汽车X射线无损检验技术
发表时间：2016-04-12 15:09:49
随着计算机技术的发展，X射线无损检测技术也向快速化、标准化、数字化、程序化和规范化的方向发展。高灵敏度、高可靠性和高效率的射线检测设备不断出现，将现代机器人技术、自适应技术、自动控制技术、计算机断层扫描(CT)技术和CAD/CAM等技术与射线检测技术有机结合，再现被测工件内部质量信息，将检测过程贯彻到设计、制造以及使用的全过程，极大地提高了质量控制能力。
铸造件射线检验
当前的汽车工业中，铸造件的壁厚在不断减薄，同时对铸造件的质量及制造周期的要求却越来越高。而铝铸件的砂眼或其他内部隐蔽缺陷可能会使其最终用户产生巨大的损失。使用自动化数字X射线无损检测系统可以实现在线100%的检查，从而实现零缺陷率。
使用X射线检测系统进行质量检测必须满足如下要求：
1.能够生成一组高清晰度的X射线图像，以准确探测检测物中的夹渣、砂眼、气孔和疏松等质量问题。
2.适用于几乎所有零件尺寸的灵活通用的检测系统、快速简便的装载工件和灵活的检测程序。
3.能够把最新的技术运用到原型开发中，以加快开发速度。
4.在缺陷自动识别技术(ADR)和CT扫描等技术的辅助下，能够精确地检测铸造零部件。
图1所示是我公司为德国一家汽车铸造件生产企业提供的带机械手的自动射线检验设备，用于铝合金缸体缩孔、裂纹和疏松缺陷检验。
图1 全自动射线检验设备具有速度快、稳定可靠的优点
射线轮毂检验
目前生产的轮毂多数为铝制，尽管采用了目前最先进的铸造设备，材料内部的缺陷也不能完全避免。在轮毂生产中引入了射线检验，便可轻易发现轮毂中的缺陷(图2)。
图2 全自动计算机缺陷识别轮毂检验设备
铝轮毂X射线探伤设备采用的是工业实时成像系统，使用的X射线管为160kV的金属陶瓷管，能穿透130mm以上的铝合金，并能清晰地观察到疏松、针孔等缺陷。现今的射线检验设备具有人工缺陷识别和全自动计算机缺陷识别功能，能够在机械加工之前和之后对轮毂进行全面检验，以达到质量控制的目的。考虑到生产的自动化程度，在设备的进出口端要有输送辊道系统，合格品与非合格品能够自动分离，带有生产统计软件功能的设备是行业中的应用发展趋势。
X射线轮胎检验
一个轮胎完成生产的过程中，必须经过严格的质量检查。X射线检测技术速度快、检查全面，成为生产和质量控制的一个重要部分。
典型轮胎检测系统可以对轮胎进行胎圈到胎圈范围的无盲区的射线检测，图像系统在高清晰度显示器上显示轮胎的内部结构。系统可以检测轮胎的所有结构缺陷，比如胎体帘线间距和反包高度等(图3)。
图3 轮胎检验设备Y.MTIS
依科视朗公司独有的自动缺陷判别系统AXIS可以排除人为因素的影响，保证提供最可靠、一致和稳定的检测结果。AXIS通过最大程度地降低操作者疲劳程度，提高生产效率，使用户在非常高的检测速度下保持检测结果的一致性。
计算机断层扫描系统
计算机断层扫描(CT)系统的主要功能包括：精确、高效的缺陷检验和分析;内外尺寸无损伤测量;三维图像中包含了样品所有几何尺寸和密度信息;可提供试制样品的CT图像和设计CAD图纸的比较(图4)，从而优化制造工艺缩短试制周期。
用CT设备对铸件进行检验
在试生产零件中应用CT能够进一步提高生产效率。CT可以对样件进行深入的质量分析，从而缩短试制周期并减低成本。当试生产件扫描完成后，收集到的单元数据可以用来进行各种分析。对数据进行重建可得到二维和三维图像进行材料和缺陷分析以及对三维尺寸进行分析与设计图进行比对，从而对尺寸偏差进行纠正。
在对材料和缺陷进行分析时，CT系统不受气孔和疏松本身的几何形状和在样件中所处位置的影响。
与接触式测量和光学方法测量不同，计算机断层扫描不仅能测量物体的外表面的几何尺寸，而且能够测量铸件的内表面或者是无法接触的部位的几何尺寸。更进一步，对样件的三维分析能够将实际样件与原始设计图进行比较，在三位视图用颜色表达样件与原始设计的偏差，样件上的磨损、变形都能够显现出来。
用CT设备对轮毂进行检验
通过计算机断层扫描使轮毂检验更进一步(图5)，对轮毂的三维解析可以对缺陷的位置、尺寸和出现频率进行准确评价。虚拟断面的材料密度分析可以帮助对轮毂铸造缺陷进行检测。
CT的测量功能使得耗时且昂贵的解剖检测成为过去。一份有关轮毂的三维几何尺寸和内部缺陷的详尽检验结果可以在几分钟内完成。这对于在争分夺秒的铸造过程和新轮型的开发过程都显得尤为重要。在自动缺陷分析软件中，判废的标准如缺陷的尺寸、分布和类型等均能自由设置。
用CT设备对轮胎进行检验
计算机断层扫描可以在轮胎开发和测试过程中起到明显作用。借助CT在某些测试条件下的数据，分析轮胎内部的钢丝和帘布的状态。计算机断层扫描还可以测量轮胎和车轮的内、外几何尺寸。从生产过程中轮胎获得的信息通过CT数据与原始结构设计进行比较，提供宝贵的数据和显示重要的结论以便对生产工艺进行必要的修正。通过加载装置给轮胎模拟负荷，研究其在加载状态下的变形行为。模拟加载状态下的CT数据可以用于轮胎的进一步开发研制。
结语
随着科技的不断发展，X射线检测技术的发展将主要集中在数字化技术方面，采用X射线数字接收器替代模拟的图像增强器和X射线胶片，以达到更佳的图像效果;计算机缺陷识别技术，替代人眼做出判断以消除人为的检验误差;计算机断层扫描技术，以三维图像表达缺陷的形式、尺寸和位置而同时无损地测量材料的三维几何尺寸。