彈簧的表面質(zhì)量對其疲勞壽命有很大的影響，因此對彈簧表面質(zhì)量應(yīng)當(dāng)進(jìn)行仔細(xì)檢測。

 

彈簧表面的一些缺陷，如裂縫、折疊、分層、麻點(diǎn)、凹坑、劃痕及拔絲等，有的是原材料本身的缺陷，有的是彈簧加工過程中造成的。這些缺陷一般可以目視檢測，或以低倍的放大鏡檢測。目視檢測可靠性較差，尤其是裂縫，較難發(fā)現(xiàn)，因此可以采用如下檢測方法。

 

1、彈簧的超聲波檢測

 

彈簧檢測使用的超聲波頻率為2．5MHz或5MHz。超聲波有強(qiáng)烈的指向性，在不同材料的分界面上會產(chǎn)生反射、折射，所以當(dāng)聲波遇到彈簧中的缺陷時，會發(fā)生聲波的反射，根據(jù)接受到的回波信號，就可以判斷和確知所存在的缺陷。

 

進(jìn)行超聲波檢測時，將探頭置于彈簧的端圈，為保證良好的耦合，在探頭和彈簧端圈間加一層機(jī)油。啟動探測儀，在示波器上找到彈簧的頂波和底波，并使頂波和底波在示波器標(biāo)尺上的位置恰好等于彈簧的總?cè)?shù)。當(dāng)彈簧有缺陷時，在頂波和底波之間會出現(xiàn)異常反射波。根據(jù)反射波在示波器上的位置，便可以判斷缺陷的部位。例如彈簧的總?cè)?shù)為10圈，頂波位置在標(biāo)尺刻度零，底波在標(biāo)尺刻度10，缺陷反射波在標(biāo)尺刻度6處，則表明彈簧在第6圈附近有缺陷存在。

 

超聲波檢測中缺陷反射波的大小，并非完全取決于缺陷的大小，還和缺陷的位置有很大關(guān)系。同樣大小的缺陷，當(dāng)與聲波傳播方向垂直時，聲波傳播到缺陷界面時，即被反射回來，因而在示波器上反映出缺陷的波峰***高，而當(dāng)缺陷與聲波傳播方向相平行時，聲波甚至不產(chǎn)生反射，這種缺陷難以發(fā)現(xiàn)。

 

超聲波檢測要求彈簧的表面要光潔，***好能將彈簧滾光后檢測。彈簧拋丸后再檢測，由于彈丸拋射后留下的彈痕對聲波的反射，在示波器上會出現(xiàn)很多反射雜波，難以區(qū)別缺陷反射波。

 

超聲波檢測的優(yōu)點(diǎn)是快速簡便。它的靈敏度取決于它的頻率(或波長)，如果缺陷小于超聲波的波長，則由于衍射效應(yīng)，聲波不產(chǎn)生反射，因而無法發(fā)現(xiàn)缺陷。

 

2、彈簧的磁粉檢測

 

應(yīng)用磁粉檢測可以檢驗(yàn)彈簧表面及淺層的材料缺陷。其方法是將彈簧在磁場中磁化，然后在磁化了的彈簧上噴撒磁粉(可用干粉也可用水或煤油作溶劑的濕粉)，由于在缺陷處磁力線分布不均勻，就會產(chǎn)生磁粉的不均勻堆集，從而發(fā)現(xiàn)缺陷。檢測前彈簧表面應(yīng)清洗干凈，檢測后應(yīng)退磁。

 

磁粉檢測的程序大致為磁化、敷粉、檢查、退磁。

 

（1）磁化 彈簧檢測通常采用直接通電法。將交流電或直流電，通過電極加在彈簧的兩端頭。通電電流500±50A，通電時間0．4—0．5s。應(yīng)注意的是磁場的方向必須與缺陷的長度方向相垂直，否則會影響檢測效果，甚至不能發(fā)現(xiàn)缺陷。用直流電法磁化時，應(yīng)使電流方向與缺陷的長度方向相一致。

 

（2）敷粉 彈簧檢測通常用濕粉，不用干粉。濕粉的配制方法見表1。

 

水懸浮液檢測的效果較油懸浮液好。但彈簧表面不能有油污。熒光懸浮液的效果***佳。探傷用磁粉有760(黑色)、960(紅色)。

 

表1磁粉配制法

 

類別

成 分

配 制 方 法

 

水

 

懸

 

浮

 

液

甘油三油脂酸肥皂 10—20g

 

磁粉 50—60g

 

