工業(yè)無(wú)損探傷的方法很多,目前,國(guó)內(nèi)外鋁合金壓鑄廠最常用的探傷方法有五種,即人們常稱的五大常規(guī)探傷方法:射線探傷法、超聲波探傷法、磁粉探傷法、渦流探傷法和滲透探傷法。各種方法的成本和適用范圍都不同,針對(duì)不同產(chǎn)品,鋁合金應(yīng)該選擇最合適的辦法。
1.射線探傷方法
射線探傷是利用射線的穿透性和直線性來(lái)探傷的方法。這些射線雖然不會(huì)像可見(jiàn)光那樣憑肉眼就能直接察知,但它可使照相底片感光,也可用特殊的接收器來(lái)接收。
常用于探傷的射線有X光和同位素發(fā)出的γ射線,分別稱為X光探傷和γ射線探傷。當(dāng)這些射線穿過(guò)(照射)物質(zhì)時(shí),該物質(zhì)的密度越大,射線強(qiáng)度減弱得越多,即射線能穿透過(guò)該物質(zhì)的強(qiáng)度就越小。此時(shí),若用照相底片接收,則底片的感光量就??;若用儀器來(lái)接收,獲得的信號(hào)就弱。
因此,用射線來(lái)照射待探傷的鋁合金壓鑄件時(shí),若其內(nèi)部有氣孔、夾渣等缺陷,射線穿過(guò)有缺陷的路徑比沒(méi)有缺陷的路徑所透過(guò)的物質(zhì)密度要小得多,其強(qiáng)度就減弱得少些,即透過(guò)的強(qiáng)度就大些,若用底片接收,則感光量就大些,就可以從底片上反映出缺陷垂直于射線方向的平面投影;若用其它接收器,也同樣可以用儀表來(lái)反映缺陷垂直于射線方向的平面投影和射線的透過(guò)量。
由此可見(jiàn),一般情況下,射線探傷是不易發(fā)現(xiàn)裂紋的,或者說(shuō),射線探傷對(duì)裂紋是不敏感的,因此,射線探傷對(duì)氣孔、夾渣、未焊透等體積型缺陷最敏感,即射線探傷適宜用于體積型缺陷探傷,而不適宜面積型缺陷探傷,另,射線探傷價(jià)格一般較貴。
2.超聲波探傷方法
人們的耳朵能直接接收到的聲波頻率范圍通常是20Hz到20kHz,即音(聲)頻。頻率低于20Hz的稱為次聲波,高于20kHz的稱為超聲波。工業(yè)上常用數(shù)兆赫茲超聲波來(lái)探傷。
超聲波頻率高,則傳播的直線性強(qiáng),又易于在固體中傳播,并且遇到兩種不同介質(zhì)形成的界面時(shí)易于反射,這樣就可以用它來(lái)探傷。通常,用超聲波探頭與待探鋁合金壓鑄件表面良好的接觸,探頭則可有效地向工件發(fā)射超聲波,并能接收(缺陷)界面反射來(lái)的超聲波,同時(shí)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),再傳輸給儀器進(jìn)行處理。
根據(jù)超聲波在介質(zhì)中傳播的速度(常稱聲速)和傳播的時(shí)間,就可知道缺陷的位置。當(dāng)缺陷越大,反射面就越大,其反射的能量也就越大,故可根據(jù)反射能量的大小來(lái)查知各缺陷(當(dāng)量)的大小。常用的探傷波形有縱波、橫波、表面波等,前二者適宜于探測(cè)內(nèi)部缺陷,后者適宜于探測(cè)表面缺陷,但對(duì)表面的條件要求高。
3.磁粉探傷方法
磁粉探傷是建立在漏磁原理基礎(chǔ)上的一種磁力探傷方法。當(dāng)磁力線穿過(guò)鐵磁材料及其制品時(shí),在其(磁性)不連續(xù)處將產(chǎn)生漏磁場(chǎng),形成磁極。此時(shí),撒上干磁粉或澆上磁懸液,磁極就會(huì)吸附磁粉,產(chǎn)生用肉眼能直接觀察的明顯磁痕。因此,可借助于該磁痕來(lái)顯示鐵磁材料及其制品的缺陷情況。
磁粉探傷法可探測(cè)露出表面,用肉眼或借助于放大鏡也不能直接觀察到的微小缺陷,也可探測(cè)未露出表面,而是埋藏在表面下幾毫米的近表面缺陷。用這種方法雖然也能探查氣孔、夾雜、未焊透等體積型缺陷,但對(duì)面積型缺陷更靈敏,更適于檢查因淬火、軋制、鍛造、鑄造、焊接、電鍍、磨削、疲勞等引起的裂紋。
磁力探傷中對(duì)缺陷的顯示方法有多種,有用磁粉顯示的,也有不用磁粉顯示的。用磁粉顯示的稱為磁粉探傷,因它顯示直觀、操作簡(jiǎn)單、人們樂(lè)于使用,故它是最常用的方法之一。
4.渦流探傷方法
渦流探傷是由交流電流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)作用于待探傷的導(dǎo)電材料,感應(yīng)出電渦流。如果材料中有缺陷,它將干擾所產(chǎn)生的電渦流,即形成干擾信號(hào)。用渦流探傷儀檢測(cè)出其干擾信號(hào),就可知道缺陷的狀況。
影響渦流的因素很多,即是說(shuō)渦流中載有豐富的信號(hào),這些信號(hào)與材料的很多因素有關(guān),如何將其中有用的信號(hào)從諸多的信號(hào)中一一分離出來(lái),是目前渦流研究工作者的難題,多年來(lái)已經(jīng)取得了一些進(jìn)展,在一定條件下可解決一些問(wèn)題,但還遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)場(chǎng)的要求,有待于大力發(fā)展。
渦流探傷的顯著特點(diǎn)是對(duì)導(dǎo)電材料就能起作用,而不一定是鐵磁材料,但對(duì)鐵磁性材料的效果較差。其次,待探工件表面的光潔度、平整度、邊界等對(duì)渦流探傷都有較大影響,因此,常將渦流探傷用于形狀較規(guī)則、表面較光潔的銅管等非鐵磁性工件探傷。
5.滲透探傷方法
滲透探傷是利用毛細(xì)現(xiàn)象來(lái)進(jìn)行探傷的方法。對(duì)于表面光滑而清潔的零部件,用一種帶色(常為紅色)或帶有熒光的、滲透性很強(qiáng)的液體,涂覆于待探零部件的表面。
若表面有肉眼不能直接察知的微裂紋,由于該液體的滲透性很強(qiáng),它將沿著裂紋滲透到其根部;然后將表面的滲透液洗去,再涂上對(duì)比度較大的顯示液(常為白色),放置片刻后,由于裂紋很窄,毛細(xì)現(xiàn)象作用顯著,原滲透到裂紋內(nèi)的滲透液將上升到表面并擴(kuò)散,在白色的襯底上顯出較粗的紅線,從而顯示出裂紋露于表面的形狀,因此,常稱為著色探傷。
若滲透液采用的是帶熒光的液體,由毛細(xì)現(xiàn)象上升到表面的液體,則會(huì)在紫外燈照射下發(fā)出熒光,從而更能顯示出裂紋露于表面的形狀,故常常又將此時(shí)的滲透探傷直接稱為熒光探傷。此探傷方法也可用于金屬和非金屬表面探傷,其使用的探傷液劑有較大氣味,常有一定毒性。
除以上五大常規(guī)方法外,近年來(lái),又有了紅外、聲發(fā)射等一些新的探傷方法。