QASS系统裂纹能量值考察与设定优化..docx

QASS系统裂纹能量值考察与设定优化摘要：轴类零件在热处理后的校直过程中，因受压力作用存在产生校直裂纹的风险，传统上手工校直无法监控裂纹的发生，只能通过校直后的磁粉探伤来检查裂纹。当前先进的自动校直机配备QASS系统能够在线监测裂纹的产生，当裂纹能量值超过某个设定值时即判该零件有裂纹，隔离甩出。通过对QASS系统裂纹能量值记录信息的研读，结合裂纹零件的磁粉探伤结果建立数据库，考察QASS和裂纹的对应关系，达到根据不同结构零件设定不同裂纹能量值的目的，提高校直合格率的同时，降低了校直裂纹的风险。关键词：校直;裂纹;QASS;探伤;能量值;优化校直裂纹问题的提出轴类零件在热处理后存在一定的变形，这种变形会影响后续外圆和齿面的加工，导致零件磨不光，因此需要在热处理后对轴类进行校直。校直的过程一般是先检测指定位置相对中心孔的变形量，然后选择校直点施加一定压力，使零件该点发生一定形变达到变形量合格的目的。为防止零件在卸除压力后反弹，通常施加的压力要使零件发生塑性变形，把零件的“高点”压成“低点”，即“过往矫正”，“低点”发生的向下变形可以和零件卸除压力后的反弹互相抵消一部分，零件就可能形变合格，如图1、图2、图3所示。当零件承受的拉应力超过材料的抗拉强度时就会有裂纹产生，如图4所示。所以只要是校直过程，就有受压力作用存在产生校直裂纹的风险，而传统上手工校直无法监控裂纹的发生，当听到金属断裂声时零件已经产生了目视可见的裂纹。A高点图1 压力A低点图2相对于手工校直，目前先进的自动校直机都配备在线裂纹检测装置，德国QASS公司的在线裂纹检测仪就是其中的代表。它工作的基本原理金属受拉应力产生裂纹时会发射出声波，声波沿金属传播，通过在压头上附着的探头被动式接收金属断裂声波，耦合转换为电信号，当信号强度超过设定值时即判断零件产生了裂纹。这个信息传递给校直系统发出指令，产生裂纹的零件被机器甩出隔离，通过这种方法筛分有无裂纹的零件。QASS系统拥有**优势，但是存在一个基本性的问题——设定值如何确定？我公司数套QASS系统，分布在不同的校直机上，校直不同的零件，其裂纹能量值均为初始状态值50，如图4。该值为厂家设置，只能代表厂家积累的零件类型，因此通过研究QASS系统裂纹能量值与裂纹的对应关系来合理设置能量值，可以达到降低裂纹率的效果，降低校直裂纹的风险。QASS系统裂纹信息连接QASS与电脑的端口，使用CisAnalyzer软件读取QASS记录的裂纹信息，如下图所示,本文研究的对象即是该图谱,包含振幅和能量值两部分。考察试验的范围和设计本文考察的试验范围为变速箱中间轴和输出轴（占裂纹率比重达90%以上），每个品种每次试验的样本量原则上大于30件；设计的试验思路为通过记录校直裂纹零件的发生时间与QASS记录的时间比对，建立裂纹零件与QASS图谱的对应关系，再使用探伤、剖检的手段验证零件是否有裂纹，如果没有发现裂纹，则上调能量值继续验证，整个试验过程中只要发现一件有裂纹，则试验停止，能量值调回上一轮，且该QASS图谱纳入有裂纹的图谱范围；试验的基本方法为校直+探伤+剖检；考察试验的过程4.1非典型裂纹图谱的验证4.1.1验证实施过程通过对1283个QASS图谱的分析，筛选出4个非典型裂纹图谱，如图所示，这些图谱有以下几个规律：发生频次不高，4个图谱总共计数131，约占比例10.2%；不分零件品种连续发生，在一段时间内集中出现这样的图谱，即使切换了不同零件和程序，记录的图谱总是相似的；持续时间不长，相对于其他类型的图谱，这些图谱发生的时间段跨度不长，一般发生在1-2个班次，最长持续1-2天 根据上述规律，我们认为这4个图谱应当是受环境、机械、电气等方面的干扰而生成，并非零件产生了裂纹导致。因为发生频次较低，4个图谱总共收集了42件（涵盖输入轴、中间轴和输出轴），能量值最小57，最大301。经磁粉探伤未发现零件有裂纹，渗透着色法探伤也未发现裂纹，考虑到零件留有校直的应力，零件经高温回火后再次磁粉探伤仍未发现裂纹（见表）选取能量值最大的三根零件剖检，在最容易产生裂纹的沟槽处切8块样，检查是否有裂纹，如图所示计剖检3个零件，取样3X8=24块，检查24*2=48个切面，均未发现裂纹（见表）4.1.2验证的结论根据试验的结果，4种图谱对应的零件都没发现裂纹，说明这些零件校直时并没有裂纹产生，QASS记录到的信息实际上是环境、机械、电气等方面的背景噪音或异常声源，由此我们得到两个结论：上述4种图谱为非典型裂纹图谱，零件并没有裂纹，这些图谱对应的零件是合格品；上述4种图谱产生的原因与校直过程有很大关系，发现这种图谱时，可以重点检查校直工作台的工装、导轨、压头、探头等的位置间隙、磨损变形、润滑保养的情况，以减少背景噪音的干扰。4.2典型裂纹图谱的