汽车冲压覆盖件质量检测冲压.doc

本科毕业设计（论文） 汽车冲压覆盖件质量检测 摘 要 汽车覆盖件是质量要求最严格的汽车冲压件，鉴于此其质量检测应得到人们高度重视。但纵观现代汽车业的发展状况，因汽车覆盖件质量问题而产生的经济损失较为严重。本文意在通过对汽车覆盖件的加工工艺及质量要求的分析研究，及对汽车覆盖件工艺过程的常用质量检测技术的比较，并结合个人的社会实践经验，从而得出发动机盖工艺过程的质量检测方案。该方案包括人工表面检测，表面无损探伤和内部无损探伤。关键词：冲压，覆盖件，质量检测方案 Abstract The cover part of Automobile is one of the automotive stamping parts, and the quality requirement of which is very strick. So, we should pay high attention to its quality inspection . But throughout the development of the modern automobile industry, serious economic losses are arising because of the quality problems of the cover part of automotive.This article is intended to analyze the processing technology and quality requirements of the cover part of automobile, compairs the common quality testing technology of the automobile cover parts craft processing, and combines the social experience of individuals, arrives at the quality testing program of engine cover craft processing . The program contains the false surface testing, the surface non-destructive testing and the inside non-destructive testing. Key Words: stamping , Automobile cover , quality testing program 目 录摘要 Abstract 第一章 绪论 11.1 课题研究背景 11.2 国内外发展现象 11.3 课题研究目标和课题意义 2 第二章 汽车覆盖件的加工工艺及质量要求 4 2.1 汽车覆盖件的工艺过程概述 4 2.2 汽车覆盖件工艺过程的质量要求 4 2.2.1 表面质量要求 4 2.2.2 内部质量要求 62.3 本章小结 7第三章 汽车覆盖件工艺过程的常用质量检测技术 8 3.1 人工检测 83.2 常用的无损探伤技术 93.2.1 线阵CCD扫描检测技术 93.2.2 超声兰姆波检测 11 3.2.3 超声纵波喷水检测技术 13 3.2.4 漏磁检测技术 143.3 工业常用检测技术的对比分析与总结 153.4 本章小结 16第四章 汽车发动机盖的工艺过程及质量检测 174.1 工艺过程的概述 174.2 工艺过程的质量要求 17 4.2.1 落料线上的表面质量要求 17 4.2.2 冲压线上的内部和表面质量要求 174.3 工艺过程检测要求 184.3.1 落料线的表面检测要求 184.3.2 冲压线的内部检测要求和表面检测要求 18 4.4 工艺过程质量检测的方案设计 184.4.1 落料线的检测方案 184.4.2 冲压线的检测方案 20 4.5 本章小结 22 结 束 语 23 参考文献 24 致 谢 25 第一章 绪论1.1 课题研究的背景汽车的覆盖件都是质量要求最严格的汽车冲压件，这类零件不允许冲压后进行较大的修整，而且在表面喷涂后不能出现任何缺陷和不足。