度、波形等特征，對(duì)半軸構(gòu)件所存在的缺陷加以判斷，得出缺陷的尺寸特征以及具體部位。其檢測(cè)原理如圖1所示。

采用超聲波檢測(cè)的方法，構(gòu)件之中擁有較大的聲能量，可以使檢測(cè)的精準(zhǔn)性以及靈敏性有所提高，得出較為清晰、穩(wěn)定的探傷波形。不過(guò)，在被檢測(cè)構(gòu)件的表層位置，會(huì)有大約5cm左右的盲區(qū)存在。

3.2 磁粉檢測(cè)方法用于檢測(cè)汽車(chē)零部件表面的缺陷

通過(guò)磁粉所擁有的聚焦特性，可以檢測(cè)出鐵磁與鐵磁構(gòu)件的表層和近表層所存在的缺陷。在汽車(chē)中的曲軸、連桿以及球頭等多種零部件檢測(cè)中，均是通過(guò)磁粉檢測(cè)的方法進(jìn)行缺陷的檢測(cè)。采用磁粉檢測(cè)時(shí)，在材料或者構(gòu)件受到磁場(chǎng)作用而發(fā)生磁化之后，在材料的表層以及近表層位置處存在的缺陷，將會(huì)導(dǎo)致此位置處出現(xiàn)一定的泄露磁場(chǎng)，而這一泄漏磁場(chǎng)會(huì)對(duì)檢測(cè)時(shí)所使用的磁粉起到吸引與聚集的作用，如此便可以觀察到缺陷。采用磁粉檢測(cè)方法，其重點(diǎn)是怎樣在被檢測(cè)對(duì)象之中構(gòu)建相應(yīng)的磁場(chǎng)。因?yàn)?，不同的?gòu)件擁有各異的形狀與大小，所以，應(yīng)當(dāng)采用適宜的磁化手段。例如，對(duì)連桿的缺陷檢測(cè)，可以通過(guò)夾持連桿的不同端頭，采取對(duì)連桿直接通電的方法進(jìn)行磁化處理，能夠用于檢測(cè)連連桿軸向方向中所存在的缺陷。而將連桿放置于線圈之中，而讓連桿得以磁化，能夠檢測(cè)連桿橫向方向所存在的缺陷。

3.3 激光全息檢測(cè)輪胎

汽車(chē)輪胎生產(chǎn)所使用的材料為橡膠、布簾以及尼龍絲等材料，通過(guò)一定的交疊規(guī)律，而制作出的擁有多層構(gòu)造的部件。在輪胎生產(chǎn)過(guò)程中，交疊位置極易引入一些雜質(zhì)，從而使輪胎內(nèi)部形成氣泡、脫層等各種缺陷。采用一般的檢測(cè)儀器，幾乎無(wú)法檢測(cè)出這些缺陷的存在。在輪胎的使用過(guò)程中，輪胎缺陷會(huì)導(dǎo)致較大的安全隱患出現(xiàn)。全息檢測(cè)方法，是通過(guò)光的干涉以及衍射，把物體發(fā)出的光波通過(guò)一定的干涉條紋進(jìn)行記錄，并利用相關(guān)技術(shù)讓光波再現(xiàn)，從而模擬出輪胎的三維影像。而輪胎中所存在的缺陷，則能夠通過(guò)全息圖像之中所出現(xiàn)的異常光波條紋來(lái)進(jìn)行判斷。所存在的缺陷深度，則能夠通過(guò)分析不同異常條紋的間距值來(lái)進(jìn)行計(jì)算。由于輪胎內(nèi)部的缺陷存在深度和干涉條紋所具有的間距是成正比例關(guān)聯(lián)性的，若是內(nèi)部缺陷位置越深，所產(chǎn)生的干涉條紋會(huì)擁有較大的間距值。因?yàn)檩喬?nèi)部所存在的缺陷類(lèi)型以及尺寸有所差異，所以，應(yīng)當(dāng)對(duì)輪胎進(jìn)行一定的加載處理，從而讓缺陷可以通過(guò)局部畸變的形式而呈現(xiàn)。如圖2中所示。

其是將光路系統(tǒng)設(shè)置在輪胎的內(nèi)側(cè)，并將其放置在真空罩之中，然后對(duì)輪胎施加以減壓加載處理，再對(duì)所存在的缺陷進(jìn)行檢測(cè)。

4 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在汽車(chē)工業(yè)中的發(fā)展

在電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的同時(shí)，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也不斷的朝著快速化、數(shù)字化高效化以及程序化的方向轉(zhuǎn)變，越來(lái)越多的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)表現(xiàn)出高靈敏性、高穩(wěn)定性以及高效率的特征。目前，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)正逐步和現(xiàn)代智能技術(shù)、自適應(yīng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及CAD技術(shù)等更深入的結(jié)合，逐步的開(kāi)發(fā)三維超聲波掃描檢測(cè)成像技術(shù)，使被檢測(cè)對(duì)象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息更全面的呈現(xiàn)出來(lái)，把整個(gè)檢測(cè)過(guò)程融入到汽車(chē)構(gòu)件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及應(yīng)用的整個(gè)階段，使汽車(chē)制造的質(zhì)量管控水平能夠得到極大的提升。

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