[发明专利]点阵式热传导测温无损裂纹检测法

说明书

技术领域

本发明涉及一种裂纹检测方法，尤其涉及一种无损裂纹检测方法。

背景技术

机器零部件中最严重的缺陷是出现裂纹。裂纹产生的原因是多种多样的，主要有以下几种：

第一，在制造阶段由原材料产生的裂纹；

第二，加工制造阶段产生的裂纹；

第三，设备在使用中发生的裂纹。

检查这些裂纹通常使用无损检测法，可是，要想判断这些裂纹是有害还是无害都相当困难。一旦产生漏判，运行的机件上产生裂纹的扩展就会对生产安全运行造成很大威胁和严重后果。

现有表面检测裂纹技术主要有如下几种方法： 

1、渗透法：

渗透探伤是在金属表面涂上具有浸透性的某种有色液体，擦拭以后，由于在裂纹中残留有液体，故能显示出裂纹。

2、磁粉法：

此法是利用磁粉的细粒，在进入由于裂纹而引起的漏磁场时，就会被吸住留下，由于漏磁场比裂纹宽，故积聚的磁粉用肉眼容易看出。

3、涡流检测法：

此法是利用涡流裂纹探测器进行的。其原理是探测器接触裂纹时，使探测器线圈的阻抗减弱而取得电压上的变化，即在仪器刻度盘上显示出相应数值或发出报警声。同样还能利用涡流法来测量裂纹的深度值。

4、射线探测法： 

在设备监测中，常用易于穿透物质的χ、γ射线。当射线在穿透物体过程中，由于受到吸收和散射，使强度减弱，其衰减的程度与物体厚度、材料的性质及射线的种类有关，因此当物体有气孔等体积缺陷时，射线就容易通过。反之，若混有吸收射线的异物夹杂时，射线就难以通过。用强度均匀的射线照射所检测的物体，使透过的射线在照像底片上感光，通过对底片的观察来确定缺陷种类、大小和分布状况，按照相应的标准来评价缺陷的危害程度。但此法费用较高。

5、超声波探伤法：

此法是利用发射的高频超声波（1～10MHz）射入到被检测物的内部，如遇到内部缺陷则一部分入射的超声波在缺陷处被反射或衰减，然后经探头接收后再放大，由显示的波形来确定缺陷的部位及其大小，再根据相应的标准来评定缺陷的危害程度。

上述几种方法各有优缺点，其主要缺点是对浅表微裂纹难以准确检测。

发明内容

针对现有表面检测裂纹技术存在对浅表微裂纹难以准确检测的缺陷，本发明提供一种点阵式热传导测温无损裂纹检测法。

本发明的点阵式热传导测温无损裂纹检测法步骤如下：

在待测工件上方设置激光器和红外热像仪，将激光束设定功率照射在待测工件表面0.1-2秒，令工件照射点温度快速升高，同时用红外热像仪实时检测距离激光光点1-10mm位置处待测工件表面的温升曲线，检测其最高值，根据温升最高值判断在激光光点与检测区之间是否存在裂纹。

    工作原理如下：

当以一定功率的激光光点照射在工件表面时，其光点照射处吸收能量温度会急剧上升并向四周和下方传导，由于在均匀材质中其热导率是一致的，当激光加热时间也一致时，在激光照射点附近其温升必然也一个定量，其检测原理参见图1。

当在激光光点照射处有一裂纹时，热传导路径被部分或全部截断，处于裂纹的另一侧其温升必然低于无裂纹处，其温升大小与裂纹深浅也有一对应关系，其检测原理参见图2。

本方法具有以下优点：

1、x光一般检测气孔、夹渣等，裂纹难检测，非金属不适用；超声需借助介质，即将工件浸入水或油中，给检测带来不便，且检测结果不直观，非专业人员无法操作；涡流法首先对非金属不适用，其次对非铁磁性材料也无能为力。而本方法应用面广阔，金属、非金属、复合材料等皆适用，只需调整相应的激光和测量参数。

2、现有检测法皆对微裂纹检测困难，定性已难，定量更难。而本检测方法不仅对工件上的浅表微裂纹有较高的检出率，更可描绘出其位置、形状、深浅等三维信息。

3、本检测方法简便直观，无损，检测过程无需中间介质，对工件无不良影响，检测结果直观准确。

附图说明

图1为无缺陷位置检测原理示意图；

图2为有裂纹位置检测原理示意图；

图3为温升曲线图，其中：T0为室温，T1为正常温升曲线，T2为有裂纹温升曲线；

图4为工件裂纹检测过程示意图；

图5为实际有裂纹工件图；

图6为根据检测结果绘制的工件图。

具体实施方式