实际生产中，每年都有大量不良冲压覆盖件流到后工序，导致机械产品总体质量水平下降和严重的经济损失。覆盖件坯板常常由于卷材在吊运、海运、陆运时的碰撞、摩擦和淋雨，仓储时受潮，落料时灰尘污染，落料线清洗机清洗油不纯等原因，导致坯板表面出现了夹杂、麻点、锈斑、压痕、压印等缺陷，这些缺陷影响了坯板外观和成形性能，更重要的是降低了抗腐蚀性、抗磨性、疲劳极限等使用性能;而由于不能及时发现坯板存在的缺陷，造成冲压产品的报废，浪费材料增加了成本且生产效率也受到较大影响。因此，对冲压件坯板在落料线上检测己就变得至关重要了。在实际生产过程中，对于坯板表面的检测，本人所在单位落料线采用目视观察和油石打磨。实践证明，由于检测精度和检测速度等方面的限制，目前这些检测方法很难胜任冲压件坯板的在线检测。众所周知，金属薄板的生产工艺决定了其内部最易存在的缺陷类型为平行于材料表面的分层性缺陷。由于分层严重影响板材的强度，冲压成品焊接时若板材受到垂直于表面的拉应力，分层会在焊接过程中被撕裂。目前，本人所在单位冲压线的检测方法也是目视检测和油石打磨，粗糙的检测带来的结果是在实际生产中常常出现因分层而报废的现象，所以必须在冲压线上对冲压前的坯板进行内部探伤。随着无损探伤技术的深入发展，超声兰姆波检测、超声喷水检测、线阵CCD扫描检测、漏磁检测、涡流检测等技术变得越来越成熟。本文旨在通过开展对落料线上坯板质量检测和冲压线上冲压件质量检测的研究，作出合理的检测方案，实现对汽车冲压覆盖件质量管理，提高冲压覆盖件的质量和生产效率。1.2 国内外发展现状无损探伤技术在汽车用薄板上的应用是近十年国内外工业界的一个热点，其发展也是日新月异。在日本，超声探伤装置已广泛使用（表1.1）。1999年,日本NKK首次将“DeltaEye”系统引入到福山厂2号连续热浸镀锌生产线上，用于改善汽车外板用镀锌板的质量1 秀平. NKK福山厂连续退火生产线安装了“DeltaEye”表面检测系统N. NKKNews,2002(8).。2002年，日本NKK公司成功采用带钢表面裂纹自动检测装置。检测装置采用了一种两极分化光源和三个摄像仪，可识别钢带表面的反射光，记录图像数据，进而识别这种反射光。该装置可100地检测出钢带表面的细小裂纹，并自动标记。2000年，CEA (法国原子能委员会)在国际无损探伤技术交流活动中，展示了新开发的“SPARTACUS”系统，其主要特征是通过工作台利用超声波的收集扫描分析资料，可连续350Ko/s的高速大规模处理数据， 而且排除了汽车用薄板材料微粒发出的噪声，大大提高了信号与噪声的比例，能进行各种深度下的无损探伤。在国内工业界，无损探伤技术在薄板上的应用也逐渐受到人们的重视。1999年宝钢成立了表面检测项目组，先后开发出了带钢表面质量在线检测系统、高速带钢多功能检测系统和针孔检测系统。宝钢带钢表面质量在线检测系统对高速运行的带钢实施非接触实时在线表面缺陷检测并进行智能分类，是国内第一套自主研发并投入生产使用的冷轧带钢表面检测系统。宝钢高速带钢多功能在线检测系统是宝钢自主开发的适用于轧机出口高温、高湿、污染、震动等恶劣生产环境的视觉检测系统。该系统在速度高达1800m/min的生产线上，对直径大于1mm的孔洞，开口深度大于2mm的边裂的检测精度达到100%，同时对带钢表面常见缺陷在线检出率达到99%，缺陷分类准确率达到80%以上。宝钢针孔检测系统主要用于检测冷轧薄板表面的微小缺陷，系统对直径大于等于15m的针孔的检出率达到99%以上，边缘盲区小于等于1mm。