鋼索接頭扣壓缺陷磁粉檢測方法的研究

李志強

摘 要：針對鋼索類柔軟工件接頭軸向缺陷不易磁化檢測，且磁化方法選取不當容易燒傷工件的問題，通過檢測方法對比和實驗驗證，證明了夾鉗通電法[ 1 ]對鋼索軸向缺陷檢測的可行性和有效性。

關鍵詞：夾鉗通電法；燒傷；軸向缺陷

鋼索由鋼絲繩和接頭扣壓連接制成，廣泛用于飛機操縱、著陸、供氧和軍械座椅傳動等多個系統中，主要通過瞬時傳力帶動機件產生相應動作，實現其預定功能。

鋼索瞬時受力大，若其工作不穩定，將直接影響飛行安全。如某型飛機曾發生過因主輪艙蓋收放協調鋼索扣壓接頭斷脫，導致主起落架放不下來的飛行事故。

因此，鋼索接頭連接質量的檢測，尤其是接頭扣壓部位表面制造缺陷的檢測，顯得尤為重要。

檢測鋼索接頭表面缺陷時，磁化方法選擇不當就會燒傷工件，不但造成工件報廢，增加成本，也延誤了生產周期。于是，在保證檢測質量的前提下，選取合適的磁化方法，防止工件燒傷，成為急需解決的首要問題。

一、鋼索接頭扣壓連接時產生的制造缺陷

鋼索通過專用模具反復扣壓，使接頭收縮，完成接頭與鋼絲繩的扣壓連接。扣壓過程中，接頭不停的轉動，扣壓部位沿圓周方向經過多次微量變形收縮成型，若沖擊力過大，在矯形時接頭反復變形，容易在扣壓部位產生軸向的折疊、裂紋，在過渡區產生橫向裂紋。

二、磁化方法的選擇

鋼索接頭的橫向缺陷采用線圈法即可進行有效檢測。而對于軸向缺陷，由于鋼索本身比較柔軟，直接通電加持力不夠，無法檢測；采用電磁軛檢測時，磁粉容易在被檢件上堆積，形成假顯示，干擾缺陷的評判；采用平行磁化法時，磁場的影響因素較多，磁場計算困難，磁化不當容易造成漏檢；采用支桿法檢測時，觸頭與鋼絲繩和接頭是點接觸，極容易打火燒傷工件。

采用夾鉗通電法檢測時，夾鉗與鋼絲繩是點接觸或線接觸，接觸面積也較小，可能會燒傷工件。通過改良夾鉗，在夾持端均勻纏上一層厚厚的柔軟銅線，形成銅質襯墊就能有效增大夾鉗與接頭，特別是夾鉗與鋼絲繩的接觸面積，大大降低工件被燒傷的風險。

三、夾鉗通電法檢測鋼索接頭可行性的試驗

選取一鋼索，接頭材料為45#鋼，扣壓部分直徑為φ6mm，長度約為40mm。

用夾鉗夾在接頭的兩端，一個夾在接頭上（被檢部分除外），另一個夾在臨近接頭的鋼絲繩上。

（一）鋼索防燒傷試驗

采用通電磁化法周向磁化鋼索時，依據現有有效磁粉檢測標準要求，選取高磁導率材料制件的嚴格規范[ 2 ]，取I=22D，則該接頭應至少通I=132安培的交流電。

試驗時，磁化電流由小到大，每次增加50A，每個電流都通電3次，每次0.5s～1s，磁化時要時刻觀察夾鉗夾持部位的變化，直到通電1000A，夾持部位都無打火或冒煙，接頭和鋼絲繩也無變色、燒傷的痕跡。

試驗證明，給鋼索接頭通過比允許值大6倍多的電流，鋼索鋼絲繩都無變化，表明改進后的夾鉗通電法能有效避免工件被燒傷。

（二）鋼索接頭周向磁場強度分布的試驗

利用SG-3-B數字特斯拉計，在鋼索接頭扣壓部位軸向每隔10mm選取一個測量點，共5個點，這些點位于接頭的表面，在軸線方向處于同一條直線。給接頭通不同大小的交流電，在0°、90°、180°和270°四個方位測定接頭表面的磁場切向分量，測量數據見表1所示。

從表1可以看出，接頭扣壓部分各處的表面磁場強度差別不大，且隨著通電電流的增加，接頭表面的磁感應強度也不斷增大，接近于線性比例關系。根據標準規定，采用連續法檢測時，磁粉檢測所需施加的磁場強度沿制件表面的切向分量應大于2400A/m[ 2 ]。

通過夾鉗給工件通200A的交流電時，工件表面上最弱部位的磁場強度為3.8mT=3040A/m，能滿足磁粉檢測標準中對該處磁場強度切向分量的最低要求，那么被磁化工件上其他位置的表面磁場強度也都能符合相關標準要求。

因此，通過一定值的電流后，夾鉗通電法在鋼索接頭的圓周方向產生的磁場比較均勻，磁場強度也足夠大，檢測鋼索接頭的軸向缺陷可行。

四、夾鉗通電法檢測效果的試驗驗證

為了驗證夾鉗通電磁化法檢測鋼索接頭軸向缺陷的有效性，選取一形狀、尺寸、材料和狀態與鋼索接頭相同，帶有發紋缺陷的棒料，材料為45#鋼。當采用直接通電150A濕連續法檢測時，棒材上長約70mm的斷續發紋顯示清晰；改用夾鉗通電濕連續法，當通過200A的交流電時，該發紋缺陷也能被清晰地顯示出來。

五、結語

通過采用夾鉗通電磁化法，解決了鋼索接頭磁化檢測時的燒傷問題，也驗證了夾鉗通電法對鋼索接頭類柔軟工件進行周向磁化，能有效檢測出接頭的軸向缺陷。且夾鉗通電法工藝簡單，操作方便，損壞的銅網易于更換，不過各規格鋼索接頭首次檢測時，具體的磁化電流要通過磁場強度測量儀器測量確定。

參考文獻：

[1] 葉代平，蘇李廣，宋志哲等.磁粉檢測[M].北京：機械工業出版社，2004.

[2] 趙青華，黃麗，任學東等.磁粉檢測.GJB 2028A-2007.北京：國防科工委軍標出版發行部.