Способ дефектоскопии металлических изделий при их поверхностной обработке

(54) СПОСОБ ДЕФЕ ЛИЧЕСКИХ. ИЗДЕЛИ НОСТНОЙ ОБРАБОТ (57) Использование: к делий в машиностро бретения: поверхност лазерным лучом плотн 10 Вт/м, движущим 25) 10 м/с. 1 з,п, фКТОСКОПИИ МЕТАЛИ ПРИ ИХ ПОВЕРХКЕонтроль качества изении, Сущность изоь изделия нагревают остью мощности 10 -8 ся со скоростью (5- лы,зводственное деталей "Рекл,0018 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Патент Франции М 2449921/17, 1979,Авторское свидетельствойг 590649, кл, С 01 й 21/88, 1 Изобретение относится к дефектоскопи 1 и может быть использовано для обнаружения поверхностных и подповерхностных дефектов, например пор, трещин, волосовин, раковин, непроплава и т,д.Цель изобретения - обнаружение подповерхностных дефектов при одновременном улучшении качества изделий,Поставленная цель достигается тем, что в способе дефектоскопии металлических изделий при их поверхностной обработке, заклЮчающемся в нагреве поверхности изделий высокоэнергетическим источником тепла и визуальном ее осмотре, (нагрев поверхности производят движущимся по ней лазЕрным лучом плотностью мощности, выбираемой из условия расплавления дефектных участков изделия, При этом нагрев ведут лазерным лучом плотностью мощности 10 - 10 Вт/см со скоростью (5 -8 9 г25) 10 м/с,Способ осуществляется следующим образом,В исходном положении включают приводы вращения (либо перемещения) изделия и перемещения лазерного луча, Далее подают лазерное излучение на обрабатыва- Б емое изделие. При лазерной обработке из- у делия происходит нагрев поверхности изделия до 1000 - 1200 С с резким охлажде- С нием за счет теплоотвода в объем изделия и получением структуры повышенной твердости (55 - 65 НРС) мартенситного типа, При этом в зоне дефектов (трещины, поры) резкоь снижается интенсивность теплоотвода, по- СО верхность перегревается с раскрытием дефекта, Острые кромки дефектов оплавляются, и происходит их очистка от загрязнений. Визуальная оценка поверхно- Оф сти позволяет оценить ее состояние и сде- Ь лать вывод о пригодности изделия и - ъ последующей эксплуатации,При отсутствии дефектов в поверхностных слоях изделия происходит закалка с повышением эксплуатационных характеристик при сохранении чистоты поверхности не хуже 8 класса,Проведение лазерной обработки лазерным лучом плотностью мощности 108 - 10 Вт/см и скоростью(5 - 25) 10 м/с позволяет избежать оплава поверхности изделия, что улучшает качество изделия, и исключить1803841 Составитель В. АрхиповТехред М,Моргентал Корректор Е. Папп Редактор Заказ 1054 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 обработку без упрочнения и вскрытия подповерхностных дефектов.П р и м е р. Контролировали качество наплавки шеек коленчатого вала двигателя ЗМЗпроволокой НпЗОХГСА при одновременном термоупрочнении поверхностей шеек. Перед лазерным термоупрочнением (после шлифования) визуальный контроль позволил установить ряд дефектов на поверхностях первых трех коренных шеек. В соответствии с требованиями на приемку вала из ремонта, качество поверхности удовлетворительное, и вал может быть направлен на сборку двигателя в таком состоянии,После лазерной термообработки количество вскрытых дефектов существенно увеличилось,В соответствии с требованиями на приемку вала из восстановления по числу и размеру пор, такой вал не может быть принят для сборки двигателя и должен быть выбракован.Лазерную обработку коленчатого вала производили по следующим режимам: мощность излучения 780 Вт, диаметр сфокусированного луча 3 мм, линейная скорость перемещения луча относительно обрабатываемой поверхности 25 мм/с, Для термообработки и, соответственно, обнаружения дефектов использовали непрерывный СОглазер типа ЛГНноминальной мощностью до 800 Вт.Таким образом, термообработка движущимся сфокусированным лазерным лучом позволяет производить одновременное обнаружение дефектов в металле детали с высокой. степенью вероятности такого обнаружения. При этом увеличение плотности энергии в сфокусированном луче позволяет повысить число обнаруживаемых дефектов, к которым, в данном случае, относятся очищаемые поверхностные дефекты и вскрываемые (за счет проплавления тонкой стенки) подповерхностные дефекты (поры,раковины), находящиеся на глубине 0,1 - 0,6мм, Так, в приведенном примере при уменьшении скорости перемещения луча в 2 раза5 количество обнаруженных дефектов (пор ираковин) составило: на первой шейке 14; навторой 12; на третьей 14,При обработке сменной программы валов двигателя ЗМЗбыло установлено,10 что существующие методы контроля пропускают 40 наплавленных шеек с раковинами, которые выбраковываются прилазерной термообработке,Проведенные измерения показывают,15 что предлагаемый метод обнаружения дефектов позволяет производить выбраковкуочень ответственных деталей при низкомкачестве их изготовления даже в том случае,когда до лазерной обработки деталь счита 20 лась годной. При незначительном приложении теплового луча реальные размерыдефектов оказываются существенно большенаблюдаемых или регистрируемых известными методами.25 Формула изобретения 1. Способ дефектоскопии металлических изделий при их поверхностной обработке, заключающийся в нагреве 30 поверхности изделий высокоэнергетическим источником тепла и визуальном ее осмотре, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обнаружения подповерхностных дефектов при одновременном улучшении качества из делий, нагрев поверхности производят движущимся по ней лазерным лучом плотностью мощности, выбираемой из условия расплавления дефектных участков иэделия.40 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что нагрев ведут лазерным лучом плотностью мощности 10 - 10 Вт/м со скоростью (5 - 25) 10 м/с.