表 1.1 日本汽车用薄板超声波探伤装置 序号厂名型式探速/min处理能力/块投产时间/年制造厂处理钢板尺寸/mm1名古屋脉冲反射60250002001三菱电机0.665502500c2福山脉冲反射60200002001帝国通信0.665502000c3加古川脉冲反射50120002002东京计器0.665502200c4君津脉冲反射 5560303002005三菱电机0.664802500c5鹿岛脉冲反射60340002006三菱电机0.565002500c无损探伤技术在汽车用薄板上的应用越来越广泛，但还有许多汽车制造企业还没有利用这一先进的技术。本人所在单位里，汽车冲压覆盖件的质量检测技术不够完善，因此来探索和研究本课题。1.3 课题研究目标和课题意义近两年单位分别出现了汽车覆盖件落料线不良2.01%和2.10%、冲压线3.04%和2.96%、装配线3.20%和3.16%，从以上不良数据可以看出，不良率到下一工序有增加的现象。对覆盖件钢板的常见缺陷作出分析，发现检测技术的不完善是造成不良率上升现象的原因。本文对人工检测的检测范围作详细分析，并对常用工业无损检测技术的原理、发展、特点、应用范围等进行对比分析，找出最合理最能满足质量要求的检测技术，实现多层次质量检测的方法，能够在较高程度上发现汽车覆盖件坯板和冲压成品的各类质量问题。同时，设计出发动机盖工艺过程的质量检测方案，提高发动机盖检测的准确性和全面性。 第二章 汽车覆盖件的加工工艺及质量要求2.1 汽车覆盖件的工艺过程概述汽车覆盖件的加工过程大致如下：卷材落料堆垛运输（冲压线）仓储清洗冲压成型。在落料过程中，由起重机将卷料放上卷料备料台，然后装载到上料小车上，上料小车运行到开卷机，上料小车回位后，完成卷料与整线的对中，穿带结束后，料带经过四辊式送料机组进行料头剪切，进入清洗机进行料带的清洗；经过清洗后的料带进入校平机组；被校平后的板料进入地坑，形成一个缓冲带（补偿环），以补偿卷材在开卷校平部分连续运行和进入落料切断冲模时的间歇动作的速度差。在地坑的一侧，装有光电反射器，当卷材下落到地坑时，反射器给出信号使驱动开卷装置的电机停止工作，卷材进给中断；经过几次落料切断后，地坑中的卷材逐步上升到一定程度，光电反射器发出信号，使驱动开卷装置的电动机起动，恢复卷材进给，开卷校平；从地坑上来的板料进入落料压力机进给的装置；落料压机落料及堆垛。 在冲压成形过程中，钢板的成型都是借助模具对薄板施加外力所引起的结果。一定力的作用方式和大小，都对应着一定的变形。不论采用什么样的成形方式，冲压成形件所要求的几何形状，都是通过钢板在冲压成形过程中的塑性变形来完成的。根据冲压成形过程中钢板变形区的应力、应变的不同，可将零件变形划分为拉伸、压缩、弯曲、扭转等多种成形方式2 姚贵升,景立媛.汽车用钢应用技术M.北京：机械工业出版社，2007:179.。 2.2 汽车覆盖件工艺过程的质量要求由于不能及时发现坯板表面存在的缺陷，造成冲压产品的报废，浪费材料增加了成本且生产效率也受到较大影响，所以落料线上的质量检测是最重要的，必须对坯板进行表面检测。分层缺陷是薄板最危险的缺陷，生产现场必须对坯板进行内部探伤。经过检测合格的坯板进行冲压成型，因表面缺陷引起不良而报废时有发生。因此，对冲压成品的检测我们也需要进行表面的探伤。2.2.1 表面质量要求覆盖件坯板的表面质量要求与冲压成品表面要求相似，坯板需要无划伤、无麻点、无压印、无压痕、无锈斑、无夹杂等；冲压成品需要无划伤、表面光洁、无压痕、无夹杂、无锈斑、无麻点等。（1）划伤图2.1 划伤划伤是最常见的表面缺陷（图2.1）。划痕起着缺口的作用，变形时引起应力集中，因而导致零件冲压开裂，划痕越深，缺口作用越明显；划痕越长，缺口作用的区域就越大，即使是微细的划痕，也可能成为零件冲压开裂并迅速向金属内部渗透裂纹的起始点，同时又有可能成为零件疲劳断裂的潜伏因素。图2.2 表面脏污实践证明，零件冲压成形时，如果钢板表面存在着划痕，并处于零件变形部位，包括拉延和弯曲变形的部位时，势必沿着划痕开裂。划痕有多长，零件就有多长，甚至沿着划痕处向表面无划痕处扩展。划痕越深，零件的裂口就越大，实为零件冲压开裂的一个原因。 （2）表面脏污 覆盖件冲压成品表面的光洁度是指覆盖件冲压成品表面受污染的程度（图2.2），表面的残留物会降低外耐腐蚀性同时会给表面磷化带来影响，进而影响车身漆膜的附着力。（3）麻点 图2.3 麻点缺陷的表面低倍形貌 “麻点”（图2.3）3 李亚东,江社明,等.热镀锌钢板镀层表面麻点缺陷的产生原因及预防措施J.腐蚀与防,2009,30(12):917-920.的产生是由于钢和杂质的塑性不同，在冲压或通过夹送辊时杂质被轧入钢板表面的细小颗粒，结果钢板表面呈现满布的“麻点” 。“麻点”以独特的形状并具有促使污垢聚集的作用，使钢板表面质量恶化，对于要求具有良好表面质量的汽车覆盖件是很不利的。 图2.4 压痕 （4）压痕 覆盖件表面压痕（图2.4）是运输时碰撞造成的缺陷，压痕的出现大大影响了覆盖件的外观，对于外观要求严格的覆盖件，这是不允许的。 （5）压印图2.5 压印 由于辊面受损或有异物黏结导致在钢板上周期性地出现压印（图2.5），其形状，大小基本相同。其周期(L)与辊子直径(D)的关系为:L=D（为延伸系数）。压印也是严重影响覆盖件外观的因素之一，必须杜绝其出现4 鲍文华.汽车外覆盖件钢板表面缺陷及改进J.轻型汽车技术，2004（8）:21-23.。 （6）锈斑 图 2.6 锈斑仓储时湿度大、卷材包装损坏、长期在库等都是钢板生锈的原因。锈斑（图2.6）会降低覆盖件表面喷涂时油漆的附着力或者磷化处理的质量。同时，钢板表面的锈斑增大了焊接时的电阻，容易引起焊点烧穿或焊接不牢，直接影响焊接质量。 2.2.2 内部质量要求金属薄板的内部缺陷主要是分层（图2.7），薄板中的分层由于板材中的缩孔残余、开口气泡和夹杂物等在轧制过程中被轧扁而形成。当薄板受到垂直于表面的拉应力时，分层会严重影响薄板的强度，如图2.8所示。若焊接坡口处有分层存在，它会促使焊缝产生缺陷。如果焊接应力与分层的平面垂直，即使分层并不在坡口处开口，也会在焊接过程中被撕裂5 吴时红,何双起,等.金属薄板超声无损检测J.宇航材料工艺,2007,(6):124-126.。因此，覆盖件坯板要求无分层缺陷。 图2.7 分层 图2.8 金属薄板中分层缺陷2.3 本章小结本章介绍了覆盖件加工过程，大致如下：卷材落料堆垛运输（冲压线）仓储清洗冲压成型。并对覆盖件的质量要求作出分析，确定了最终的质量要求。 第三章 汽车覆盖件工艺过程的常用质量检测技术 3.1 人工检测表3.1 人工检测的检测范围人工检测，即利用肉眼观察，油石打磨观察。这种人工检测方法的检测范围如表3.1所示。 检测对象检测范围不良缺陷图片卷材撞伤、锈斑图3.1、图3.2落料线上的坯板划伤、麻点、压印、压痕、锈斑等图2.1/2.3/2.4/2.5/2.6冲压线上的坯板外周撞伤、锈斑图3.3、图3.4冲压成品划伤、麻点、压印、压痕、锈斑、表面脏污图2.1图2.6图 3.2 卷材锈斑图3.1 卷材撞伤 图 3.3 坯板撞伤 图3.4 坯板锈斑表3.1中，对落料线上坯板的检测虽能检测出常见表面缺陷，但人工检测具有以下突出的弊端，即抽检率低，不能100% 反映坯板表面质量；实时性差，远不能满足在线高速的生产节奏。此外，人工检测不能发现坯板的分层缺陷。这样，我们必须想出更好的方法去完善质量管理工作。3.2 常用的无损探伤技术从检测技术的观点看，无损探伤有如下一些特点:（1）检测对象形式多样，从连铸板坯到各种型号的冷、热轧带钢和各种机械零件，因此检测机理具有多样性。（2）表面缺陷的种类随着加工工序的延仲呈现逐渐增加的趋势，而且不同缺陷类别之间的光学、几何和电磁等特性参数各异，增加了检测的难度。（3）针对大量微细的缺陷，要求检测系统的分辨力和灵敏度高，高速的生产节奏决定了检测系统的高实时性的特点。 因此，对检测坯板的表面缺陷和内部缺陷的无损检测技术提出了很高的要求。下面介绍几种常用的无损探伤技术：它们能进行坯板表面和内部的在线检测，与人工检测相比有了较大的提高。3.2.1 线阵CCD扫描检测技术（1） 线阵CCD扫描检测原理固体摄像器件CCD检测原理6 胡亮,段发阶,等.