في صناعة الصب ، تؤثر العيوب الداخلية في المسبوكات (مثل الشقوق والمسامية والانكماش) بشكل مباشر على أداء المنتج وعمره. كطريقة اختبار فعالة ، غير- ، تبرز الاختبار بالموجات فوق الصوتية بسبب حساسيتها العالية والدقة والتطبيق الواسع ، مما يجعلها أداة أساسية لضمان جودة الصب. ستتحول هذه المقالة إلى المبادئ والأساليب التشغيلية وتقنيات تحديد العيوب في الاختبار بالموجات فوق الصوتية ، مما يوفر إرشادات عملية للمهنيين.
1. المبادئ والطرق الأساسية للاختبار بالموجات فوق الصوتية
مبادئ الاختبار
يمتلك الموجات فوق الصوتية (عالية - التردد ، القصير - الطول الموجي) في اتجاه الاتجاه وخصائص الانتشار/الانعكاس. عند حقنها في صب ، ينعكس جزء من الموجات الصوتية على مواجهة العيوب ، في حين تستمر الموجات المتبقية في الانتشار إلى أسفل الصب. من خلال استلام طاقة الصوت المنعكسة (المعروضة على أنها سعة) عبر كاشف العيوب وتحليل قوة وموضع وشكل إشارات الصدى ، يمكن تحديد حجم العيوب وعمقها وطبيعة.
طرق التفتيش السائدة
Pulse - طريقة الصدى (الأكثر استخدامًا)
المبدأ: العنصر الكهروإجهادي في المسبار متحمس من خلال نبضات التردد العالية - لتوليد نبضات بالموجات فوق الصوتية. عند مواجهة العيوب ، تنعكس جزء من الموجات الصوتية ، في حين تصل الموجات الصوتية غير المنفصلة إلى أسفل الصب وينعكس. يتم عرض إشارات الصدى من كليهما على شاشة كاشف العيوب على أنها سعة. بمقارنة صدى العيوب مع الصدى السفلي ، يتم ترجمة موقع العيب وأبعاده كمية.
المزايا: لا حاجة لتحقيق جانبي. يعد اختبار السطح - واحد كافياً ، مما يجعله مناسبًا للسباق بأشكال معقدة.
طريقة الاختراق وطريقة الرنين (طرق مساعدة)
طريقة الاختراق: مطلوب مسبار جانبي لتقييم العيوب بناءً على توهين الموجة الصوتية ، ومناسبة للفحص الأولي للسباق السميك -.
طريقة الرنين: يستخدم خصائص صدى الموجة الصوتية للكشف عن توحيد السمك ، ونادراً ما يتم استخدامه للكشف عن العيوب.
2. نقاط التشغيل وتقنيات الاقتران
Pre - إعداد التفتيش
تحضير السطح: يجب أن يكون سطح فحص الصب ناعمًا مع خشونة أقل من أو تساوي RA12.5μm ، ويجب إزالة بقع الزيت ومقياس الأكسيد لضمان انتقال الموجة الصوتية الملساء.
اختيار عامل الاقتران: قم بتطبيق عوامل الاقتران مثل الماء أو زيت التشحيم أو زيت المحولات أو زجاج الماء لملء الفجوة في الهواء بين المسبار والسكب ، مما يعزز كفاءة اقتران الموجة الصوتية.
السيطرة على الحساسية
تتأثر حساسية التفتيش بالعوامل التالية:
التردد بالموجات فوق الصوتية: الترددات العالية (على سبيل المثال ، 5-10 ميجاهرتز) مناسبة للكشف عن عيوب صغيرة ، في حين أن الترددات المنخفضة (على سبيل المثال ، 1-2 ميغاهيرتز) لها تغلغل قوي وهي مناسبة للعلاج السميك -.
معلمات أداة التفتيش: يجب مطابقة نسبة التضخيم وقوة الإرسال مع مادة الصب وسمك لضمان إشارات واضحة.
أداء المسبار: حدد تحقيقات مع الترددات المناسبة وأحجام البلورة (على سبيل المثال ، تحقيقات مستقيمة للعيوب الداخلية ، تحقيقات الزاوية للسطح/بالقرب من العيوب السطحية-).
