推桿總成摩擦焊縫內(nèi)部缺陷超聲檢測方法的試驗(yàn)研究

1、推桿總成摩擦焊縫內(nèi)部缺陷超聲檢測方法的試驗(yàn)研究徐光清 顧錫帆 （東風(fēng)汽車有限公司工藝研究所 湖北十堰 442001）程鴻 郭長山 劉偉（東風(fēng)有限公司泵業(yè)有限公司 湖北十堰 442000） 摘 要 本文敘述了推桿總成摩擦焊縫內(nèi)部缺陷的超聲檢測原理。以推桿總成為例進(jìn)行了檢測方法的試驗(yàn)研究；并以拉力試驗(yàn)來確認(rèn)推桿總成摩擦焊縫超聲檢測的可靠性，試驗(yàn)結(jié)果證明超聲檢測技術(shù)能有效地發(fā)現(xiàn)推桿總成摩擦焊縫內(nèi)部的較大缺陷，并可實(shí)現(xiàn)快速在線檢測；同時根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果制定了推桿總成摩擦焊縫內(nèi)部缺陷超聲檢測的暫行判廢標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞 超聲檢測 推桿總成 摩擦焊縫 暫行判廢標(biāo)準(zhǔn) Putting friction weld int

2、ernal ultrasonic flaw detection, plus the pilot studyXu Guang-qing，Chen Hong ,Gu Xi-fan ,Guo Chang-shan ,Liu Wei(material and technology Institute of DFL 442001, China)Chang Hong, Guo chang-shan, Liu Wei(Automatically taanslated of DFL 442001, China)Abstract This paper describes the ultrasonic detec

3、tion principle of friction weld defect in the push rod Assembly .Putting an example of the pushrod uoassembly toreseerch the detection method; And putting the tensile test to confirm the rebability of Ultrasonic testing of friction weld;The test results show that the Ultrasonic testing technique can

4、 effectively used to find larger friction wdefects in the push rod assembly and can realiu rapid detection on the product line;According to the test result makes theprovisional-waste standeerds to ultrasonic detection of friction weld defect in the push rod assembly.Keywords Ultrasonic testing ; Put

5、ting Machines; Friction weld; Interim-waste standards推桿總成是由東風(fēng)汽車泵業(yè)分公司生產(chǎn)的，該產(chǎn)品屬保安件，而且數(shù)量眾多。長期以來該公司為了控制產(chǎn)品質(zhì)量，推桿總成焊完后按2%抽檢，然后采用人工敲擊的方法來判定出廠產(chǎn)品質(zhì)量。因此我們認(rèn)為這種對產(chǎn)品質(zhì)量的判定方法不科學(xué)，有致命的缺點(diǎn)，那就是在判定期間，將人為制造的疲勞缺陷帶入出廠產(chǎn)品之中，造成不該發(fā)生的經(jīng)濟(jì)損失。1 檢測原理超聲檢測一般是指使超聲波與試件相互作用，就反射、透射和散射的波進(jìn)行研究，對試件進(jìn)行宏觀缺陷檢測。在進(jìn)行宏觀缺陷檢測時，試件中傳播的聲脈沖遇到聲特性阻抗（材料密度與聲速的相乘積）

6、有變化處（如出現(xiàn)缺陷波），部分入射聲能可被反射，根據(jù)反射信號的幅度可對缺陷大小做出評估。2 檢測方案的確定推桿總成是由35#鋼、直徑10mm鋼棒與45#鑄鋼叉子經(jīng)摩擦焊工藝焊接而成，該零件采用接觸式超聲檢測的方法，實(shí)踐證明無法進(jìn)行檢測。為了解決這一難題，設(shè)想采用非接觸式超聲檢測技術(shù)，設(shè)計(jì)出針對推桿總成摩擦焊縫檢測的專用探頭、檢測裝置進(jìn)行試驗(yàn)。經(jīng)試驗(yàn)裝置檢測試驗(yàn)，取得了良好效果（見表2）。 圖2 推桿總成摩擦焊縫內(nèi)部缺陷的超聲檢測示意圖3 標(biāo)準(zhǔn)試樣的制備通常在對零件進(jìn)行檢測之前，為了保證檢測靈敏度，須加工特定的當(dāng)量人工缺陷標(biāo)準(zhǔn)試樣。目前國內(nèi)制作標(biāo)準(zhǔn)試樣的方法有兩種：、打孔法（在被探零件部位打平底

7、孔、橫通孔）；、開環(huán)形槽法；根據(jù)推桿總成摩擦焊縫的實(shí)際，標(biāo)準(zhǔn)試樣制作采用了打孔法。具體制作方法如下：在制作標(biāo)樣前期，首先對所有的推桿總成摩擦焊縫進(jìn)行高靈敏度檢測，在未出現(xiàn)缺陷波的推桿總成中，任挑一件，在推桿總成摩擦焊縫部位打一個2毫米的橫通孔，以此零件來做為人工缺陷標(biāo)準(zhǔn)試樣。4 檢測工藝4.1 儀器檢測頻率與探頭儀器采用南通產(chǎn)BU280數(shù)字式超聲探傷儀。探頭頻率為5MHz、晶片直徑為8毫米油浸探頭。探頭的靈敏度、分辨率等性能指標(biāo)要能較好的滿足實(shí)際檢測需要。4.2參數(shù)的確定首先將推桿總成分別置于專用卡具上，調(diào)節(jié)增益、抑制鈕，使儀器在推桿總成標(biāo)樣上出現(xiàn)基準(zhǔn)反射體回波達(dá)到40%的高度時，此幅值來做為