基于线阵CCD钢板表面缺陷在线检测系统的研究J.计量学报,2005,26（3）:200-203.（如图3.5）是用特殊光源以一定方向照射到钢板表面上，CCD摄像机在带钢上扫描成像，扫描所得的图像信号经过图像采集卡输入计算机，通过图像预处理、二值化、确定检测区域等处理方法后得到钢板表面缺陷的二值图像，提取二值图像中的几何特征参数，然后再进行图像识别7 McManus G JAutomatic surface inspection of steel sheetJIron and Steel Engineer，1996，(73)：5658，判断出是否存在缺陷。 图3.5 线阵CCD扫描检测系统原理图（2） 视觉检测技术的发展随着本世纪60年代激光技术、CCD技术的相继问世和计算机技术的飞速发展，机器视觉技术应运而生，并迅速在工业无损检测领域推广普及，有效拓展了无损检测技术的应用范围。机器视觉技术应用于钢板表面缺陷在线检测的机理是绝大多数表面缺陷的光学特性之间存在着明显差异。70年代中期日本川崎公司开始研制镀锡板在线检测装置，先后采用了斜交激光扫描系统和平行激光扫描系统进行钢板表面缺陷检测，并针对特定缺陷(如周期性缺陷)的信号处理问题采用了自相关技术和 Fractal分析方法。1988年美国Sick光电了公司研制成功平行激光扫描检测装置，检测原理如图3.6所示，低功率He-Ne激光器发出的激光经过反射镜投射到一个高精度的多面体棱镜表面，通过多面体棱镜的旋转运动产生垂直于带钢运动方向的横向扫描。光线经多面体棱镜反射后通过远心光路系统投射到带钢表面，带钢表面反射和散射的光线被光接收装置接收并由光电倍增器完成光电转换后，传输至后级计算机系统，完成图象信号处理和缺陷识别任务。Sick系统可检出40多种表面缺陷。 图3.6 Sick激光扫描检测原理1.激光或白色光源 2.旋转棱镜 3.抛物面镜 4.扫描光线出射窗 5.带钢 6.光接收棒 7.光电倍增管在美国能源部的资助下，Honeywell公司于1983年开发出采用线阵CCD器件的连铸板坯表面在线检测装置。通过增加CCD芯片的有效象元数和提高其帧转移速率，并采用先进的数字图象处理部件，该装置能可靠地检出针孔等微细的表面缺陷。1986年，Westinghouse公司和 Eastman Kodak公司在美国钢铁陇会(AISI)的资助下，分别研制出各自的带钢表面缺陷在线检测系统，其中Westinghouse系统在最高带速和最大带宽下可提供0.7mm2.3mm的纵、横向缺陷分辨力。此外，为满足轧制带钢表面在线检测中高速数据处理的需求，意大利和美国的多家公司都相继研制出专用的计算机处理系统。90年代以来，进一步完善和提高机器视觉检测系统的自动化功能(缺陷自动分类等)及实用化水平己成为研究热点，其中前者的应用研究最多8 吴平川,路同浚，王炎.钢板表面缺陷的无损检测技术与应用J.无损检测，2000，22（7）:312-315。视觉检测技术经过几十年的发展，技术正逐步成熟，功能不断完善。（3） 线阵CCD扫描检测的特点及检测范围线阵CCD扫描检测系统通常由LED光源,明暗域结合成像光学系统、高速高分辨率线阵CCD器件、FPGA 嵌入式处理系统和缺陷自动分类子系统等组成。系统能对钢板表面的麻点、夹杂、压印、划伤和压痕等常见缺陷进行无损检测,并基于Bayes 决策理论,实现缺陷的自动分类功能9 王志成,吴壮志，等.钢板表面缺陷检测系统的设计与实现J.计算机工程与科学,2009，31（1）:61-65.。这类系统在实验室检测指标一般为:宽度最大为1800 mm ,运行速度不大于1.5 m/ s ,振动幅度小于1 mm ,横纵向检测分辨率为0.8 mm0.8 mm ,尺寸检测误差不大于1mm。（4）线阵CCD扫描检测技术总结线阵CCD扫描检测是一项世界先进的表面检测无损检测技术，经过几十年的发展，技术成熟。能检测出麻点、夹杂、压印、压痕和划伤等常见表面缺陷，横纵向检测分辨率达到0.8mm 0.8mm，尺寸检测误差不大于1mm。