無損檢測技術在汽車工業上的應用

王秀紅

摘 要：在汽車工業之中，無損檢測技術是提升汽車質量控制的一種重要手段。目前，在汽車的研發、制造以及維修等多個方面均有無損檢測技術的應用。本文對射線檢測方法、滲透方法、渦輪檢測方法、超聲檢查方法、磁粉檢測方法以及激光全息檢測方法等無損檢測技術做了介紹，并闡述了無損檢測技術在汽車工業中的具體應用，分析未來無損檢測技術在汽車工業中的發展，希望通過應用無損檢測技術，可以更好的提升汽車質量控制水平。

關鍵詞：無損檢測技術；汽車工業；應用

1 引言

采用無損監測的方法，可以使所檢測的對象不受到損害的前提下，通過對不同材料內部構造所產生的異常或是缺陷問題，測試，而表現出對熱、聲、光、電等有不同的反應，從而找到不同的材料、構件等所存在的各種缺陷問題。同時，通過檢測得出所形成缺陷的種類、特征、數目、大小以及部位等參數。在電子技術以及計算機技術不斷發展的過程中，也極大的推動了無損檢測技術的發展。

2 無損檢測技術

在檢測技術中，無損檢測技術是極為重要的組成，其可以用以檢測不同材料所具有的均勻性以及可靠性，多是應用于下列幾個方面之中：定量的分析不同缺陷種類和強度之間所具有的關聯性；對不同構件所擁有的剩余壽命以及負荷壽命進行評價；對各種設備運行時所形成的內部結構不完整問題以及缺陷問題進行檢測，從而更及時的找到設備存在的問題，確保設備運行過程中的安全性。目前，無損檢測逐步的朝著無損評價的方向發展。

2.1 射線檢測方法

現階段，無損檢測技術中，得到廣泛應用的方法是射線照射法。其是通過不同的材質對射線具有各異的吸收、衰減性能，可以讓底片所呈現的黑度有所差異，以檢測材料所存在的缺陷。應用于汽車工業之中，多是對鑄件以及焊接構件進行檢測。例如，對凸輪軸、輪轂進行檢測。

2.2 滲透方法

滲透方法對材料進行探傷，屬于表面探傷的一種手段，能夠檢測金屬材料以及非金屬材料。通過應用熒光滲透液或者是著色滲透液，在毛細作用之下，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口缺陷問題。通常將滲透檢測方法作為輔助檢查的一種手段，例如，進行車輛維修以及構件性能檢測時，多應用此種檢測方法。

2.3 渦輪檢測方法

基于電磁感應理論，通過各種材料在交變磁場的環境中可以形成差異化的振幅以及相位渦流，從而測量出不同材料所產生的物理缺陷以及結構缺陷，這種方法稱為渦流檢測方法。渦流檢測方法可以檢測出金屬材料所存在的表層以及近表層的各種缺陷。在進行檢測的過程中，構件無需和檢測探頭相接觸，從而能夠達到高速、自動化檢測的要求。采用渦流檢測的方法，不僅可以檢測鐵磁性材料，也可以檢測非鐵磁性材料。并且，也不要求材料具有一定的導電性能。所以，可以應用于多種材料的檢測工作中。不過，因為檢測的過程中會產生高頻率的激勵信號，不易進行處理。在汽車工業中，多是應用在檢測器閥、環座以及球頭銷等構件。

2.4 超聲檢查方法

超聲檢測的方法是通過超聲波在不同材料之中所具有的傳輸特性，從而得出材料內部所產生的缺陷情況，可以對缺陷位置進行精確的定位。因為超聲波處于空氣環境之中具有較大的衰減性，所以，在檢測構件時構件的表層應當保持光潔，通過特定的耦合材料，讓聲波可以有效的導入至被檢測對象的內部。在電磁或是激光的作用下，讓材料可以產生超聲波，這種方法和以往所采用的超聲波檢測方法有所區別，這種檢測方法不需要耦合材料即可完成檢測工作，通常應用于檢測曲軸、半軸以及挺桿等構件。

2.5 磁粉檢測方法

磁粉檢測方法多是應用在構件表層缺陷的檢測工作中。鐵磁性的材料在充磁之后，要是在構件的表層有一定的開裂情況，那么，會在構件的表面形成一定的泄漏磁場，再經由磁敏性元件對泄漏磁場進行檢測，便可以得出不同缺陷的特性。在此檢測方法中，無需對構件進行清洗處理。所以，擁有相對高的檢測效率，可以有效的測出構件表面所存在的開裂、銹蝕等缺陷問題。運用磁粉檢測的方法，不會受制于構件大小的影響，對不同形狀以及不同部位的構件均可以進行檢測，檢測過程中的效率高、操作簡便。

