弹簧的无损检测方法
弹簧的无损检测
弹簧的
表
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面质量对其疲劳寿命有很大的影响，因此对弹簧表面质量应当进行仔细检测。
弹簧表面的一些缺陷，如裂缝、折叠、分层、麻点、凹坑、划痕及拔丝等，有的是原材料本身的缺陷，有的是弹簧加工过程中造成的。这些缺陷一般可以目视检测，或以低倍的放大镜检测。目视检测可靠性较差，尤其是裂缝，较难发现，因此可以采用如下检测方法。
1、弹簧的超声波检测
弹簧检测使用的超声波频率为2(5MHz或5MHz。超声波有强烈的指向性，在不同材料的分界面上会产生反射、折射，所以当声波遇到弹簧中的缺陷时，会发生声波的反射，根据接受到的回波信号，就可以判断和确知所存在的缺陷。
进行超声波检测时，将探头置于弹簧的端圈，为保证良好的耦合，在探头和弹簧端圈间加一层机油。启动探测仪，在示波器上找到弹簧的顶波和底波，并使顶波和底波在示波器标尺上的位置恰好等于弹簧的总圈数。当弹簧有缺陷时，在顶波和底波之间会出现异常反射波。根据反射波在示波器上的位置，便可以判断缺陷的部位。例如弹簧的总圈数为10圈，顶波位置在标尺刻度零，底波在标尺刻度10，缺陷反射波在标尺刻度6处，则表明弹簧在第6圈附近有缺陷存在。
超声波检测中缺陷反射波的大小，并非完全取决于缺陷的大小，还和缺陷的位置有很大关系。同样大小的缺陷，当与声波传播方向垂直时，声波传播到缺陷界面时，即被反射回来，因而在示波器上反映出缺陷的波峰最高，而当缺陷与声波传播方向相平行时，声波甚至不产生反射，这种缺陷难以发现。
超声波检测要求弹簧的表面要光洁，最好能将弹簧滚光后检测。弹簧抛丸后再检测，由于弹丸抛射后留下的弹痕对声波的反射，在示波器上会出现很多反射杂波，难以区别缺陷反射波。
超声波检测的优点是快速简便。它的灵敏度取决于它的频率(或波长)，如果缺陷小于超声波的波长，则由于衍射效应，声波不产生反射，因而无法发现缺陷。
2、弹簧的磁粉检测
应用磁粉检测可以检验弹簧表面及浅层的材料缺陷。其方法是将弹簧在磁场中磁化，然后在磁化了的弹簧上喷撒磁粉(可用干粉也可用水或煤油作溶剂的湿粉)，由于在缺陷处磁力线分布不均匀，就会产生磁粉的不均匀堆集，从而发现缺陷。检测前弹簧表面应清洗干净，检测后应退磁。
磁粉检测的程序大致为磁化、敷粉、检查、退磁。
(1)磁化 弹簧检测通常采用直接通电法。将交流电或直流电，通过电极加在弹簧的两端头。通电电流500?50A，通电时间0(4—0(5s。应注意的是磁场的方向必须与缺陷的长度方向相垂直，否则会影响检测效果，甚至不能发现缺陷。用直流电法磁化时，应使电流方向与缺陷的长度方向相一致。
(2)敷粉 弹簧检测通常用湿粉，不用干粉。湿粉的配制方法见表1。
水悬浮液检测的效果较油悬浮液好。但弹簧表面不能有油污。荧光悬浮液的效果最佳。探伤用磁粉有760(黑色)、960(红色)。
表1磁粉配制法
类别 成 分 配 制 方 法水悬浮 液 甘油三油脂酸肥皂 10—20g 磁粉 50—60g
水 1000mL
先将甘油三油脂酸肥皂放在少量温水中稀释，然后加
入磁粉。研细，最后加入水1000mL，甘油三油脂酸肥皂
亦可用普通肥皂代替，但均匀性和稳定性差 油悬浮液
1(60,(质量分数)变压器油，40,(质量分数)煤
油在1000mL悬浮液中含磁粉lOOg
2(1000mL变压器油中含磁粉50g灭 悬浮液
荧光磁粉:
磁粉56,(质量分数)，铁粉40,(质量分数)，荧
光剂(蒽)4,(质量分数)，胶性漆每lOOg混合物中为40g 水磁悬液:
乳化剂4X,5,(质量分数)
亚硝酸钠3,,4,(质量分数
荧光磁粉在每lOOmL液体中为15,20g
各种粉的粒度为3,μm，先将配好的磁粉用水调制，
加入乳化剂和亚硝酸钠
(3)检查 用目视观察。必要时可放在放大镜下检查。萤光磁粉可在紫外线下检查。
(4)退磁 弹簧经磁力探伤后是否要退磁，可在退磁前一般用大头针检验，如被弹簧吸起，则应作退磁处理，否则无需退磁。弹簧退磁可用退磁器。
磁粉检测具有设备简便，操作方便，检测灵敏度高等优点。缺点是检查难以实现自动化，需人工检查，容易受到检查人员精神状态和视力的影响，用荧光磁粉在这方面的影响要小些。磁粉检测虽可直接辨认缺陷的性质和缺陷大小，而不能定量地判断缺陷的深度。经试验表明，在正常情况下，可检出的缺陷极限尺寸见表2。
表2 磁粉检测可检出的缺陷极限尺寸
裂纹宽度
裂纹深度
裂 纹 长 度 ,μm,μm ?lmm >2mm 1 10 50,可检出 100,可检出
3、弹簧的渗透法检测
渗透法检测的基本原理是将被检测的弹簧浸涂某些渗透能力强的溶液(渗透液)，使其渗入表面开口的缺陷中，然后将多余的渗透液除去，再在表面涂一层显现剂，此时缺陷中残存的渗透剂被吸出，在紫放线(荧光法)下观察或直接观察，就能发现缺陷的存在。渗透检测法既可适用于铁磁材料弹簧的检测，也可用非铁磁材料如铜合金和奥氏体不锈钢弹簧的检测。
(1)浸油检测 对于钢丝直径大于8mm的弹簧，可以采用浸油方法。将表面已经清洗过的弹簧浸在煤油中，或50,(质量分数)煤油和50,(质量分数)20号机油的混合油中，浸泡20min左右(适当提高油温，可以缩短浸泡时间，但油温以80?为限)。浸泡时，油就会渗入裂缝等缺陷中，将浸油后的弹簧进行喷砂处理使油全部清除后，检查弹簧表面，就能鉴别出有裂纹的弹簧。
(2)萤光检测 萤光检测适用于大弹簧，亦适用于较小的弹簧，方法与浸油检测相似，仅是将油改为含有荧光粉的渗透剂。荧光物质在近紫外线照射下显示出明亮的色彩迹痕，因此很易发现裂纹或其他开口缺陷。由于渗透剂苯有毒，应加以防护。
(3)着色法检测 它是由清洗液、渗透液和显示液三种溶液所组成。使用时先将被测表面用清洗液洗净，然后将渗透液喷射到弹簧的检测部位，稍等片刻，待渗透液渗入缺陷，然后再用清洗液清理表面，最后把显示剂喷射到弹簧表面，缺陷就可显示出来，为了使缺陷醒目显示，一般渗透液为红色。
渗透法探伤能发现宽度为0(0lmm的缺陷，操作简单，使用方便。但缺点是效率低，溶液不能回收，成本较高，且只能发现表面开口的缺陷。
浙公网安备 33021202002483