本发明专利技术涉及一种金属零部件裂纹无损检测方法与装置，其包括以下步骤：1)将待检测零部件两端连接上直流电源，红外热成像仪的红外镜头对着待检测零部件；2)根据待检测零部件尺寸、材料属性及裂纹损伤存在的位置选定待检测零部件所受直流电的时间和大小，并进行通电；3)当待检测零部件通电完成后，通过红外热成像仪观察成像，若所成图像为同一颜色说明待检测零部件不存在裂纹；若所成图像为不同颜色说明待检测零部件存在裂纹。本发明专利技术由于利用绕流效应及焦耳热效应，因此二者都是可以自动在裂尖位置产生更高的温升，易于准确地确定零部件裂纹损伤位置。鉴于以上理由，本发明专利技术可以广泛用于金属裂纹的无损检测领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于一种裂纹无损检测方法与装置，特别是关于一种金属零部件表面及 浅层裂纹无损检测方法与装置。
技术介绍
金属裂纹作为零部件失效的常见形式，会使得零部件强度及可靠性迅速下降。为 了保障设备的安全运行，需要及时判断零部件的损伤情况并采用相应的修复措施。此外，对 于已修复的损伤零部件，也需要合理的机制评判修复效果。裂纹无损检测方法因其非破坏 性及可靠性在航空工业、航天工业、军事工业及民用工业中具有广泛的应用价值。 目前已应用的裂纹无损检测方法主要有磁粉检测、渗透检测、祸流检测、射线检测 及超声波检测等。对W往的裂纹无损检测方法而言，干扰因素较多、处理过程较为繁琐，技 术要求、评判标准较为复杂且容易受到零部件材料种类的限制。对某些检测技术而言会产 生较高的检测成本甚至会对检测人员的安全造成一定的影响。 如图1所示，当电流在流经裂纹损伤零部件时，因无法顺利穿过其中的裂纹面而 在裂纹尖端处聚集并形成电流密度值较高的电流场，即在裂纹尖端处产生绕流效应。同时 由于焦耳热的作用，相对于零部件其它位置而言，在裂纹尖端处产生了更多的热量并造成 了更高的温升。在该种情况下若能够采用适当的方法表征温升的差异现象，即可判断出零 部件的损伤情况。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种金属零部件表面及浅层裂纹无损检测方 法与装置，其利用电流绕流效应在裂纹损伤部位实现不均匀的温升并利用红外热成像仪捕 捉温升差异现象，借此判断是否存在裂纹损伤。 为实现上述目的，本专利技术采取W下技术方案；一种金属零部件裂纹无损检测方法， 其包括W下步骤；1)将待检测零部件两端连接上直流电源，红外热成像仪的红外镜头对着 待检测零部件；2)根据待检测零部件尺寸、材料属性及裂纹损伤存在的位置选定待检测零 部件所受直流电的时间和大小，并进行通电；3)当待检测零部件通电完成后，通过红外热 成像仪观察成像，若所成图像为同一颜色说明待检测零部件不存在裂纹；若所成图像为不 同颜色说明待检测零部件存在裂纹。 所述步骤2)中，待检测零部件尺寸为横截面积S;材料属性包括丫为待检测零 部件的电阻率、C为待检测零部件的比热和P为待检测零部件的密度；裂纹损伤存在的位 置包括表面和浅层裂纹，且浅层为在距离金属零部件表面4mm深度范围内；待检测零部件 基体温升与所受电流大小和时间的关系如下：= ，其中，AT为温升；I为待检测 CpS~ 零部件所受的电流值；丫为待检测零部件的电阻率；t为待检测零部件所受电流的时间；C为待检测零部件的比热；P为待检测零部件的密度；S为待检测零部件的横截面积，且S < 400mm2。[000引一种金属零部件裂纹无损检测装置，其特征在于：它包括可控时间的直流电输出 电路和红外热成像仪；所述可控时间的直流电输出电路为待检测零部件提供电流值可变的 直流电；所述红外热成像仪的红外镜头对着待检测零部件，用于获取待检测零部件中温升 的差异现象形成热成像图像；待检测零部件通电完成后，通过所述红外热成像仪观察成像， 若所成图像为同一颜色说明待检测零部件不存在裂纹；若所成图像为不同颜色说明待检测 零部件存在裂纹。 