动车牵引电机铝合金零件表面缺陷的涡流检测

动车牵引电机铝合金零件表面缺陷的涡流检测

鲁鹏 杨宏君 高忠良

中车长春轨道客车股份有限公司 吉林省 长春市 130000

摘要：铁路牵引电机的铝合金表面，在使用过程当中经常是会存在疲劳缺陷，因此需要对其进行定期的检测。但是由于存在着一定的条件制约，就导致使用渗透的方式进行检测是受到了诸多的限制。而本文则是针对采用涡流高频屏蔽探头的检查形式，针对动车牵引电机的铝合金表面关键核心的位置，展开了表面缺陷的检测，并对具体过程和参数进行了阐述。

关键词：铝合金零件；缺陷；涡流检测

动车牵引马达的铝合金铸造端盖，在马达运转时，会因振动而产生交替的压力。由于铸造铝的内部结构状态和端盖产品的结构特性，在对模拟实际运转状态的电机，进行冲击振动试验后，明确的发现其端盖是会出现疲劳性质的裂伤。因此为了让电机能够始终是处于安全的运转状态当中，在铸造铝端盖的时候，需要对其主要部分展开检测，以及针对疲劳缺陷进行监控。当电机在运行的过程当中，由于端盖的表面被涂层覆盖，所以检测时间很难延长，所以使用视觉和贯通检测方法是行不通的。因此，要使用高频屏蔽涡流探头（注：在端面不存在涂料脱落的条件下），将对疲劳所产生的缺陷，进行在线的检测。为了能够对灵敏度的检测实现进一步的确认，并形成对检测工序的进一步确认，以及避免检测错误的存在，需要进行检测全过程的深度测试，并在实际产品中，需要进行进一步的验证。通过实际测试验证可以发现该方法可以有效地明确疲劳缺陷、空隙率、夹杂物、收缩腔、端盖表面的收缩孔等缺陷，并起到有效的管理和监督产品的作用，进一步让质量得以有效的改善。

1疲劳缺陷检测困难分析

1.1产品结构特点

本文所选择的电机两个铸铝端盖，都是存在着明显的脱漆情况，在端盖的实际表面位置装配到电机上之后，其表面是存在着油漆层的，同时通过观察发现端盖是存在网状的区域的。

1.2检测难点

由于铸造铝端盖疲劳缺陷的位置，存在着不明确的情况，因此相对于疲劳缺陷检测范围的确定来说，一定是要设定在端盖全部表面的。因此，需要剥离下端盖的整个面存在的漆，但是如此对于涂膜的清洁度是存在要求更高的情况。脱漆工程虽然是十分的复杂，但在进入试验后，还是需要在此进行重新涂装油漆，因此试验周期是相对较长的。对汽车驾驶马达的端盖实施渗透试验，则是更为的困难。而且，还需要后续一系列的装配工作，包括电机落车、电机拆卸、端盖涂料去除、渗透试验、涂饰修理、电机配件等。

1.3　检测新方案

为了让检测过程当中存在的不良问题和困难得以有效的解决，需要针对检测的周期进行一定的缩短。而为了让检测的操作更加的便捷，应该在对铸铝端盖疲劳缺陷，进行具体的检测过程当中，将渗透检测进行替代，具体是使用涡流检测。涡流检测拥有检测效率高的有点，其可以单独的在油漆层面上，进行检测工作的开展。

2　涡流检测试验

2.1检测要求

铸铝端盖在油漆脱离之后，通过有效的检测可以看出，其端盖的开口是明显存在着裂纹和气孔等情况，而且孔洞还存在夹杂等缺陷，如果没有发现脱漆的情况，则是应该使用绝对式屏蔽探头的涡流检测手段，这样可以进一步明确是否存在脱漆的情况。

2.2　试验设计及试块制作

试验设计及试块制作，主要是分为三个部分，具体见下面表1所示。

表1 试验设计及试块制作的具体环节

2.3　检测工艺及过程

2.3.1　检测工艺参数

本次检测的工艺参数具体是设定在400kHz，前置放大到50dB，低通滤波具体是设定在40Hz，门限设定在二十或者三十，将总增益值依据具体的需求，可以随时进行调整，而相对于Y轴扩展增益来说是设定在5dB。

2.3.2检测过程

本次研究的检测过程，是在进行涡流检测的过程当中，如果存在缺陷信号，则是在达到了0.5mm，以及深入缺陷信号的幅值是处于+20门限的时候，其具体的增益是达到了54dB。当在达到了1mm，以及深入缺陷信号的幅值是处于+20门限的时候，其具体的增益是达到了48dB。而相对于噪声信号的影响来说，是相对较小的，缺陷的信号其被识别的程度来说，是非常容易的，如果探头划过了人工的缺陷，那么会明显存在缺陷的信号，这样对于现实的检测来说是非常有利的。对于油漆层面是处于0.5mm以下的，其深度当量裂纹，则是能够被完整的检测出来。

2.3.3　实际缺陷渗透检测与涡流检测对比

铸铝端盖上其渗透探伤是明显发现不足和缺陷，而相对于涡流探伤来说，其可以将喷漆之后对于部分的缺陷进行伤痕的明确。但是本次研究可以明确涡流检测，仅仅能够识别渗透检测的过程当中存在的缺陷，其具体的检测结果对比见下面表2所示。

表2 实际缺陷渗透检测与涡流检测对比的结果

2.4　试验结果

首先，通过比较穿透测试和涡流测试的结果，在未被覆盖的端盖的渗透试验中发现的缺陷，是通过涡流测试发现的渗透检查或目测检查发现的所有缺陷。涂装后的涡流检查结果表明，涡流测试比圆形缺陷对线性缺陷更敏感，长度为1.5mm以下的圆形孔（沿着渗透测试的允许标准）在涡流测试中是不容易被检测出来的。

其次，在被覆端盖的渗透率检测过程中难以将涂料，进行去除。端盖的整个面接受渗透性缺陷检测，因此其去除涂装的工作量是很大的，缺陷检测的端盖是不容易被清洗干净的。检测出缺陷后，需要进行重新涂漆，而且检测周期长，工作强度是非常高的。涡流测试是环境保护，快速和清洁。

2.5　实际验证

测试后，根据测试参数对50铸造铝端盖进行涡流测试。在涂漆后的渗透测试中，确认了涡流测试中获得的缺陷。涡流测试中的缺陷是所有的实际缺陷，铸造铝端盖的涡流测试可以有效发现超出渗透试验容许基准，并明确了要求的缺陷，如此是充分的满足了设计图和测试工序的基本需要。

3结语

近些年来，动车在我国的社会发展过程当中，我国的社会发展提供了巨大的助力，因此需要关注动车的牵引电机铝合金的缺陷情况。而本文则是针对采用涡流高频屏蔽探头的检查形式，针对动车牵引电机的铝合金表面关键核心的位置，展开了表面缺陷的检测，并对具体过程和参数进行了阐述。

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