可以说，线阵CCD扫描检测是一种全面、准确、高效的表面检测技术。3.2.2 超声兰姆波检测（1） 超声兰姆波检测原理兰姆波10 张万岭，陈志强.铝合金薄板异型结构的超声波检测技术J.无损检测，2006，28（4）:192-194.又称板波，是超声纵波倾斜入射到薄板中引起共振而形成的波。如图3.7所示，可推导出 （1） 式中 透声材料中纵波的入射角 图3.7 兰姆波波型的产生与换能器入射角度关系透声材料中纵波的波速 薄板中兰姆波的相速度兰姆波分为对称型(S型)和非对称型(A型)两种(图3.8)。其产生和传播的速度是与检测对象的介质性质、波的频率 f 及薄板的厚度 d 的乘积 fd 相关的。其相关的波动方程如下 S模态 （2） (a) 对称性A模态 (3)（b）非对称性 图3.8 兰姆波 式中为薄板中横波的波速。图3.9 相速度、兰姆波模式与f d的关系从公式(1)(3)可以看出，在入射角不变或f d不变的情况下，其适用的范围和产生的兰姆波的模式是不同的，其相速度与f d以及入射角度与f d的关系如图3.9和3.10所示，因此需要通过试验来选取最佳的检测模式。薄板的检测主要采用脉冲反射法11 Jun-Youl Lee Hierarchical rule based classification of MFL signals obtained from atural gas pipeline inspectionJIEEE，2000，0-769506 194/00:7176，使用一个探头兼作发射和接收探头。换能器(探头)发出的超声波在板中激发的板波在传播过程中遇到缺陷或端面而产生反射波，被传感器接收后在示波屏上显示出缺陷波和底波的位置和幅度。 图3.10 入射角度、相速度与f d的关系 （2）超声兰姆波探伤发展概况兰姆波的发现是在1917年，英国力学家HLamb按平板自由边界条件解波动方程，得到了一种特殊的波动解，后人把这种波动命名为兰姆波以纪念它的发现者。40年代末，美国人F.A.Firestone(此人也是超声探伤的发明者)首先将兰姆波应用于薄板探伤。后来美国人D.C Worlton，日本无损检测学会，日本科学家尾上守夫，德国科学PHoller都对兰姆波进行较为深入的研究。我国航空材料研究所李家伟等也对兰姆波探伤进行了广泛地研究。尤其是中国科学院声学研究所应崇福、张守玉和沈建中用光弹方法对兰姆波的应力分布，进行了直接观察，这是世界上首次对兰姆波的应力分布进行直接观察。他们还对兰姆波传播与散射进行了观察和研究12 李申.超声兰姆液探伤研究与应用J.机械设计与制造，2001,(6):85-87.。（3）超声兰姆波探伤的特点及检测范围超声探伤是目前最常用的探伤方法之一，超声探伤最常用的波形是纵波和横波。可是对于薄板(尤其是厚度2mm以下的薄板)，无论是横渡探伤或是纵波探伤都很困难。第一是速度慢效率低，第二是虽然原理上可行，但实际做起来比较困难第三是探伤的效果即缺陷反应不够理想。兰姆波探伤刚好弥补以上这些缺点，特别适合薄板探伤。它的优点是探伤距离远，能达到0.5米甚至1米，因此探伤效率高，速度快，第二是薄板能检测出薄板常见的分层缺陷13 刘镇清.无损检测中的超声兰姆波J.无损检测,1999，21（9）:409-413.。 （4）超声兰姆波探伤总结 从特点与应用范围看，兰姆波检测有很多优点，如探伤距离远、效率高、针对性强。从发展上看，兰姆波用于金属薄板的无损检测虽已有数十年的历史，并已取得了不少进展，但还存在着许多尚未解决的问题，如分层对兰姆波的散射机理，如何选择最佳探伤参数，如何克服有时可能发生的分层漏检，如何对缺陷进行定性、定量分析以及人工缺陷的选型等，这些也可能就是国外至今尚未制订有关标准的原因。国内虽已先后制订了两项国标和一项专业标准，但并不能说明这些问题都已得到妥善解决。