所述可控时间的直流电输出电路包括动合按钮、接触器、时间继电器和直流电输 出装置；所述动合按钮用于控制所述可控时间的直流电输出电路的开启和关闭；所述接触 器用于控制所述可控时间的直流电输出电路通断，其包括接触器线圈、第一接触器动合触 点和第二接触器动合触点；所述时间继电器用于控制所述可控时间的直流电输出电路延时 断开，其包括时间继电器线圈和时间继电器动断触点；所述直流电输出装置为待检测零部 件提供可调大小的直流电，直流电可使得待检测零部件获得温升；所述可控时间的直流电 输出电路包括连接电源的两个并联支路；第一个支路由两个并联电路串联而成，其中一个 并联电路为所述动合按钮为一路，所述第一接触器动合触点和所述时间继电器动断触点串 联为一路，形成一个并联电路；另一个并联电路为所述接触器线圈和所述时间继电器线圈 之间并联；第二个支路为所述第二接触器动合触点；两个支路的输出端共同连接所述直流 电输出装置的一端输入端，连接所述直流电输出装置的另一端输入端连接电源；所述直流 电输出装置的两个输出端电连接待检测零部件的两端；所述红外热成像仪的红外镜头待检 测零部件；设定所述时间继电器动断触点的延时断开时间后；按下所述动合按钮，所述接 触器线圈和所述时间继电器线圈中有电流通过，所述第一接触器动合触点与所述第二接触 器动合触点闭合，所述可控时间的直流电输出电路构成回路，所述直流电输出装置开始工 作；同时，由于所述时间继电器线圈也通电，因此使得所述时间继电器动断触点开始启动； 在所述时间继电器动断触点达到延时断电时间后，所述时间继电器动断触点断开；所述时 间继电器动断触点断开后，所述接触器线圈中不再有电流通过，所述第一接触器动合触点 与所述第二接触器动合触点断开，此时电路不再构成回路，所述直流电输出装置停止工作， 从而形成所述时间继电器动断触点的延时断开时间即为所述直流电输出装置的工作时间； 通过红外热成像仪观察成像，若所成图像为同一颜色说明待检测零部件不存在裂纹；若所 成图像为不同颜色说明待检测零部件存在裂纹。 在电源和所述动合按钮之间设置一第一烙断器，在电源的另一端和所述直流电输 出装置之间设置一第二烙断器，二者的加入形成所述可控时间的直流电输出电路的短路保 护功能。 在所述第二烙断器和所述直流电输出装置之间连接一动断按钮，且其为常闭的， 用于保护所述可控时间的直流电输出电路W及操作人员的安全。 本专利技术由于采取W上技术方案，其具有W下优点；1、本专利技术由于只是针对待检测 零部件进行限时通电，并通过红外热成像仪观测所成图像的温升变化，温升均匀的即没有 裂纹，温升不均匀的有裂纹。因此，整个过程中不会对零部件机体性能产生不良影响或引入 不洁杂质，操作简便易行，所需处理时间短暂且简单；评判标准只需要观察热成像结果是否 显示均匀的温度场，即测试结果易于分析。2、本专利技术由于只是采用可W导电的金属零部件， 并没有对要求裂纹损伤程度及位置、材质、尺寸做限定，且测试环境要求比较小，因此干扰 因素较少，适应性广泛。3、本专利技术由于利用绕流效应及焦耳热效应，因此二者都是可W自动 在裂尖位置产生更高的温升，易于准确地确定零部件裂纹损伤位置。鉴于W上理由，本专利技术 可W广泛用于金属裂纹的无损检测领域。【附图说明】 图1是绕流效应原理不意图 图2是本专利技术的结构示意图 图3是本专利技术的试验举例说明图【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。 如图2所示，本专利技术装置包括可控时间的直流电输出电路1和红外热成像仪2。 [001引可控时间的直流电输出电路1包括动合按钮11、接触器12、时间继电器13和直流 电输出装置14。 动合按钮11用于控制可控时间的直流电输出电路1的开启。 接触器12用于控制可控时间的直流电输出电路1通断，其包括接触器线圈121、第 一接触器动合触点122和第二接触器动合触点123。 时间继电器13用于控制可控时间的直流电输出电路1延时断开，其包括时间继电 器线圈131和时间继电器动断触点132。 直流电输出装置14为待检测零部件3提本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金属零部件裂纹无损检测方法，其包括以下步骤：1)将待检测零部件两端连接上直流电源，红外热成像仪的红外镜头对着待检测零部件；2)根据待检测零部件尺寸、材料属性及裂纹损伤存在的位置选定待检测零部件所受直流电的时间和大小，并进行通电；3)当待检测零部件通电完成后，通过红外热成像仪观察成像，若所成图像为同一颜色说明待检测零部件不存在裂纹；若所成图像为不同颜色说明待检测零部件存在裂纹。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邓德伟，于涛，郝胜智，吴东江，张永康，张洪潮，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。