3. تحديد الموجات فوق الصوتية للعيوب الداخلية في المسبوكات
تشققات
خصائص النبض: التوزيع الخطي ، يحتوي على الغاز ، الاتجاه القوي. عندما تكون شعاع الصوت رأسيًا ، يكون الصدى حادًا وقويًا ؛ عندما تكون شعاع الصوت متوازيًا ، تكون الإشارة ضعيفة (هناك حاجة إلى عمليات مسح اتجاهية متعددة لفضح العيوب عن طريق جعل الكراك عموديًا على شعاع الصوت).
تقنيات تحديد الهوية: عند تحريك المسبار ، لا يختفي صدى الكراك على الفور (يميزه عن المسامية) ، وهناك اختلافات في الإشارة في عمليات التفتيش الاتجاهية المتعددة-.
المسامية (ثقوب رش الماء)
خصائص النبض: دائري/بيضاوي الشكل ، مع واجهة عاكسة ناعمة. عندما تكون شعاع الصوت رأسيًا ، يكون الصدى مشابهًا لتلك الموجودة في الكراك (قوي وحاد) ، ولكنه يختفي بحركة التحقيق الطفيفة (حيث أن المسام تفتقر إلى الاتجاه ، تكون الإشارات ضعيفة في جميع الاتجاهات).
تجاويف الانكماش (ثقوب الانكماش)
خصائص النبض: يحتوي على الغاز. عندما يكون السطح العاكس الفعال أكبر من سطح انتشار شعاع الصوت ، يختفي صدى السطح السفلي ، ويكون صدى العيوب قويًا وحادًا (يجب تأكيده باستخدام الإسقاط المتعدد - لتجنب سوء الحكم).
شوائب الرمال / شوائب الخبث
خصائص النبض: يحتوي على شوائب معدنية غير- التي تمتص طاقة الصوت ، مع سطح عاكس واحد. الصدى بين "حاد" و "ضعيف وقصير" ؛ إذا تم الالتزام بالشوائب بإحكام للمعادن (مثل شوائب الخبث) ، فإن الصدى أضعف وغير منتظم.
مسام الانكماش
خصائص النبض: لا يوجد صدى السطح السفلي أو صدى العيب ؛ تظهر خطوط مسح الشاشة ظواهر الزحف (مبعثرة الموجات الصوتية في المناطق السائبة ، مما تسبب في إشارات غير مستقرة).
4. مزايا وسيناريوهات التطبيق للاختبار بالموجات فوق الصوتية
المزايا الفنية
حساسية عالية: يمكن اكتشاف عيوب دقيقة (مثل تشققات شعري) مع ضغط الصوت الحادث يصل إلى 0.1 ٪.
ارتفاع الدقة - توطين الدقة: خطأ في موقع العيب أقل من أو يساوي 1 ملم ، دقة القياس الكمي عمق تصل إلى 0.5 مم.
قابلية التطبيق على نطاق واسع: تغطي معظم المسبوكات المصنوعة من الصلب والحديد والألومنيوم ، إلخ.
الكفاءة العالية والتكلفة المنخفضة: سرعة التفتيش السريع (أقل من أو تساوي 5 دقائق لكل صب) ، لا توجد مواد استهلاكية مطلوبة (فقط سائل اقتران) ، مناسبة للإنتاج الضخم.
التطبيقات النموذجية
التصنيع الميكانيكي: افحص الشقوق الداخلية والانكماش في التروس وتصباع العمود لضمان التحميل - أداء المحمل.
Aerospace: شاشة للعيوب micro - في شفرات المحرك ومسبات المقصورة لضمان السلامة الهيكلية.
صناعة السيارات: التفتيش عبر الإنترنت لكتل الأسطوانات ومسبات محور العجلات لتعزيز كفاءة الإنتاج.
يستخدم الاختبار بالموجات فوق الصوتية "انعكاس الموجة الصوتية - تحليل الإشارة" لتوفير حل "تصور" للعيوب الداخلية في المسبوكات. إن حساسيتها العالية ، والتكلفة المنخفضة ، وغير - تجعل الخصائص المدمرة أداة قياسية لمراقبة الجودة.