CN101382524A - 一种检测锡基轴承合金与衬钢粘结质量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种检测锡基轴承合金与衬钢粘结质量的方法，该方法包括如下步骤：①装备完成超声波探伤仪，将探头放置于复合金属的粘结完好部位处；②调节探伤仪，使示波屏上出现二次底波；③将该二次底波在水平时间轴的80％，将波幅调节到垂直满幅的80％；④在复合金属表面逐行移动探头，探头的移动速度不大于150mm/s，探查时每行之间需保持10％探头直径的覆盖；⑤若示波屏上紧随始波出现林状波，则此处即为粘结缺陷；⑥各向移动探头，观察示波屏上缺陷波形，找出分界点，最后连线各分界点合围成缺陷区域。本发明的优点在于仪器调节方便，缺陷波像更显著，易于识别，更易于判别缺陷的边界，缺陷检出率高，减轻了工作强度。

Description

一种检测锡基轴承合金与衬钢粘结质量的方法

技术领域

本发明涉及缺陷检测，特别是用在船用柴油机零件中锡基轴承合金与衬钢复合粘结质量的检测方法。

背景技术

柴油机零件中，锡基轴承合金通过浇铸与衬钢粘结而成的滑动轴承零件已被大量采用，如滑块、推力块、十字头轴承盖、轴衬等等。此类零件两种金属复合界面粘结的质量是否符合设计要求，直接影响滑动轴承零件所担当的设计功用能否达标。因此，准确地检测两种复合金属的粘接质量，就显得相当重要。

当前，国内外对这些复合金属粘合质量的评定通常是采用超声波无损检测技术。现行的超声波检测规范中，仪器的调节方法应用最广泛的一般有对比试块1：1检测法和零件一次衬钢底波检测法等两种。由于采用对比试块1：1检测法是要以制作试块为先决条件，而且需携带试块到检测现场比对，检测效率低下，不仔细考量零件锡基合金表面实际状况进行灵敏度动态补偿的话，会造成缺陷的漏检。而零件一次衬钢底波检测法虽然省去了制作对比试块的麻烦，但未粘合处的缺陷多次反射波像排列比较松散，重复反射的波像也不显著(衬钢的波速5840m/s，锡基合金的波速3230m/s约1.8倍)，如图1a和图1b所示，图1a是现有技术中一次底波检测法的粘结完好处的波形示意图，图1b是现有技术中一次底波检测法的粘结有缺陷处的波形示意图。再则，由于超声波检测仪调节时探头接触部位的表面光洁度与实际检测时其它部位的光洁度也不尽一致，光洁度差的部位的检测灵敏度就会下降，不动态地进行灵敏度补偿，也会造成缺陷的漏检。

综上所述，在检测二种复合金属的粘结质量时，运用目前常用标准中采用的这二种超声波检测仪的检测法存在着或许试块制作，操作烦琐，检测效率低，工作强度大，及缺陷波像不显著和检测灵敏度时而欠缺等不足，而这些不足因素都会直接影响到检测质量，给产品质量带来隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种较实用于船用柴油机零件中锡基轴承合金与衬钢复合粘结质量检测的方法。利用本发明的方法达到检测简洁高效，提高检测准确率，从而适应大量锡基轴承合金零件的检测。

本发明的工作原理：

零件二次衬钢底波检测法就是将探头放在复合金属粘结完好部位处，调节二次衬钢底波在示波屏水平时间轴，并调节波幅。这样进一部增加了水平时间轴的显示比例，使得可能出现的缺陷部位的多次反射波形间的距离减倍压缩，呈现出较为容易分辩的林状波。这种紧排在始波后面呈对数衰减包络状曲线的林状波在超声波检测波形中较为特殊，加上零件二次衬钢底波法比零件一次衬钢底波法提高了6dB的检测灵敏度，基本克服了锡基合金表面光洁度不一致所引起的检测灵敏度下降，避免了可能造成的漏检。紧凑的对数衰减包络状曲线的林状波是一种较容易被检测人员发现的波形，此种超声仪调节法下的检测状态较之前二种超声仪调节法对缺陷的检出更易觉察、准确。探头的移动速度提高，检测效率相应提高。

