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在大批量加工和交货(可多达二、三十万件)的汽车零件中，如果其中任何一个零件存在影响装配的质量缺陷，都可能打断一条日产值达上百万美元的汽车装配线的正常生产节奏，给汽车制造商造成经济损失。为防止出现这种情况，美国三大汽车公司向汽车零件供应商提出了“零缺陷供货”的苛刻要求。为实现这一目标，美国汽车制造业从日本引进了称为“poka-yoke”的质量控制体系。为了达到“零缺陷”的质量控制水平，传统的零件抽样检测方式(例如从每十个零件中抽检一个零件)已不能满足要求，沧州欧谱必须采用对每一个零件的加工质量逐个进行检测的完全检测方式，这就需要采用一种可在零件加工完毕后立即对其加工部位(如螺纹)的加工质量合格与否(GO/NO-GO)进行快速判别的在线检测技术，根据检测结果，可将有缺陷的不合格零件及时剔除，避免其流入下道工序。为满足这种完全检测方式对检测仪器性能的苛刻要求，一些汽车制造厂和汽车零件供应商选用了电涡流检测技术(Eddy Current Testing, ECT)。 基于材料导电率原理的电涡流检测技术早在第二次世界大战时就已被美国人成功地应用于飞机零件的检测。如今，这种检测方法经过技术改进后又重获生机，已被应用于汽车铝合金零件的被加工面(尤其是螺纹面)加工质量的快速检测。例如，美国通用汽车公司位于密歇根州的发动机制造厂已采用电涡流螺纹测头来检测发现螺纹攻丝加工不合格的发动机装配孔，以防止螺纹加工不合格的零件进入汽车发动机装配流水线。虽然零件出现加工失误的几率很小，电涡流测头很少有机会实际检测出不合格零件，但这种检测方法确实为发动机装配线的正常生产提供了高水平的质量保障。 电涡流检测技术原理 电涡流检测的工作原理是通过线圈将变化的交流磁场引入导电材料，当磁力线穿过被检测的金属零件时，将在零件内部产生频率范围从500Hz到几兆赫的微小电流，这种电流称为涡流。对于由测头线圈产生的初始电流而言，涡流是一种阻抗，它将产生与初始交流磁场方向相反的二次磁场。大多数电涡流检测系统均采用单线圈测头，测头中的线圈既可产生电磁场，同时又可读取自身电磁场的变化，这与雷达系统既可发射信号又可接收自身信号的原理类似，不同之处仅在于雷达系统发射和接收的是声波或无线电波，而电涡流检测系统发射和接收的是电能量信号。 由于电涡流检测原理的实质是对材料导电率的检测，因此电涡流检测系统非常适合用于检测非铁磁体材料(如铝)。随着汽车制造业使用铝合金零件越来越多，电涡流检测技术也日益受到汽车制造商的青睐。 电涡流检测技术并非只能用于检测铝、奥氏体不锈钢等非铁磁体材料，它同样也可用于检测黑色金属材料工件(如铸铁等)，但检测之前需要对仪器进行调整，以补偿此类材料较低的导电率。 对于加工质量未知的待检测零件，由于热处理状态、材料成分、工件形状等因素的影响，其金属结构可能与加工质量优良的标准零件之间存在细微差异，用电涡流检测仪器可以检测出这种差异。此外，电涡流检测系统还可以检测出被加工表面以及表面以下部位的材料缺陷。为了保证测量的正确性和有效性，在进行实际测量之前，必须根据轮廓尺寸已知的标准零件对检测仪器进行定标置零，然后以标准零件为测量基准对其它的未知零件进行相对测量。检测方式通常是将被测零件的电信号与标准零件的电信号直接进行比较，如果其误差超过了设定的公差范围，则判定其不合格并将其剔除。如果需要对被检测零件的加工质量进行深入分析和研究，也可将被测轮廓表示为一个钟形曲线信号。 利用电涡流检测技术可以分辨被测材料的四种特性参数，即化学参数、硬度参数、沧州欧谱几何参数和温度参数。这几种参数都会影响材料的导电率，从而使材料中产生的电涡流发生变化。其中，硬度参数可用于评估材料的热处理质量;化学参数可用于区分不同供货商提供的零件材料;由于所有材料都是在相同温度下进行检测，因此温度参数通常与检测结果关系不大;对于螺纹质量检测而言，几何参数是汽车制造商最关心的检测参数。