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摘要:航空航天零件為鋁鎂合金、鈦合金的鑄造零件，其特點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量要求高。在射線檢測過程中檢測工藝的好壞直接影響到檢測效率及檢測質(zhì)量。因此，本文對射線檢測工藝進行研究，根據(jù)零件的特點和實際檢測中出現(xiàn)的問題，探討工藝優(yōu)化的方法。

關(guān)鍵詞:航空航天;鑄造零件;鋁鎂合金;鈦合金;射線檢測;工藝優(yōu)化

隨著我國航空航天事業(yè)的飛速發(fā)展，越來越多材質(zhì)、形狀各異、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件，需要通過射線檢測，檢出內(nèi)部缺陷，保證零件的質(zhì)量可靠。而射線檢測工藝的好壞直接影響到檢測效率及檢測質(zhì)量。合適的檢測工藝不僅利于現(xiàn)場人員操作，更能夠有效避免因工藝問題導(dǎo)致的漏檢或底片質(zhì)量問題，因此對射線檢測的工藝優(yōu)化可以使射線檢測工作事半功倍。美國測試與材料協(xié)會(ASTM)制定了很多射線檢測標準，和航空航天零件檢測相關(guān)的標準有ASTME1742射線照相檢測操作規(guī)范、ASTME94射線照相檢測指南、ASTME1030金屬鑄件射線檢測方法、ASTME1255射線透照操作規(guī)范。射線檢測技術(shù)有膠片X射線、DR數(shù)字射線。由于本文所探討的零件空間幾何形狀復(fù)雜，應(yīng)用DR技術(shù)容易出現(xiàn)漏檢，所以選用膠片成像技術(shù)。本文通過對某個零件因為出廠前X射線檢測和來我公司復(fù)驗后檢測結(jié)果不一致，推斷底片質(zhì)量問題形成的原因以及可能漏檢的原因，分析優(yōu)化工藝的方法。

1試驗條件

本次被檢測零件是鋁合金鑄件殼體，設(shè)備為高頻恒電位X射線機COMET－225，該設(shè)備焦點尺寸有兩個可以選擇:1．0mm×1．0mm、5．0mm×5．0mm。工作電流0～15mA可調(diào)。透照室的面積在35m2以下，房屋墻壁和天花板產(chǎn)生的散射線會對底片質(zhì)量產(chǎn)生影響，所以要做散射線防護試驗。根據(jù)試驗得出，在此透照室內(nèi)，防護需要用的鉛板厚度5mm。準備好AGFAC7膠片、像質(zhì)計、黑度計等射線檢測必需器材。目視檢查零件表面清潔，空腔內(nèi)外無多余物。

2透照參數(shù)確定

按照射線束盡量垂直于被檢面，穿透的厚度變化能夠滿足底片黑度的范圍這些原則，進行底片布置的分區(qū)。根據(jù)零件的材質(zhì)和厚度范圍(8～30mm)，選擇盡可能低的管電壓。通過曝光曲線可以得出，零件厚度15mm以下選擇電壓在80kV以下，根據(jù)射線機的功率曲線，可以選擇焦點尺寸1．0mm×1．0mm。在滿足HB20160—2014中的幾何不清晰度條件下，一次透照的面積大小適當，焦距選擇700mm。零件厚度＞15mm的，由于電壓比較大，選擇焦點尺寸5．0mm×5．0mm，為了降低幾何不清晰度，必須增加焦距至1500mm。由零件表面至底片的距離和焦距計算所有透照位置的幾何不清晰度。由透照厚度查到標準要求的像質(zhì)絲號，根據(jù)零件的幾何特點，對某些拐角位置，確定透照的入射角度。

3試驗過程分析與改進

3．1散射線防護

根據(jù)制定的工藝對工件進行射線檢測，工件的6號部位均為無遮擋平面區(qū)域，且厚度較為均勻，可按照曝光參數(shù)直接直透，曝光后對膠片進行暗室處理。不同透照方式及透照角度，做好背散射防護后得到膠片影像前后對比見圖1。

3．2透照角度

工件的側(cè)壁，相鄰壁的交接處會影響內(nèi)部貼片，因此應(yīng)改變貼片方式，改為外貼貼片，選擇一定角度進行斜透射。經(jīng)測量，兩面距離為200mm，最里側(cè)距離邊側(cè)80mm，計算得所需斜透照角度為22°，6號位里側(cè)距邊緣50mm，計算得所需斜透照角度為14°。在按當前角度進行斜透時4、5號位檢測厚度為16mm，6號位為31mm，管電壓分別為50kV和82kV。按照分析并改進的工藝進行再次透照，結(jié)果如圖2所示。