本发明的技术方案如下：

一种检测锡基轴承合金与衬钢粘结质量的方法，该方法包括如下步骤：

①装备完成超声波探伤仪，将探伤仪的探头放置于复合金属的粘结完好部位处，复合金属由锡基轴承合金和衬钢粘结而成；

②调节超声波探伤仪，使得示波屏中出现二次底波；

③将该二次底波在水平时间轴的80％，将波幅调节到垂直满幅的80％；

④在复合金属表面逐行移动探头，探头的移动速度不大于150mm/s，探查时每行之间需保持10％探头直径的覆盖；

⑤若在示波屏中出现林状波，即在始波后面呈对数排列包络状曲线，则此处即为粘结缺陷，即该处锡基轴承合金与衬钢之间未完全融合；

⑥各向移动探头，观察示波屏波形，找出分界点，最后连线各分界点合围成缺陷区域。

所述的超声波探伤仪选择CTS2000型，探头频率为2.5MHz，探头晶片在探测平面时选用的直径为Φ20mm，在探测曲面是需用的直径为Φ14mm。

所述的检测对象锡基轴承合金和衬钢复合件包括滑块、推力块、十字头轴承盖和轴衬。滑块和推力块探测的为平面，十字头轴承盖和轴衬探测的为曲面。其中，衬钢的厚度为30～100mm，锡基轴承合金的厚度为5～10mm。

与现有技术相比，本发明的技术方案带来了如下技术优点：

1.采用底波法进行缺陷检测，不再需要用特制的对比试块，仪器调节方便，更利于对于众多复合金属零件的实践探测应用。

2.缺陷处的反射波像呈对数衰减包络状曲线林状排列紧密，易于识别，减轻了工作强度。

3.采用二次底波较一次底波在缺陷处的波像更加显著，更易于判别缺陷的界边，也就可以提高探头移动的速度，进而提高检测速度。

4.灵敏度适中，缺陷检出率高。

附图说明

图1a是现有技术中一次底波检测法的粘结完好处的波形示意图。

图1b是现有技术中一次底波检测法的粘结有缺陷处的波形示意图。

图2是本发明一种检测锡基轴承合金与衬钢粘结质量的方法中锡基合金与衬钢粘结完好处的波形图。

图3是本发明一种检测锡基轴承合金与衬钢粘结质量的方法中锡基合金与衬钢粘结有缺陷处的波形图。

图4是本发明一种检测锡基轴承合金与衬钢粘结质量的方法中实施例1中检测状态示意图。

图5是本发明一种检测锡基轴承合金与衬钢粘结质量的方法中实施例2中检测状态示意图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例和相应附图来进一步阐述本发明一种检测锡基轴承合金与衬钢粘结质量的方法，但不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明一种检测锡基轴承合金与衬钢粘结质量的方法，该方法包括如下步骤：

①装备完成超声波探伤仪，将探伤仪的探头放置于复合金属的粘结完好部位处，复合金属由锡基轴承合金和衬钢粘结而成，当然也可以适用于其他复合金属的探伤检测；

②调节超声波探伤仪，使得示波屏中出现二次底波，如图2所示，图2是本发明一种检测锡基轴承合金与衬钢粘结质量的方法中锡基合金与衬钢粘结完好处的波形图；

③将该二次底波在水平时间轴的80％，将波幅调节到垂直满幅的80％，这样可以进一步增加水平时间轴的显示比例，使得可能出现的缺陷部位的多次反射波形间的距离减倍压缩，呈现出较为容易分辨的林形波；

④在复合金属表面逐行移动探头，探头的移动速度不大于150mm/s，探查时每行之间需保持10％探头直径的覆盖；

⑤若在示波屏中出现林状波，即在始波后面呈对数排列包络状曲线，则此处即为粘结缺陷，即该处锡基轴承合金与衬钢之间未完全融合，如图3所示，图3是本发明一种检测锡基轴承合金与衬钢粘结质量的方法中锡基合金与衬钢粘结有缺陷处的波形图；

⑥各向移动探头，观察示波屏波形，找出分界点，最后连线各分界点合围成缺陷区域。

实施例1

下面以船用柴油机上滑块上锡基轴承合金与衬钢间粘结结合状态做一个检测分析，具体采用本发明的方法。

在实践应用当中，本发明的超声波探伤仪选取的是CTS—2000型，其探头的频率为2.5MHz，探头内晶片的直径Φ20mm。

超声波检测仪的调节：将与仪器连接好的探头放置在复合粘结质量完好的滑块的锡基轴承合金面上。如图4所示，图4是本发明一种检测锡基轴承合金与衬钢粘结质量的方法中实施例1中检测状态示意图。图中的船用柴油机滑块的两侧侧面上为复合金属，需要将探测器的探头伸到侧面上。

