钢索接头扣压缺陷磁粉检测方法的研究

李志强

摘 要：针对钢索类柔软工件接头轴向缺陷不易磁化检测，且磁化方法选取不当容易烧伤工件的问题，通过检测方法对比和实验验证，证明了夹钳通电法[ 1 ]对钢索轴向缺陷检测的可行性和有效性。

关键词：夹钳通电法；烧伤；轴向缺陷

钢索由钢丝绳和接头扣压连接制成，广泛用于飞机操纵、着陆、供氧和军械座椅传动等多个系统中，主要通过瞬时传力带动机件产生相应动作，实现其预定功能。

钢索瞬时受力大，若其工作不稳定，将直接影响飞行安全。如某型飞机曾发生过因主轮舱盖收放协调钢索扣压接头断脱，导致主起落架放不下来的飞行事故。

因此，钢索接头连接质量的检测，尤其是接头扣压部位表面制造缺陷的检测，显得尤为重要。

检测钢索接头表面缺陷时，磁化方法选择不当就会烧伤工件，不但造成工件报废，增加成本，也延误了生产周期。于是，在保证检测质量的前提下，选取合适的磁化方法，防止工件烧伤，成为急需解决的首要问题。

一、钢索接头扣压连接时产生的制造缺陷

钢索通过专用模具反复扣压，使接头收缩，完成接头与钢丝绳的扣压连接。扣压过程中，接头不停的转动，扣压部位沿圆周方向经过多次微量变形收缩成型，若冲击力过大，在矫形时接头反复变形，容易在扣压部位产生轴向的折叠、裂纹，在过渡区产生横向裂纹。

二、磁化方法的选择

钢索接头的横向缺陷采用线圈法即可进行有效检测。而对于轴向缺陷，由于钢索本身比较柔软，直接通电加持力不够，无法检测；采用电磁轭检测时，磁粉容易在被检件上堆积，形成假显示，干扰缺陷的评判；采用平行磁化法时，磁场的影响因素较多，磁场计算困难，磁化不当容易造成漏检；采用支杆法检测时，触头与钢丝绳和接头是点接触，极容易打火烧伤工件。

采用夹钳通电法检测时，夹钳与钢丝绳是点接触或线接触，接触面积也较小，可能会烧伤工件。通过改良夹钳，在夹持端均匀缠上一层厚厚的柔软铜线，形成铜质衬垫就能有效增大夹钳与接头，特别是夹钳与钢丝绳的接触面积，大大降低工件被烧伤的风险。

三、夹钳通电法检测钢索接头可行性的试验

选取一钢索，接头材料为45#钢，扣压部分直径为φ6mm，长度约为40mm。

用夹钳夹在接头的两端，一个夹在接头上（被检部分除外），另一个夹在临近接头的钢丝绳上。

（一）钢索防烧伤试验

采用通电磁化法周向磁化钢索时，依据现有有效磁粉检测标准要求，选取高磁导率材料制件的严格规范[ 2 ]，取I=22D，则该接头应至少通I=132安培的交流电。

试验时，磁化电流由小到大，每次增加50A，每个电流都通电3次，每次0.5s～1s，磁化时要时刻观察夹钳夹持部位的变化，直到通电1000A，夹持部位都无打火或冒烟，接头和钢丝绳也无变色、烧伤的痕迹。

试验证明，给钢索接头通过比允许值大6倍多的电流，钢索钢丝绳都无变化，表明改进后的夹钳通电法能有效避免工件被烧伤。

（二）钢索接头周向磁场强度分布的试验

利用SG-3-B数字特斯拉计，在钢索接头扣压部位轴向每隔10mm选取一个测量点，共5个点，这些点位于接头的表面，在轴线方向处于同一条直线。给接头通不同大小的交流电，在0°、90°、180°和270°四个方位测定接头表面的磁场切向分量，测量数据见表1所示。

从表1可以看出，接头扣压部分各处的表面磁场强度差别不大，且随着通电电流的增加，接头表面的磁感应强度也不断增大，接近于线性比例关系。根据标准规定，采用连续法检测时，磁粉检测所需施加的磁场强度沿制件表面的切向分量应大于2400A/m[ 2 ]。

通过夹钳给工件通200A的交流电时，工件表面上最弱部位的磁场强度为3.8mT=3040A/m，能满足磁粉检测标准中对该处磁场强度切向分量的最低要求，那么被磁化工件上其他位置的表面磁场强度也都能符合相关标准要求。

因此，通过一定值的电流后，夹钳通电法在钢索接头的圆周方向产生的磁场比较均匀，磁场强度也足够大，检测钢索接头的轴向缺陷可行。

四、夹钳通电法检测效果的试验验证

为了验证夹钳通电磁化法检测钢索接头轴向缺陷的有效性，选取一形状、尺寸、材料和状态与钢索接头相同，带有发纹缺陷的棒料，材料为45#钢。当采用直接通电150A湿连续法检测时，棒材上长约70mm的断续发纹显示清晰；改用夹钳通电湿连续法，当通过200A的交流电时，该发纹缺陷也能被清晰地显示出来。

五、结语

通过采用夹钳通电磁化法，解决了钢索接头磁化检测时的烧伤问题，也验证了夹钳通电法对钢索接头类柔软工件进行周向磁化，能有效检测出接头的轴向缺陷。且夹钳通电法工艺简单，操作方便，损坏的铜网易于更换，不过各规格钢索接头首次检测时，具体的磁化电流要通过磁场强度测量仪器测量确定。

参考文献：

[1] 叶代平，苏李广，宋志哲等.磁粉检测[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2] 赵青华，黄丽，任学东等.磁粉检测.GJB 2028A-2007.北京：国防科工委军标出版发行部.