3.2.3 超声纵波喷水检测技术（1）超声纵波喷水检测原理超声纵波喷水检测系统由机械传动机构和水箱,超声C扫描控制器,超声波C 扫描探伤仪以及PC微机系统四部分组成。在检测时,数据的获取、处理、存贮与评价都是在每一次扫描的同时由计算机在线实时进行。共有两个信号输入计算机进行处理:一个是来自水箱上探头位置的信号,一个是来自超声波探伤仪的描述超声波振幅的模拟信号。这两信号经过A/D转换,信号数字化后输入计算机,然后由扫描模式产生一个确定其尺寸的数据阵列,图形显示在这个区域范围内。数据阵列里的每个点在显示器上显示为一个象素。图像用8种颜色显示。这8种颜色也就是指定波形的振幅,通常用dB 数表示。在每一次扫描结束时,计算机可通过软件自动完成对每一种颜色和显示的百分比面积的象素计数。对显示出来的扫描图像都可以作出相应的解释,对缺陷进行评定。 （2）超声纵波喷水检测技术的发展 超声纵波喷水检测是一种根据已有研究结果，开展工程化应用的自动检测技术。该技术通过自动编制自动检测控制软件，使其具有探头和产品运动控制、检测信号采集、存贮与显示的功能，实现对钢板的自动检测。（3）超声纵波喷水检测技术的特点及检测范围传统的超声穿透法检测灵敏度低，无法准确检测出分层缺陷。超声纵波喷水检测技术通过改善检测频率、喷水嘴直径等检测技术参数，提高薄板分层性缺陷的检测灵敏度。超声纵波喷水检测是使用计算机控制超声换能器(探头) 位置在工件上纵横交替搜查,把在探伤距离特定范围内(指工件内部) 的反射波强度作为辉度变化并连续显示出来,可以绘制出工件内部缺陷横截面图形。这个横截面能直观的描绘出缺陷的大小、位置。超声纵波喷水检测系统一般的检测指标为: 厚度6mm，宽度最大为1800mm ,探头扫查速度200mm/s。（4）超声纵波喷水检测技术总结 金属薄板超声纵波脉冲喷水穿透自动检测技术，可有效检测出金属薄板中的分层性缺陷，并可扩展实现对厚度6mm的金属板材的无盲区检测。制订了具有高可靠性的金属薄板超声纵波脉冲喷水穿透无损检测新方法，提高了产品可靠性。 3.2.4 漏磁检测技术 （1） 漏磁检测原理漏磁检测，其基本原理是利用磁源对被测材料进行局部磁化，材料表面出现裂纹或坑点等缺陷时，使局部区域的磁导率降低，磁阻增加，磁化场将有一部分从此区域外泄出来，形成可检测的漏磁信号。在材料内部的磁力线遇到由缺陷产生的铁磁体间断时。磁力线将会发生聚焦或畸变，这一畸变扩散到材料本身之外，即形成可检测的磁场信号14 罗志勇,刘栋玉,江涛，等.新型冷轧带钢表面缺陷在线检测系统J.华中理工大学学报，1996，24(1): 75-78.。采用磁敏元件检测这一漏磁场便可获得有关缺陷信息。因此漏磁检测就是以磁敏电子装置与磁化设备组成检测传感器，将漏磁场转变为电信号提供给二次仪表。（2）漏磁检测的发展漏磁检测在工业上的应用，是自1947年Has-tings设计了一套漏磁检测系统以后开始的，这套系统使原先磁粉探伤不能检查的钢管等内表面和近表面缺陷检出成为可能。1950年，FSerster把管材和棒材的漏磁检测方法引入了工业应用中，用于焊缝和管、棒体的探伤。1957年后出现了大口径管材漏磁检测系统TUBOTEST，它是采用中心导体通电磁化；随后出现了用于钢板探伤的TUBOMAT，采用磁轭法磁化。近年，清华大学的黄松岭、赵伟、宋小春研究出大面积钢板缺陷漏磁检测方法，这种方法能有效判断钢板的局部磁化饱和状态，因此可以对漏磁探头的磁路参数进行优化；同时，利用由磁敏感元件错位阵列组成的探头来测量漏磁场，可以防止漏检，从而提高了测量的覆盖范围和空间分辨率，保证了大面积钢板表面缺陷的检测精度15 MakiH，Tsunozaki Y，Matsufuji Y.Magnetic online defect inspection system for strip steelJ.Iron and steel Engineer.1993,70(1):66-73.。漏磁检测的应用范围正不断扩大，检测更准确更全面。（3）漏磁检测仪的特点及检测范围 常用的漏磁检测仪包括检测仪主机和传感器16 周舰,等.