线圈法磁粉探伤在汽车曲轴上的应用

　　目前汽车配件企业对曲轴表面缺陷检测大部分采用磁轭法或支杆法进行干法磁粉探伤。该法不仅粉尘较大、工作环境差、工作效率低,而且检测灵敏度不高,不能完全保证缺陷不被漏检。随着无损检测技术的不断发展、检测设备的不断更新,本文对曲轴磁粉探伤中传统的曲轴不动,磁场变化的方法进行了改进,采用曲轴旋转磁化、旋转喷液、退磁三者一次性完成的荧光湿法检测,不仅提高了检测灵敏度,而且也省去了单独给曲轴退磁这道工序,提高了生产效率。

　　1　检测原理与操作方法

　　1.1　检测原理

　　磁化线圈的形状如图1所示,它由1300匝扁平通铜导线绕制而成,线圈匝间绝缘且整体浸泡环氧树脂,以保证对地绝缘和增加线圈强度。其理论计算如下:

　　H= KπNI/L(cosβ1- cosβ2) (1)

　　式中　H—心面上一点P的磁场强度(A/M)

　　I—电流(A)

　　β1、β2—线圈中心面上任意点到线圈两断面的夹角

　　N—线圈匝数

　　L—线圈长度(m)

　　K—比例常数

　　该点的磁感应强度为:B=μ×H(μ为空气中的磁导率)。

　　如果在线圈中充满铁磁物质,那么该点的磁感应强度要比没有充满铁磁性物质大102～106倍以上,因为铁磁性物质的磁导率是空气磁导率的102～106倍以上。因此把旋转的曲轴放在静止的通电线圈中,对曲轴进行磁化,相当于曲轴不动,给曲轴施加了一个旋转磁场,对曲轴进行磁粉探伤,以发现曲轴表面及近表面的缺陷。

　　1.2　操作方法

　　当在磁探工位有曲轴时,操作人员将线圈下降套住曲轴2/5处时停止,然后通电、喷磁悬液,直到整个曲轴全部被磁悬液覆盖为止,然后带电升起线圈,操作人员用波长为365 nm的紫外线灯进行检查。

　　2　结果分析

　　影响发现曲轴表面及近表面缺陷的因素有两个:

　　(1)磁化装置的磁化能力及磁悬液性能的因素;

　　(2)缺陷本身的因素。

　　2.1　磁化系统对曲轴表面及近表面缺陷检出的影响

　　从公式(1)可见,影响缺陷检出的因素有电流I、线圈匝数N,线圈的长度L以及(cosβ1- cosβ2)的大小。电流I增大,匝数N增多,线圈长度L减小,那么磁场强度H增大,磁感应强度也增大。因为线圈长度L不大,所以(cosβ1- cosβ2)对磁场强度H的均匀度影响不大。

　　事实表明,线圈匝数在130匝、负载励磁电流大于40安培,可以保证检出曲轴上任一部位的表面裂纹。如果用15/50A型试片试验曲轴任一部位,试片均显示清晰。磁悬液的配制应根据磁粉厂家的推荐为主,一般情况下,用梨形瓶测量,磁悬液的浓度为0.1～0.5。