2.6 激光全息檢測方法

激光全息檢測方法是通過激光全息照相技術，對構件的表層以及內部所存在的缺陷問題加以檢測。當構件處于不同的外界應力作用之下，便會形成不同的形變，而構件所產生的形變和構件內部的缺陷情況存在一定的關聯性。通過全息干涉手段，將一些相關性相對好的激光照射于構件的表層，再經由流體壓力加載、熱加載等不同的加載手段，讓構件的表層出現細微的形變，對構建在加載之前以及加載之后的光波形狀加以對比，依照光波的干涉條紋變化情況，得出構件內部是否存在缺陷。

3 無損檢測技術在汽車工業中的應用

3.1 汽車半軸超聲波檢測

汽車半軸發生折斷、失效問題，多是因為半軸受到高頻率的低應力作用，而使構件發生疲勞損壞問題。在半軸結構的內部，所存在的缺陷問題，是導致半軸出現斷裂的關鍵因素。能夠通過超聲波檢測技術，對汽車半軸制造所使用的材料以及半軸制造過程中的半成品構件實施水浸檢測。在進行檢測過程中，使用相應的探頭裝置，把具有較高頻率的電脈沖信號轉變成超聲波信號，在耦合劑的作用下，使超聲波傳導至半軸內部。若是超聲波在半軸的內部遭遇缺陷，因為此處所具有的聲學性能會出現一定的變化，所形成的回射聲束會經由探頭裝置，而把超聲波信號再轉變，成為較高頻率的電脈沖信號。對所接受的電脈沖信號進行放大之后，從而可以依照不同的反射波幅度、波形等特征，對半軸構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。其檢測原理如圖1所示。

采用超聲波檢測的方法，構件之中擁有較大的聲能量，可以使檢測的精準性以及靈敏性有所提高，得出較為清晰、穩定的探傷波形。不過，在被檢測構件的表層位置，會有大約5cm左右的盲區存在。

3.2 磁粉檢測方法用于檢測汽車零部件表面的缺陷

通過磁粉所擁有的聚焦特性，可以檢測出鐵磁與鐵磁構件的表層和近表層所存在的缺陷。在汽車中的曲軸、連桿以及球頭等多種零部件檢測中，均是通過磁粉檢測的方法進行缺陷的檢測。采用磁粉檢測時，在材料或者構件受到磁場作用而發生磁化之后，在材料的表層以及近表層位置處存在的缺陷，將會導致此位置處出現一定的泄露磁場，而這一泄漏磁場會對檢測時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。采用磁粉檢測方法，其重點是怎樣在被檢測對象之中構建相應的磁場。因為，不同的構件擁有各異的形狀與大小，所以，應當采用適宜的磁化手段。例如，對連桿的缺陷檢測，可以通過夾持連桿的不同端頭，采取對連桿直接通電的方法進行磁化處理，能夠用于檢測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，能夠檢測連桿橫向方向所存在的缺陷。

3.3 激光全息檢測輪胎

汽車輪胎生產所使用的材料為橡膠、布簾以及尼龍絲等材料，通過一定的交疊規律，而制作出的擁有多層構造的部件。在輪胎生產過程中，交疊位置極易引入一些雜質，從而使輪胎內部形成氣泡、脫層等各種缺陷。采用一般的檢測儀器，幾乎無法檢測出這些缺陷的存在。在輪胎的使用過程中，輪胎缺陷會導致較大的安全隱患出現。全息檢測方法，是通過光的干涉以及衍射，把物體發出的光波通過一定的干涉條紋進行記錄，并利用相關技術讓光波再現，從而模擬出輪胎的三維影像。而輪胎中所存在的缺陷，則能夠通過全息圖像之中所出現的異常光波條紋來進行判斷。所存在的缺陷深度，則能夠通過分析不同異常條紋的間距值來進行計算。由于輪胎內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聯性的，若是內部缺陷位置越深，所產生的干涉條紋會擁有較大的間距值。因為輪胎內部所存在的缺陷類型以及尺寸有所差異，所以，應當對輪胎進行一定的加載處理，從而讓缺陷可以通過局部畸變的形式而呈現。如圖2中所示。

其是將光路系統設置在輪胎的內側，并將其放置在真空罩之中，然后對輪胎施加以減壓加載處理，再對所存在的缺陷進行檢測。

4 無損檢測技術在汽車工業中的發展

在電子技術以及計算機技術快速發展的同時，無損檢測技術也不斷的朝著快速化、數字化高效化以及程序化的方向轉變，越來越多的無損檢測技術表現出高靈敏性、高穩定性以及高效率的特征。目前，無損檢測技術正逐步和現代智能技術、自適應技術、計算機技術以及CAD技術等更深入的結合，逐步的開發三維超聲波掃描檢測成像技術，使被檢測對象的內部結構信息更全面的呈現出來，把整個檢測過程融入到汽車構件的設計、生產以及應用的整個階段，使汽車制造的質量管控水平能夠得到極大的提升。

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