金属表面裂纹漏磁检测仪研制J.现代科学仪器,2007,(5):54-56.。检测仪主机通过电缆连接给传感器提供所需要的电源，传感器也通过电缆将磁信号送到主机。其中检测仪主机由信号放大及调节电路、传感器消磁电路、ARM9嵌入式系统单元和显示部分、电源及充电电路等组成。图3.11是硬件功能框图： 图3.11 漏磁检测仪硬件电路框图现在常用的磁阻传感器，可检测低至几十微高斯的磁场。这种传感器输出电压小，线性度好，噪声系数低，灵敏度高，很适合弱磁场的检测。漏磁检测仪有较强的可调节性能，对于不同的工件，放大倍数(增益)要求可调节。 漏磁检测仪对零件的表面裂纹、麻点、夹杂很敏感，不仅可以发现与真实情况一一对应的缺陷信号，而且根据仪器自身的软件分析计算可以得出与真实情况基本一致的缺陷信息，如深度、宽度等。仪器的操作方法十分简便的，仪器也适于便携，适用于现场检测；分析功能由仪器自身完成，大大减少了有操作者主观判断带来的误差。（4） 漏磁检测技术总结漏磁检测技术广泛应用于钢铁产品的无损检测，其检测原理是利用漏磁通密度与缺陷的体积成正比的关系，通过测量漏磁通密度从而确定缺陷的大小并对缺陷进行分类。因此，漏磁检测技术可用于在线确定钢板表面微小的非金属夹杂物、裂纹、麻点。3.3 工业常用检测技术的对比分析与总结为了作出精确的分析，确定最适合检测覆盖件的无损探伤技术，作下表（表3.12）。 表3.12 工业常用检测技术的对比常用技术线阵CCD扫描检测技术超声兰姆波探伤技术超声纵波喷水检测技术漏磁检测技术 技术的成熟度技术正逐步成熟，功能不断完善已有数十年的历史，并已取得了不少进展，但还存在着许多尚未解决的问题是一种根据已有研究结果，开展工程化应用的自动检测技术漏磁检测的应用范围正不断扩大，检测更准确更全面特点及检测范围检测宽度最大为1800 mm 的薄板；麻点、夹杂、压印、划伤和压痕等常见缺陷探伤能达到0.5米甚至1米；能检测出薄板常见的分层缺陷。 能绘制分层缺陷横截面图形；厚度6mm，宽度最大为1800 mm 的钢板分析功能由仪器自身完成，减少主观判断误差；对表面裂纹、麻点、夹杂敏感精度横纵向检测分辨率为0.8 mm 0.8 mm ；尺寸检测误差不大于1 mm。存在大面积分层性缺陷漏检无盲区检测可检测低至几十微高斯的磁场效率运行速度不大于1.5 m/ s 探伤效率高探头扫查速度200mm/s探伤效率低其它实现缺陷的自动分类功能；成本高检测机理复杂，未能定性、定量分析；成本较高实现对钢板的自动检测；直观的描绘出缺陷的大小、位置。成本较高自动软件分析后，能确定缺陷深度、宽度；成本低经过上表（表3.12）分析，最适合落料线与冲压线的无损检测技术分别为线阵CCD扫描检测、超声纵波喷水检测。由于这两种检测技术分别适合于覆盖件坯板的表面质量检测和内部质量检测，所以，能够在检测手段上比人工检测有较大的提升，实现了多层次质量检测。 3.4 本章小结 本章给分析了人工检测的范围，发现人工检测存在不足之处，需要找出更好的方法去完善质量管理工作。为达到汽车覆盖件工艺过程的质量要求完善质量管理工作，对工业常用检测技术作出对比分析，最终找到了最适合落料线与冲压线的无损探伤技术，实现了多层次质量检测。 第四章 汽车发动机盖的工艺过程及质量检测 从技术成熟度、特点、应用范围、精度、效率看，线阵CCD扫描检测技术和超声纵波喷水检测技术是最适合我单位进行常规表面缺陷检测和内部分层检测的技术。现在，我单位在发动机盖工艺过程中开展质量检测时，还缺少相应的技术手段，所以需要设计一套发动机盖工艺过程的质量检测方案。 4.1 工艺过程的概述 实际生产中，发动机盖的工艺过程如下：卷材落料坯板的表面检测堆垛运输（冲压线）仓储坯板的内部检测清洗机清洗冲压线冲压成品表面检测最终成品。 4.2 工艺过程的质量要求 4.2.1 落料线上的表面质量要求在高炉厂生产中，卷材都是经过检验合格才出货的。可是卷材从高炉厂出厂后要经过吊运、海运、陆运才到落料工厂，途中的淋雨、碰撞、摩擦对