在超声波探测仪器探头伸到相应位置后，调整出二次底波，把来自衬钢面的二次底波调到仪器示波屏水平刻时间轴的80％，并调节增益器的按键将波幅调节到示波屏垂直满幅的80％。然后，以150mm/s的速度移动探头在轴承合金面上逐行探查，行间须保持10％探头直经的覆盖，当仪器的示波出屏现如林状波的波像时，如图3所示，图3是本发明一种检测锡基轴承合金与衬钢粘结质量的方法中锡基合金与衬钢粘结有缺陷处的波形图，既为二种金属层间的未融合缺陷，缺陷波显示状态下探头移动轨迹的合围即为缺陷面积。

实施例2

下面以船用柴油机上推力块上锡基轴承合金与衬钢间粘结结合状态做一个检测分析，具体采用本发明的方法。

在实践应用当中，本发明的超声波探伤仪选取的是CTS—2000型，其探头的频率为2.5MHz，探头内晶片的直径Φ20mm。

超声波检测仪的调节：将与仪器连接好的探头放置在复合粘结质量完好的推力块的锡基轴承合金面上，如图5所示，图5是本发明一种检测锡基轴承合金与衬钢粘结质量的方法中实施例2中检测状态示意图。图中的船用柴油机推力块的一侧侧面上为复合金属，需要将探测器的探头伸到复合金属面上，调整探测仪使得显示屏上出现二次底波，再把来自衬钢面的二次底波调到仪器示波屏水平刻时间轴的80％，并调节增益器的按键将波幅调节到示波屏垂直满幅的80％。然后，以120mm/s的速度移动探头在轴承合金面上逐行探查，行间须保持10％探头直经的覆盖，当仪器的示波出屏现如林状波的波像时，如图3所示，图3是本发明一种检测锡基轴承合金与衬钢粘结质量的方法中锡基合金与衬钢粘结有缺陷处的波形图，既为二种金属层间的未融合缺陷，缺陷波显示状态下探头各向移动轨迹边际的合围即为缺陷面积。

毫无疑问，以上只是本发明的两个具体应用，还可以有其他具体应用，所需的是变换检测对象以及更改相应的探测参数。总而言之，本发明的保护范围还包括其他对于本领域间技术人员来说显而易见的变换和替代。

Claims (4)

1.一种检测锡基轴承合金与衬钢粘结质量的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

①装备完成超声波探伤仪，将探伤仪的探头放置于复合金属的粘结完好部位处，复合金属由锡基轴承合金和衬钢粘结而成；

②调节超声波探伤仪，使得示波屏中出现二次底波；

③将该二次底波在水平时间轴的80％，将波幅调节到垂直满幅的80％；

④在复合金属表面逐行移动探头，探头的移动速度不大于150mm/s，探查时每行之间需保持10％探头直径的覆盖；

⑤若在示波屏中出现林状波，即在始波后面呈对数衰减包络状曲线排列，则此处即为粘结缺陷，即该处锡基轴承合金与衬钢之间未完全融合；

⑥各向移动探头，观察示波屏上缺陷波形，找出分界点，最后连线各分界点合围成缺陷区域。

2.根据权利要求1所述的一种检测锡基轴承合金与衬钢粘结质量的方法，其特征在于，所述的超声波探伤仪选择CTS2000型，当检测面为平面时，探头频率为2.5MHz，探头晶片的直径为Φ20mm。

3.根据权利要求1所述的一种检测锡基轴承合金与衬钢粘结质量的方法，其特征在于，所述的超声波探伤仪选择CTS2000型，当检测面为曲面时，探头频率为2.5MHz，探头晶片的直径为Φ14mm。

4.根据权利要求1所述的一种检测锡基轴承合金与衬钢粘结质量的方法，其特征在于，所述的检测对象锡基轴承合金和衬钢复合件包括滑块、推力块、十字头轴承盖和轴衬，其中衬钢的厚度为30～100mm，锡基轴承合金的厚度为5～10mm。

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