QASS系統(tǒng)裂紋能量值考察與設(shè)定優(yōu)化

華偉鋒章康樂

(格特拉克(江西)傳動(dòng)系統(tǒng)有限公司，江西 南昌 330013)

摘要：當(dāng)前先進(jìn)的自動(dòng)校直機(jī)配備QASS系統(tǒng)，取代原來磁粉探傷，監(jiān)控校直過程裂紋情況。本文通過對(duì)QASS系統(tǒng)能量值信息的分析，結(jié)合磁粉探傷結(jié)果建立數(shù)據(jù)庫，考察QASS信息和裂紋的對(duì)應(yīng)關(guān)系，達(dá)到設(shè)定能量最優(yōu)值的目的，最終減少裂紋的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：校直裂紋QASS探傷能量值優(yōu)化

引言

目前先進(jìn)的自動(dòng)校直機(jī)都配備在線裂紋檢測(cè)裝置，德國QASS公司的在線裂紋檢測(cè)儀就是其中的代表。廠家初始設(shè)置裂紋能量值一般為50，沒有針對(duì)校直零件的結(jié)構(gòu)、形狀、材料等方面鑒別。因此通過研究QASS系統(tǒng)裂紋能量值與裂紋的對(duì)應(yīng)關(guān)系來合理設(shè)置能量值，降低校直裂紋的風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到降低裂紋率的效果。

1.QASS系統(tǒng)裂紋信息

連接QASS與電腦的端口，使用CisAnalyzer軟件讀取QASS記錄的裂紋信息，如下圖所示，本文研究的對(duì)象即是該圖譜，包含振幅和能量值兩部分。

2.考察試驗(yàn)的范圍和設(shè)計(jì)

本文考察的試驗(yàn)范圍為變速箱中間軸和輸出軸，每個(gè)品種每次試驗(yàn)的樣本量原則上大于30件。

設(shè)計(jì)的試驗(yàn)思路為通過記錄校直裂紋零件的發(fā)生時(shí)間與QASS記錄的時(shí)間比對(duì)，建立裂紋零件與QASS圖譜的對(duì)應(yīng)關(guān)系，再使用探傷、剖檢的手段驗(yàn)證零件是否有裂紋，如果沒有發(fā)現(xiàn)裂紋，則上調(diào)能量值繼續(xù)驗(yàn)證，整個(gè)試驗(yàn)過程中只要發(fā)現(xiàn)一件有裂紋，則試驗(yàn)停止，能量值調(diào)回上一輪，且該QASS圖譜納入有裂紋的圖譜范圍。

試驗(yàn)的基本方法為：校直+探傷+剖檢。

3.考察試驗(yàn)的過程

3.1　非典型裂紋圖譜的驗(yàn)證

3.1.1驗(yàn)證實(shí)施過程

通過對(duì)1283個(gè)QASS圖譜的分析，篩選出2個(gè)非典型裂紋圖譜，如圖所示：

圖　2個(gè)非典型裂紋圖譜

2個(gè)圖譜總共收集了42件，能量值最小57，最大301。經(jīng)磁粉探傷未發(fā)現(xiàn)零件有裂紋，滲透著色法探傷也未發(fā)現(xiàn)裂紋，考慮到零件留有校直的應(yīng)力，零件經(jīng)高溫回火后再次磁粉探傷仍未發(fā)現(xiàn)裂紋(見表)。

表零件經(jīng)高溫回火后再次磁粉探傷

選取能量值最大的三根零件剖檢，在最容易產(chǎn)生裂紋的溝槽處切8塊樣，檢查是否有裂紋，如圖所示：

圖　在最容易產(chǎn)生裂紋的溝槽處切8塊樣

總計(jì)剖檢3個(gè)零件，取樣3×8=24塊，檢查24×2=48個(gè)切面，均未發(fā)現(xiàn)裂紋。

3.1.2驗(yàn)證的結(jié)論

根據(jù)試驗(yàn)的結(jié)果，2種圖譜對(duì)應(yīng)的零件都沒發(fā)現(xiàn)裂紋，說明這些零件校直時(shí)并沒有裂紋產(chǎn)生，由此得到兩個(gè)結(jié)論：

(1)上述2種圖譜為非典型裂紋圖譜，零件并沒有裂紋，這些圖譜對(duì)應(yīng)的零件是合格品；

(2)上述2種圖譜產(chǎn)生的原因與校直過程有很大關(guān)系，發(fā)現(xiàn)這種圖譜時(shí)，可以重點(diǎn)檢查校直工作臺(tái)的工裝、導(dǎo)軌、壓頭、探頭等的位置間隙、磨損變形、潤滑保養(yǎng)的情況，以減少背景噪音的干擾。