8、零件檢測起始靈敏度。見表1 。表1、起始靈敏度的調(diào)節(jié)零件號標(biāo)樣超聲波幅16A-0207514#35D5-0404135D5-04025768#5 試驗(yàn)室試驗(yàn)根據(jù)3.2條款所確定的起始靈敏度，分別對16A-02075 、35D5-04041、35D5-04025、推桿總成進(jìn)行了試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果 見表2 、 表3、表4、表5。表2 16A-02075推桿總成實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果零件號試樣編號缺陷波幅值（%）拉力值（KN）拉斷部位備注16A-02075512#8021.2焊縫部位設(shè)計(jì)該總成標(biāo)準(zhǔn)為46291N126#4056.5叉子部位518#3557.5焊縫部位24#561.7桿部47#3058.7叉子部位

9、26#1060.6桿部表3 35D5-04025推桿總成實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果零件號試樣編號超聲幅值（%）拉力值（KN）拉斷部位備注35D5-04025701#F=12B=10043.5桿部設(shè)計(jì)該總成標(biāo)準(zhǔn)為15000N805#F=12B=10043桿部901#F=0B=1042.5叉子部位814#F=0B=10043.5桿部9010#F=25B=5014.9焊縫部位9012#F=10B=10043桿部902#F=0B=1037.5叉子部位8010#F=14B=8541.5桿部401#F=0B=10043.5桿部5010#F=0B=7841桿部909#F=0B=1042.2叉子部位809#F=5B=10

10、044.5桿部704#F=8B=10044桿部9017#F=0B=1541叉子部位9014#F=0B=1342.5叉子部位表4 35D5-04041推桿總成實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果零件號試樣編號超聲幅值（%）拉力值（KN）拉斷部位備注35D5-040411065#F=12B=10044叉子部位設(shè)計(jì)該總成標(biāo)準(zhǔn)為15000N1014#F=13B=10045.8桿部1019#F=11B=9545.8桿部1018#F=12B=10045.5桿部1012#F=18B=10046桿部1008#F=16B=10045.9桿部1062#F=15B=10045.5叉子部位1006#F=12B=8045桿部1009#F=1

11、4B=10045.6桿部1071#F=11B=10045.5桿部1069#F=16B=10045.8叉子部位1001#F=16B=10045.2桿部1028#F=11B=10045.5桿部1002#F=8B=7546桿部1021#F=15B=10045.2桿部1024#F=27B=8014.8焊縫部位1027#F=11B=10045.4桿部注：表2、表3、表4、 F缺陷波 B底波根據(jù)表2試驗(yàn)數(shù)據(jù)，做出了推桿總成的拉力值與超聲缺陷波幅對應(yīng)關(guān)系曲線，見圖3 。 P表示超聲缺陷波幅值；KN表示拉力值圖3 拉力值與超聲幅值的對應(yīng)關(guān)系曲線6 推桿總成摩擦焊縫內(nèi)部缺陷超聲檢測暫行判廢標(biāo)準(zhǔn)通常在生產(chǎn)過程中，

12、無缺陷的零件是不存在的，而且從技術(shù)上來看相當(dāng)程度存在缺陷的零件也在使用，因此確定一個正確的起始靈敏度來控制產(chǎn)品質(zhì)量是至關(guān)重要的。檢測靈敏度是對標(biāo)樣進(jìn)行調(diào)節(jié)的，因此在檢測中，首先調(diào)節(jié)儀器旋鈕，使人工缺陷回波高度達(dá)40%時，此時用這個靈敏度來檢測摩擦焊縫推桿總成的零件質(zhì)量，當(dāng)零件號為16A-02075推桿總成缺陷波幅高度大于40%時，便判為廢品；當(dāng)零件號為35D5-04041、35D5-04025、推桿總成缺陷波幅高度大于30%時、B150%時，便判為廢品。針對這幾種零件所制定的暫行判廢標(biāo)準(zhǔn)是在超聲檢測、抗拉強(qiáng)度對比試驗(yàn)的基礎(chǔ)上而確定的。7 現(xiàn)場檢測結(jié)果根據(jù)上述試驗(yàn)所擬定的暫行判廢標(biāo)準(zhǔn)，對三個品種

13、共計(jì)230件推桿總成進(jìn)行了現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明上述制定的暫行判廢標(biāo)準(zhǔn)，符合現(xiàn)生產(chǎn)實(shí)際情況，現(xiàn)場檢驗(yàn)結(jié)果見表6 、表7。表6 35D5-04025推桿總成現(xiàn)場檢驗(yàn)結(jié)果零件號試樣編號超聲波幅（%）拉力值（KN）拉斷部位超聲檢測零件總合計(jì)（件）廢品率（%）合格品（件）廢品（件）35D5-0402535D5-04041001#F=25B=9543.7桿部12921311.5053#F=30B=4042.2桿部055#F=0B=3037.3叉子051#F=0B=10041桿部3#F=0B=4041叉子2#F=10 B=10044桿部1#F=15 B=10044桿部054#F=0B=3539叉子052#F=7B1=10044桿部注：F缺陷波 B底波表7 16A-02075推桿總成實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果零件號試樣編號超聲波幅（%）拉力值（KN）拉斷部位超聲檢測零件總合計(jì)（件）廢品率（%）合格品（件）廢品（件）16A-020751-7#F=5058焊縫部位591601.61#F=1559.4桿部2#F=4059桿部3#F=064桿部4#F=062.4桿部5#F=061.2桿部6#F=063桿部7#F=060桿部注：F缺陷波8 結(jié)論通過對推桿總成摩擦焊縫內(nèi)部缺陷超聲檢測實(shí)驗(yàn)（包括試驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場檢驗(yàn)），初步可