3．3透照布置

從底片清晰度與靈敏度來看，由于壁與底部呈L型，缺陷未能直觀清晰地呈現(xiàn)于底片上的主要原因是工件的角度擺放、膠片未放置到最底部和未做散射線防護，往往最不容易透照的轉(zhuǎn)接處反而是越容易出現(xiàn)縮孔、應(yīng)力裂紋、疏松類缺陷。缺陷如圖3所示。由以上缺陷的顯示可以看出，該類缺陷特征明顯，缺陷尺寸較大，結(jié)合其檢測工藝和過程分析，產(chǎn)生漏檢的主要原因是貼片不當及檢測過程和檢測參數(shù)控制及背散射防護不當造成。

3．4膠片的放置

零件壁與底是L轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在鑄造時容易產(chǎn)生縮孔和疏松等缺陷，因此也是檢測的一個關(guān)鍵而又困難的部位。這就要求在檢測時要將底片的底邊剪切整齊并且頂?shù)阶畹撞?，在底片的背面要放一塊鉛板，防止散射線對圖像質(zhì)量的影響。每次透照前，應(yīng)檢查增感屏是否完好，膠片底邊是否整齊，保證膠片底邊保持在一水平面上。

3．5零件的擺放

在鑄件底部檢測時，若采用中心標記和搭接的方式，一次只能放置一個零件，檢測效率低，難以滿足檢測進度要求。為保證檢測效率，通常采用一次透照多個簡單工件的方法，其余部分全部偏離中心一定距離。為保證結(jié)處缺陷的有效檢測，通常將其加高以保證射線束可垂直射出。走到底部的中心，確保每個零件的底部不被其他零件擋住。因此，設(shè)計合適的放置位置和透照角度是最關(guān)鍵的一步。兩種典型的補焊形式選擇垂直透照和選擇一定角度透照，選擇一定角度透照可提高缺陷的檢出率。在日常工作中，我們會遇到其他不同的形式。這就要求我們根據(jù)表面補焊形式及缺陷類型來選擇最容易透照出缺陷的角度。比如底片的缺陷比較模糊，再換角度試試。進行透照以確保可以輕松識別膠片上的缺陷。

4結(jié)論

該零件在出廠前已進行了X光和熒光檢測，檢驗結(jié)果合格。但經(jīng)我公司復(fù)檢，發(fā)現(xiàn)了超過驗收標準的缺陷，尤其是裂紋和縮孔。為了清楚產(chǎn)生此項問題的原因，我們與鑄件生產(chǎn)廠家進行了溝通。了解了零件的整個制造過程以及生產(chǎn)廠家對此零件進行X射線檢查的工藝和全過程。通過優(yōu)化工藝的過程以及和生產(chǎn)廠家工藝的對比，可以得出:①射線入射方向的選擇。射線入射方向的選擇主要取決于被測鑄件斷面的形狀和可能會存在的缺陷。需要根據(jù)鑄件的具體透照要求確定入射方向。②放置增感屏時，保持管電壓恒定，改變曝光。在一定的管電壓前提下，提高曝光量能顯著提高影像質(zhì)量。③透照室面積太小，房間墻壁和天花板會產(chǎn)生散射線。零件厚度變化很大，零件本身產(chǎn)生散射射線的影響也比較嚴重，經(jīng)常出現(xiàn)邊緣沖蝕效應(yīng)。因此，在零件周圍以及透照厚而窄或者厚度變化部位應(yīng)布置鉛板。透照時不采用鉛板防護時底片缺陷呈現(xiàn)不明顯，輪廓很模糊。改變工藝復(fù)驗時，在鑄件的底部和壁的轉(zhuǎn)接處以及補焊區(qū)域發(fā)現(xiàn)存在超標缺陷。④L壁接縫處貼片要緊，R角容易出現(xiàn)缺陷。如有必要，單獨進行射線透照，以避免漏檢問題。通過改進背散射防護、貼片方式、透照角度及曝光量管電壓的合理選用，可以有效保證被檢測零件在有效透照區(qū)域內(nèi)，提高檢測效率及保證檢測結(jié)果的準確性。同時也能避免因工藝不當而導(dǎo)致的復(fù)照次數(shù)，可為現(xiàn)場檢測人員減少很多非必要的麻煩進而提高人均檢測的勞動效率。最重要的是確保產(chǎn)品質(zhì)量。

作者:毛錦標 單位:洛陽欣隆工程檢測有限公司