采用电涡流螺纹测头不仅可以测出用手动螺纹量规可测的所有几何参数(如螺纹的大径、小径和中径等)，还可以检测螺纹表面粗糙度和螺纹深度，并且可在0.1秒的时间内快速完成全部参数的检测。 由于电涡流检测技术的工作原理比较简单，因此通过用户化设计及定制，即可将其应用于大多数机械结构(包括花键、球承、键槽、外螺纹等)的加工质量检测。但是，电涡流检测技术有一个影响其适用性的缺点，即仪器的通用性较差，一旦将一套电涡流检测系统按某一具体被测对象进行了技术参数设定，它就只能应用于该特定项目的检测，即电涡流检测系统不适合作为通用几何量仪，只适合对零件已加工部位的材料特性或几何尺寸进行检测。 电涡流检测的材料特性 汽车制造商在决定是否采用电涡流检测技术时，需要考虑的第一个重要因素是被测零件的材料特性。电涡流检测系统在测量高导电率材料(如铝)时，产生的电磁场对被测工件具有较大穿透能力(表面穿透深度为2.54～6.35mm或更大);而在检测钢等铁磁体材料时，可达到的穿透深度则很小。为弥补穿透能力的不足，可采取一些措施，例如，可利用磁饱和原理，将一块大磁铁置于被测钢制工件上，以达到去除材料铁磁性的目的。 有的电涡流检测系统可用于检测管材和棒材，在这种电涡流测头中，安装了一分为二的两块电磁铁，线圈则装在两个半块电磁铁之间，从而可以产生穿透能力更强的电磁场，使测头可以检测材料内部更深的部位。 利用电涡流检测技术可以很容易地区分由不同供应商提供的发动机缸体铸件材料。由于电涡流检测是一种相对测量，而不同的供应商提供的发动机缸体在基体材料上存在差异，因此对于每一种缸体都需要设定合格工件的测量基准。为了使机械师能够跟踪掌握零件的使用性能以及检测这些零件所采用的测量基准，有一种基于计算机控制的电涡流检测系统可以分辨出不同供应商各自产品的检测信号特征。当检测由另一个供应商提供的新的缸体材料时，由计算机控制的测量系统可使该工件材料的钟形曲线信号自动发生偏移，以便与该缸体的材料特性相匹配。该测量系统的另一附加功能是其检测数据可供工艺技术人员对零件加工工艺进行统计分析。例如，通用汽车公司将电涡流检测系统的检测数据下载到一个分析统计-过程控制程序中，对未来一周或一个月零件加工的标准偏差进行趋势分析。 电涡流检测的测头对准 测头对准是使用电涡流检测系统(尤其是用于螺纹质量检测)时需要解决的最大技术难题。沧州欧谱测量一个螺纹孔要比加工一个螺纹孔困难得多，将测头准确导入被测孔也并非易事，尤其要实现几个甚至几十个测头同时准确定位难度更大。电涡流螺纹测头通常安装在由气缸控制的工具柄上，测量前，所有测头在气缸驱动下同时在各自检测的螺纹孔上定位，然后由系统的可编程逻辑控制器判别被测螺纹孔是否合格。为了保证测头精确对准，并保护测头不被损坏，可对测头与被测工件之间导电率的变化进行监控，一旦发现问题，系统将提醒操作者对测头进行调整。 电涡流在线高速检测 电涡流检测技术的最大优势是它的检测速度和多功能性。电涡流检测系统非常适合用于在线测量，它可对刚完成加工的每一个零件实行完全检测，在1/10秒的时间内即可准确判定加工质量是否合格。此外，电涡流检测可与其它工序同步进行，从而节省辅助工时。 由于电涡流检测系统的测量对象是被测工件材料的导电率，因此测量时系统对测量环境条件要求不高，巴氏硬度计http://www.bashiyingduji.com 被测零件上附着的冷却液、润滑油、水和灰尘均不会影响系统正常工作。但应注意，由于电涡流测头对材料状态十分敏感，因此测量时被测零件上不能有切屑，为了获得最佳检测效果，最好将零件清洗后再进行检测。 电涡流检测技术用于在线检测的另一优势是自动化程度高。检测系统发现不合格零件后会自动报警(如红灯闪亮)，然后将不合格零件自动推出生产线。 电涡流检测的成本
汽车零件制造商在决定是否采用电涡流检测技术时，需要考虑的一个主要因素是被检测零件的批量。为了实现较高的成本效益，被检测零件的数量必须很大。 |