水 1000mL

先將甘油三油脂酸肥皂放在少量溫水中稀釋，然后加

 

入磁粉。研細(xì)，***后加入水1000mL，甘油三油脂酸肥皂

 

亦可用普通肥皂代替，但均勻性和穩(wěn)定性差

 

油

 

懸

 

浮

 

液

1．60％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))變壓器油＋40％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))煤

 

油在1000mL懸浮液中含磁粉lOOg

 

2．1000mL變壓器油中含磁粉50g

 

 

 

 

 

 

滅

 

光

 

懸

 

浮

 

液

熒光磁粉：

 

磁粉56％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，鐵粉40％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，熒

 

光劑(蒽)4％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，膠性漆每lOOg混合物中

 

為40g

 

水磁懸液：

 

乳化劑4X～5％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))

 

亞硝酸鈉3％～4％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))

 

熒光磁粉在每lOOmL液體中為15～20g

各種粉的粒度為3～μm，先將配好的磁粉用水調(diào)制，

 

加入乳化劑和亞硝酸鈉

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

（3）檢查 用目視觀察。必要時可放在放大鏡下檢查。螢光磁粉可在紫外線下檢查。

 

（4）退磁 彈簧經(jīng)磁力探傷后是否要退磁，可在退磁前一般用大頭針檢驗(yàn)，如被彈簧吸起，則應(yīng)作退磁處理，否則無需退磁。彈簧退磁可用退磁器。

 

磁粉檢測具有設(shè)備簡便，操作方便，檢測靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是檢查難以實(shí)現(xiàn)自動化，需人工檢查，容易受到檢查人員精神狀態(tài)和視力的影響，用熒光磁粉在這方面的影響要小些。磁粉檢測雖可直接辨認(rèn)缺陷的性質(zhì)和缺陷大小，而不能定量地判斷缺陷的深度。經(jīng)試驗(yàn)表明，在正常情況下，可檢出的缺陷極限尺寸見表2。

 

表2 磁粉檢測可檢出的缺陷極限尺寸

 

裂紋寬度

裂紋深度

裂 紋 長 度

 

／μm

／μm

≤lmm

>2mm

 

1

10

50％可檢出

100％可檢出

 

 

 

 

3、彈簧的滲透法檢測

 

滲透法檢測的基本原理是將被檢測的彈簧浸涂某些滲透能力強(qiáng)的溶液(滲透液)，使其滲入表面開口的缺陷中，然后將多余的滲透液除去，再在表面涂一層顯現(xiàn)劑，此時缺陷中殘存的滲透劑被吸出，在紫放線(熒光法)下觀察或直接觀察，就能發(fā)現(xiàn)缺陷的存在。滲透檢測法既可適用于鐵磁材料彈簧的檢測，也可用非鐵磁材料如銅合金和奧氏體不銹鋼彈簧的檢測。

 

（1）浸油檢測 對于鋼絲直徑大于8mm的彈簧，可以采用浸油方法。將表面已經(jīng)清洗過的彈簧浸在煤油中，或50％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))煤油和50％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))20號機(jī)油的混合油中，浸泡20min左右(適當(dāng)提高油溫，可以縮短浸泡時間，但油溫以80℃為限)。浸泡時，油就會滲入裂縫等缺陷中，將浸油后的彈簧進(jìn)行噴砂處理使油全部清除后，檢查彈簧表面，就能鑒別出有裂紋的彈簧。

 

（2）螢光檢測 螢光檢測適用于大彈簧，亦適用于較小的彈簧，方法與浸油檢測相似，僅是將油改為含有熒光粉的滲透劑。熒光物質(zhì)在近紫外線照射下顯示出明亮的色彩跡痕，因此很易發(fā)現(xiàn)裂紋或其他開口缺陷。由于滲透劑苯有毒，應(yīng)加以防護(hù)。

 

（3）著色法檢測 它是由清洗液、滲透液和顯示液三種溶液所組成。使用時先將被測表面用清洗液洗凈，然后將滲透液噴射到彈簧的檢測部位，稍等片刻，待滲透液滲入缺陷，然后再用清洗液清理表面，***后把顯示劑噴射到彈簧表面，缺陷就可顯示出來，為了使缺陷醒目顯示，一般滲透液為紅色。

 

滲透法探傷能發(fā)現(xiàn)寬度為0．0lmm的缺陷，操作簡單，使用方便。但缺點(diǎn)是效率低，溶液不能回收，成本較高，且只能發(fā)現(xiàn)表面開口的缺陷。