3.2　典型裂紋圖譜的驗(yàn)證

3.2.1驗(yàn)證實(shí)施過程

通過對(duì)1283個(gè)QASS圖譜的分析，篩選出2個(gè)發(fā)生頻次高的裂紋圖譜，如圖所示：

圖　篩選出2個(gè)發(fā)生頻次高的裂紋圖譜

按照裂紋能量值依次設(shè)定為50-100、100-150的計(jì)劃，分別收集能量值在設(shè)定范圍附件的零件做校直+探傷+剖檢的試驗(yàn)，同4.1.1的方式。

1、收集能量值為50-100的零件共計(jì)70件，探傷未發(fā)現(xiàn)裂紋；剖檢能量值為100的零件未發(fā)現(xiàn)裂紋，見表：

表探傷未發(fā)現(xiàn)裂紋

2、收集能量值為100-150的零件共計(jì)68件，探傷發(fā)現(xiàn)有39件零件有裂紋，見表：

表探傷發(fā)現(xiàn)有39件零件有裂紋

裂紋為徑向半圓，處于零件的固定位置(退刀槽和截面突變最大處)，屬于典型的校直裂紋，如圖所示：

圖　屬于典型的校直裂紋

對(duì)探傷發(fā)現(xiàn)裂紋的零件剖檢裂紋處，切面顯示有一條指向圓心的裂紋，深度范圍為0.7mm-1.0mm，如圖所示：

圖　切面顯示有一條指向圓心的裂紋

為進(jìn)一步驗(yàn)證，隨機(jī)選取同批零件校直無裂紋的零件5件進(jìn)行“盲切”剖檢裂紋，如圖所示，切取5×8=40個(gè)樣塊，檢查40×2=80個(gè)切面，均未發(fā)現(xiàn)裂紋。

3.2.2驗(yàn)證的結(jié)論

綜合上述4.2.1的4種驗(yàn)證過程和結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)對(duì)于考察的這2個(gè)品種的零件，能量值設(shè)定在100以下的時(shí)探傷和剖檢均未發(fā)現(xiàn)裂紋；能量值設(shè)定在100以上時(shí)，探傷和剖檢都發(fā)現(xiàn)了裂紋，雖然不是100%有裂紋，但可以說明當(dāng)QASS檢測(cè)到大于100的能量值時(shí)，零件可能產(chǎn)生了裂紋，為杜絕裂紋的風(fēng)險(xiǎn)，此時(shí)應(yīng)判定零件裂紋并隔離處置。至于100-150之間再細(xì)分能量值，后續(xù)繼續(xù)考察驗(yàn)證。

4.降低其他因素對(duì)校直裂紋的影響

4.1　控制滲碳淬火的變形

通過統(tǒng)計(jì)軸類的滲碳淬火的變形量(初始變形量)與校直裂紋的關(guān)系，可以發(fā)現(xiàn)校直裂紋率與零件的變形量存在正比例關(guān)系，即初始變形量越大，校直裂紋率越高，見表。

表　校直裂紋率與零件的變形量存在正比例關(guān)系

通過改善零件的裝爐方式、調(diào)整淬火工藝、優(yōu)化裝爐工裝等方式，可進(jìn)一步改善零件的初始變形量，達(dá)到降低校直裂紋的目的。

4.2　優(yōu)化自動(dòng)校直機(jī)的校直邏輯

自動(dòng)校直機(jī)包含多套校直邏輯，通常情況下廠家推薦使用“最大變形量?jī)?yōu)先”的模式。實(shí)際操作中可以根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)、尺寸和累積的校直經(jīng)驗(yàn)，設(shè)置校直邏輯的優(yōu)先順序，結(jié)合校直點(diǎn)和支撐點(diǎn)的變換，增加校直次數(shù)的限定等組合方式，達(dá)到減少反復(fù)校直的現(xiàn)象，降低校直裂紋發(fā)生的概率。

5.QASS系統(tǒng)裂紋能量值考察與設(shè)定優(yōu)化的效果

進(jìn)行上述試驗(yàn)后，根據(jù)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，格特拉克公司重新調(diào)整了QASS系統(tǒng)的裂紋能量值，對(duì)不同品種、結(jié)構(gòu)的零件設(shè)置不同的數(shù)值，避免質(zhì)量過剩的情況發(fā)生；同時(shí)制定校直裂紋零件的處理流程，所有校直裂紋零件必須記錄發(fā)生時(shí)間，由專業(yè)的技術(shù)人員比對(duì)QASS的記錄圖譜，挑出受環(huán)境、設(shè)備背景噪音影響而誤判的合格零件，并指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整、保養(yǎng)校直設(shè)備。此外，控制零件滲碳淬火后的初始變形量和對(duì)校直機(jī)的校直邏輯進(jìn)行優(yōu)化，降低校直裂紋發(fā)生率。通過以上措施的實(shí)行，校直裂紋率由0.8%左右降至0.25%以內(nèi)，降幅達(dá)65%，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效果。

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