第九章车辆维修探伤技术为了及时发现车辆重要零部件的内部缺陷，防止事故的发生，在检修时应对车辆重要零部件各部位用探伤仪进行检查。目前车辆重要零部件的探伤检查基本上采用两种方法，即电磁探伤与超声波探伤。电磁探伤用于检查车轴、钩尾框、制动粱、钩舌、侧架、摇枕等有无裂纹；超声波探伤用于检查已组装好车轮的车轴镶入部有无裂纹、接触不良以及透声不良。这两种方法均属于材料的无损检测方法。第一节电磁探伤一电磁探伤的基本原理1基本原理电磁探伤是利用电磁原理来发现金属缺陷的检查方法。这种深伤方法是将铁磁材料的零件磁化，零件缺陷处的磁阻就会增大，利用漏磁来发现缺陷。如果有铁磁材料所制成的零件组织均匀，没有任何缺陷，则各处的导磁率均相同，磁化后磁力线的分布也将是均匀的。如果零件中存在缺陷，由于缺陷（空气、其它气体、真空、非磁性材料等）的导磁率较低，则磁力线通过这些地方时将遇到较大的磁阻，磁力线的分布发生变化。如图91所示，在缺陷部分磁力线会穿出零件的表面而外泄，形成所谓的漏散磁场。散逸的磁力线向外逸出，而后又重新穿入零件，因此在缺陷两侧磁力线出入处形成磁极，这些磁极吸引铁磁物质聚集。而没有缺陷的零件，则没有漏散磁场。裂纹磁粉磁场内部缺陷电磁探伤的基本原理2显示方法漏磁场存在的显示方法，一般是将磁粉均匀散布于零件表面，如有缺陷，则所产生的漏磁通能吸引磁粉，造成磁粉的聚集。由于裂纹的长度与深度不同，其磁力线的漏泄也不同，磁粉聚集时各处的粗细就不一样。因此从聚集的磁粉形状便可以大致判断出裂纹的深度和长度。用磁粉显示缺陷的方法有干法和湿法（磁悬液）两种。干法是将干磁粉撒在被磁化的零件上来发现缺陷；湿法是用磁粉和油、水、活性剂、防锈剂配置成磁悬液，把磁悬液喷撒在被探伤零件的表面或把零件浸入磁悬液中进行探伤检查。湿法对于小型零件或空心零件使用比较方便。湿法所用磁粉粒度较细，在液体中更易流动，其灵敏度也高。湿法还有使用荧光磁粉显示的，在暗室中用长波紫外线灯光照射，聚集在缺陷处的磁粉发生黄绿色的光带，更易发现缺陷。3磁粉裂纹或缺陷的显示是否清晰和作为煤质的磁粉有很大的关系。如果磁粉没有良好的导磁率，或者粒度过大，就不易或不能被漏磁通所吸引，因此，显示就不清晰。所以对探伤的磁粉要求是：导磁率高，质地纯净，粒度适中，不混合粘土和固定碳等非磁性氧化物质。常用磁粉的化学成分为可溶铁含量68.00%73.00%，化合碳含量小于0.20%。干法探伤时，用于车轴探伤的磁粉粒度为100~200目（使用标准铜丝筛筛选）。湿法探伤是，用于车轴探伤的磁粉粒度为小于320目。4零件磁化在电磁探伤时，当磁力线的方向与裂纹或缺陷方向垂直时，最容易发现裂纹。如果磁力线的方向和裂纹的方向一致，那么裂纹并没有阻碍磁力线通过，因此磁力线不弯曲也不漏泄，磁粉也不会集中，也没有探伤效果。所以必须根据零件的受力情况，采用纵向的磁场或横向中心插入铜管后，当铜管上通过强电流，则磁力线沿圆套周向车轴总是受到由弯曲而引起的拉应力，最危险的裂纹是横裂纹纵向磁化的方法。无论是纵向磁化或者周向磁化，均可采用直(a)(b)图92零件纵向、周向磁化根据零件的磁化和探伤是否同时进行，把零件的磁化方法分为两类，即外加磁场法和剩余磁场法。外加磁场法是在对零件磁化的同时，把磁粉撒在零件上进行探伤。车轴及其它大型零件多用此法。剩余磁场法是先加外磁场使零件磁化，撤销外磁场后，利用零件的剩磁进行探伤。剩余磁场法适用于矫顽力大的钢材制作的零件，其剩余磁感应强度必须大于0.8T,否则磁粉聚集所形成的磁痕不明显。在用交流电建立磁场时，必须考虑到断电的相位，否则不能保证剩磁的强度。滚动轴承的探伤常用剩磁法。轴承探伤机用交流电对零件充磁时，电路中设有断电相位控制晷，使充磁电流最后的波形与充磁过程中电流波形一致，避免剩磁强度不稳定。轴承零件探伤后必须退磁。5电磁探伤的不足之处对于金属内部较深的裂纹与缺陷，采用电磁探伤是不大容易发现的。这时虽然磁力线遇到缺陷而膏曲，但由于缺陷与外表的距离较远，磁力线不可能泄漏到外表面，以致工件表面各处的磁力线密度相差不大，磁粉不会集中。但在离表面3~4mm以内的裂纹，也有少许磁力线外泄，因此有较微弱和不太清晰的磁粉集中，需要仔细辨认才能看出。二电磁探伤器最常用的有两种，即闭合环型和马蹄型。1闭合环型电磁探伤器这种探伤舞的构造比较简单，是由直径4m两根并排的裸铜线包以绝缘材料（白布带）绕成，闭合环直径为240300mm,图数为10~15图，绕好以后扎紧，外面再包白布带，浸以绝缘漆，然后烘干，装上一个手柄和两个接线铜螺丝而成。如图93所示。闭合环型电磁探伤器可用直流电源，也可用交流电源。其输入电压为4.5v,电流为150~160A,保证车轴探伤的灵敏度。闭合环型电磁探伤暴的特点是轻便，使用时在距离探伤器中心两侧50mm范围以内的裂纹都可以清晰地显示出来。它专门用以检查车轴轴颈。这种探伤器由于采用纵向磁化法，故只能检查横裂纹。如检查纵裂纹，需要用其它探伤暴进行周向磁化法检查；也可在闭合环型探伤暴沿车轴轴线移动时，将它绕成竖轴摆动，使磁场方向与车轴轴线成一夹角，以便发现斜裂纹和纵裂纹。但对于车轴来说纵裂纹对它的损伤并不严重，因此闭合环型探伤器使用较为广泛。例如在车辆段和车辆工厂，当车轴加工后，或轮对向车辆上安装时，采用这种探伤器进行第二次复探，既简便又不会划伤轴颈。2开合马蹄型电磁探伤器它是车辆部门常用的一种多用途电磁探伤器，如图94所示。这种探伤器的外形既与卡钳相似，又与马蹄相似。是由两个圆弧形的铁臂组成，铁心断面为20×30平方毫米，两臂上均绕有线图，系用23平方毫米的双砂包线绕120图；臂的一端有一个支点（枢轴），臂头制成与铅垂线成32°的斜坡，使臂头与被探工件成58°，电源为24V或36v,交、直流均可，电流约为15A,功率为300W;在探伤器上有的还装有24V照明灯及电源开关。这种探伤器可为局部纵向磁化探伤，也可为局部周向磁化探伤。过去常用它检查车轴、车轮、拱板等，现在主要用它检查车钩零件和客车转向架的摇枕吊、摇枕吊轴及吊销等。目前，轮对的探伤已全部使用TYC3000型荧光磁粉探伤机。