粗糙表面鍛件超聲波檢測

康宇清

（湛江市特種設(shè)備檢驗所，廣東 湛江524000）

粗糙表面鍛件超聲波檢測

康宇清

（湛江市特種設(shè)備檢驗所，廣東 湛江524000）

大型鍛件的生產(chǎn)過程中，為了保證質(zhì)量，減少廢品的產(chǎn)生。運用超聲波檢測的手段在生產(chǎn)過程中進行質(zhì)量控制，可以起到為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量，減少廢品的產(chǎn)生的目的。生產(chǎn)過程中的超聲探傷主要遇到的問題是表面粗糙對檢測的影響，經(jīng)對比試驗和分類歸納的方法，取得較好的效果。

鍛造；超聲波檢測；表面粗糙度；底波法

1 鍛件生產(chǎn)過程中的兩個質(zhì)量檢測點

（1）用超聲波檢測挑選原材料。鍛造原料一般為鋼錠或者是原料方鋼，這里我們來探討下原料方鋼的超聲波選材。原料方鋼是由大鋼錠切頭切尾，經(jīng)初步壓制而成的鍛造原材料。一般心部有較大的疏松和夾雜物等缺陷。經(jīng)常出現(xiàn)由于原料自身缺陷太大導(dǎo)致鍛造出的產(chǎn)品不合格的情況。于是我們做了，通過超聲波檢測來對原料方鋼進行分級選材的探討，得出方鋼分級一些經(jīng)驗方法，使得產(chǎn)品質(zhì)量有了很大提高。

（2）鍛造毛坯件的超聲波檢測。鍛造毛坯件經(jīng)鍛造成型后未經(jīng)機加工，此時如果能對其進行超聲波檢測可以起到保證產(chǎn)品的質(zhì)量，減少廢品的產(chǎn)生。鍛造毛坯件超聲檢測的難點就是表面粗糙，且表面覆蓋有氧化皮。用對比檢驗的方法獲得底面粗糙補償，可以有效解決表面粗糙對超聲波檢測的影響。

2 原料方鋼的超聲波檢測分級

原料方鋼是由大鋼錠切頭切尾，經(jīng)初步壓制而成的鍛造原材料。一般心部有較大的疏松和夾雜物等缺陷。鍛造過程中經(jīng)常出現(xiàn)由于原料自身缺陷太大導(dǎo)致鍛造出的產(chǎn)品不合格的情況。通過超聲波檢測來對原料方鋼進行分級選材，對方鋼進行分級，根據(jù)其等級來確定它的用途，使得產(chǎn)品質(zhì)量有了很大提高。下面我們就來討論下對方鋼分級方法。

2.1 超聲探頭的選擇

原料方鋼雖是由鋼錠初壓而成，其晶粒比較粗大，表面也比較粗糙，且表面覆蓋有氧化皮。根據(jù)原料方鋼的這些特性，選擇相應(yīng)的超聲波探頭，可以最大限度的減少其對超聲檢測的影響。選用頻率較低，直徑大的軟保護膜直探頭來檢測可以達到兩個目的，一是可以降低材料晶粒粗大對超聲波的衰減，二是可以減少超聲波進入粗糙表面的聲能損失。一般用頻率為1MHz、直徑為28的軟保護膜直探頭。

2.2常用的檢測方法

原料方鋼超聲檢測的難點是粗糙表面對檢測的影響和材質(zhì)衰減的影響。

鍛件超聲波檢測通常用對比試塊法和底波法。首先采用底波可以很好的避免上表面粗糙對檢測的影響，其次用缺陷少的，材質(zhì)好的部位來衡量材質(zhì)差缺陷多的部位，更有實際意義。

底波法檢測采用方鋼邊緣無缺陷的部位處的底波來做檢測的基準靈敏度，然后根據(jù)材料厚度采用計算的方法得到相應(yīng)掃查靈敏度，檢測過程中如發(fā)現(xiàn)缺陷回波，計算出底波衰減量和缺陷大小當量來給方鋼評級及確定其后用途。

2.3 檢測分級

以下是實際生產(chǎn)過程中，根據(jù)缺陷的情況來確定其用途的分級表。

原料方鋼的超聲波檢測分級表

3 鍛造毛坯件的超聲波檢測

大型鍛件為了節(jié)約成本提高經(jīng)濟效益，減少鍛造余量。為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量，減少廢品的產(chǎn)生，于是我們做了對鍛件剛鍛造好的時候就對其進行超聲波探傷方法的研究，因為車光后探傷，不合格的產(chǎn)品的重新回爐鍛造的話，往往鍛造余量就不夠了，造成了不合格產(chǎn)品的產(chǎn)生。

鍛件毛坯表面粗糙且有氧化皮，但是在實際檢測時超聲波能穿過與工具表面結(jié)合緊密的氧化皮，檢測時要清除疏松的氧化皮。我們采用的是底波法來檢測，這樣做的最大的優(yōu)點就是減少上表面粗糙程度對檢測的影響，一般選擇粗糙程度適中的無缺陷部位的底波來做為調(diào)機的靈敏度。粗糙不平的下表面對底波反射的損耗較大，于是我們做比試驗的來測量底面對底波反射能量的損耗，再在檢測的過程中加上下底面反射損耗補償。于是在2008年5月至8月間對所有生產(chǎn)出來的鍛件在只車光上表面時某個固定位置底波的此時的當量值做了記錄，然后再在下底面也加工好后該處底波的當量值進行比較。經(jīng)過一段時間比較，發(fā)現(xiàn)在本廠正常工藝鍛造出來的鍛件，粗糙的下底面反射損耗一般為5～10 dB。于是我們在檢測鍛件毛坯時，按照檢測普通鍛件的工藝，只是在檢測時加上8dB的下底面損耗補償。這樣做會有一定的誤差，保守起見，當檢測結(jié)果大于判廢線下5dB時，我們就認為該產(chǎn)品要重新鍛造才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量了。不同制造廠，由于工藝水平不一樣，所做的鍛件下表面補償也不一樣，但是通過對比試驗的方法可以得到相應(yīng)的下表面補償，因此，這種方法在不同的制造廠也可以適應(yīng)。

4 經(jīng)濟效益

采用超聲波檢測的手段在生產(chǎn)過程中進行質(zhì)量控制，原料方鋼的超聲波檢測可以從源頭上減少不合格產(chǎn)品的產(chǎn)生，對材料進行因材施用，采用不同的工藝，減少材料自身缺陷對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。鍛造毛坯件的超聲波檢測，可以在鍛件未經(jīng)機加工的情況的下，經(jīng)過超聲波檢測產(chǎn)品的質(zhì)量，可以做到早發(fā)現(xiàn)，早改正的目的。減少由于鍛造不合格又后續(xù)加工帶來的加工損失，而且加工成型后，檢測不合格，產(chǎn)品只能報廢，而剛鍛造好就檢測發(fā)現(xiàn)不合格，可以采用一定的方法補救，可以挽回很大的損失。

采用超聲波檢測的手段在生產(chǎn)過程中進行質(zhì)量控制后，產(chǎn)品的質(zhì)量有了很大的提高，廢品率降低了 70%，取得了很好的經(jīng)濟效益。

TG316.1+93

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1008-1151(2011)08-0124-01

2011-05-24

康宇清，供職于湛江市特種設(shè)備檢驗所。