#MT工艺题综合题答题分析

1、MT工艺题和综合题答题分析一、工艺题 （40 分1、一挖掘机减速箱蜗杆轴，结构及几何尺寸如图1 所示。材料牌号为45Cr，热处理状态为轴表面调质处理 （840油淬， 580回火 ，蜗杆表面为淬 火处理 840油淬）。工件为机加工表面，该工件经磁粉检测后需精加工。要 求检测该轴外表面各方向缺陷 不包括端面）。请按照 JB/T4730-2005，采用高 等级灵敏度探伤，验收级别为级，若采用线圈磁化，工件正中放置，请审 核、修订并优化磁粉检测工艺卡一。 25 分）制造单位现有如下探伤设备与器材：1、CEW-10000固定式磁粉探伤机、 TC-6000 固定式磁粉探伤机、 CYD-3000 移 动式磁

2、粉探伤机、 CEW-2000 固定式磁粉探伤机、 CEW-1000 固定式磁粉探伤机，以上探伤机均配置 20050mm的刚性开闭线圈， 5 匝。2、GD-3 型毫特斯拉计。3、ST-80检测 方法非荧光湿式直流剩磁法紫外光照度或工件表面工件表面光照度 500lx标准 试片A130/100荧光湿式交流连续法非荧光湿式交流连续法(2 分 或工件表面 光照度荧光 1000 W/cm2 ( 非荧光 1000lx (0.5 分 、齿面 C-8/50,D-7/50 、轴面 A1-15/100, 轴面 A1-7/50, (4.5 分 磁化 方法线圈法磁粉、载 液及磁悬 液配制浓 度黑磁粉 +水10-20g/

3、l磁悬 液施 加方 法浸 、轴向通电法 (I 1、 加线圈法 (I 2 (3 分 荧光： YC 2 磁粉， LPW-3 油 载液 (或2 水 ，0.5 3.0g/L 非荧光：黑磁粉，水或油， 10-25g/L (0.25 分喷、浇磁悬液均 可 (0.25分磁化 顺序周向磁化 规范纵向 磁化 规范I 2=288A先轴向通电法 后线圈法磁化 先 A 区 后 B 区(1 分、I 1A=(640-1200A、I 1B=(1280-2400A 、最终以试片确定(2 分 正中放置、I 2A=(53510%A、 I 2B=(91810% A 、最终以试片确定(2 分 检测 方法 标准JB/T4730-200

4、5级退磁无需退磁(0.25 分质量 验收 等级(0.25 分 交流退磁法退磁、 GD-3 毫特斯 拉计测定剩磁应不大于 0.3mT(0.5 分 不允许 缺陷1. 任何裂纹和白点， 2. 任何横向缺陷显示， 3. 任何大于 4mm的线性或非线性缺陷磁痕，4. 单个圆形缺陷磁痕 d 4mm，且在评定框内 4 个。 、任何裂纹和白点。 、任何横向缺陷。 、 大于 2mm 的线性或非线性缺陷磁痕显示。 、在 2500mm2 、 综合评级超标的缺陷磁痕。L/D 值，充填示意草图： 2(0.5 分 附加说明： 2 YB=(100/80 2 (L/D A =900/80=11.25 (L/DB=900/16

5、0=5.625I1AB=(8-15DNI 2A=(NI h(10-Y+(NI l(Y-2/8NI 2B=35000/(L/D B+2(5 分 6.25( 中充填 ，1.5625( 高充填 。2 / 10编 制 (0.25 分 年 月 日 审 核 (0.25 分 年 月 日序 号工序名称操作要求及主要工艺参数1预处理1、清除工件表面油脂、铁锈、氧化皮或其他粘附磁粉的物质。2、被检工件表面粗糙度 Ra25um，否则应打磨。2磁 化磁化顺序1、先通电周向磁化检测轴向缺陷，后线圈法纵向磁化检测周向缺陷。2、先磁化检测 A 区，后磁化检测 B 区。试片校核无论何种磁化方式，均以灵敏度试片人工缺陷清晰显示

6、为最终磁化规范。磁化次数1、 通电法 A 区和 B 区各磁化一次2、 线圈法磁化时其有效磁化范围为线圈宽度加两侧各150mm ，即 50150 2) 350mm。 考虑有效磁化区域的重叠，实际一次磁化 长度为： 3506后处理清除工件表面多余的磁悬液和磁粉7报告按 JB/T4730.4-2005 第 10 条签发 MT 报告编 制MT-III某一在用高压容器的卡箍联接结构，结构尺寸如图 2图右为俯视图 )所示。卡箍材料牌/ 10号为35CrMo锻, 材料的抗拉强度为 930 MPa。容器使用时，为方便物料进出，卡箍经常打 开。在该容器定期检验方案中采用磁粉检测方法探测卡箍在使用过程中可能产生的

7、缺陷。请按照 JB/T4730.42005，采用高等级灵敏度探伤，验收级别为 级，回答下列问题30020030图2 卡箍联接结构4卡箍 5密封环8螺母1顶盖 2衬环 3密封圈6筒体端部法兰 现有如下探伤设兰 7连接螺栓 设备与器材：1、CZQ-6000 固定式磁粉探伤机、 CYD3000 移动式磁粉探伤机、 CEW-2000 固定式磁粉探伤 机、 CEW-1000固定式磁粉探伤机，以上探伤机均配置 300100mm的线圈， 5匝。2、CYE3A 交叉磁轭探伤仪 交流电、旋转磁场）3、CDX1磁轭探伤仪 交流电，平面磁极 2020，磁轭带活动关节）4、电缆线，长 3m5、支杆 1 付6、2550

8、0mm铜棒7、GD-3 型毫特斯拉计。8、ST-80C）型照度计。9、UV-A 型紫外辐照度计。10、黑光灯。11、YC2型荧光磁粉、黑磁粉、 BW-1 型黑磁膏、水、煤油、 LPW-3 号油基载液。12、A1、C型试片。13、磁悬液浓度测定管。14、2-10 倍放大镜。1、根据卡箍的受力特点，你认为卡箍在使用过程中容易产生什么缺陷，并预计 缺陷产生的部位、方向和磁痕特征。 4 分） 答：该卡箍在容器使用过程中承受轴向拉应力，并在内壁几何不连续处产生很高的弯矩。因为卡箍经常打开，在容器升压降压循环过程中卡箍承受低周疲劳载荷，容易产生疲 劳裂纹。 2 分）疲劳裂纹一般产生在内壁几何不连续处，因为

9、该处的应力水平面最 高。裂纹方向为周向，其磁痕特征一般为中间粗，两头尖，磁痕浓密清晰。2 分）2、某 MT 级人员在未拆除连接螺栓的情况下，用中心导体法检测该卡箍内外 表面的疲劳裂纹，磁化电流选用交流电，磁化规范按JB/T4730.4-2005 标准要求取 8-15）D，未用灵敏度试片进行验证。请指出该 MT 级人员的错误之处，并简述理由。 根据卡箍的受力特点，疲劳裂纹一般产生在内壁几何不连续处，裂纹方向为周向，用 中心导体法只能检测纵向缺陷，不能检测周向缺陷，且检测面重点不是外表面而是内表面。中心导体法检测外表面缺陷一般不用交流电，尽量使用直流电和整流电。因为用交流/ 10电进行外表面检测时

10、，会在筒形工件内产生涡电流i e，因此工件的磁场是芯棒中的传感电流It 和工作内的涡电流 ie 产生的磁场的叠加，因为此涡电流 ie有集肤效应，由此导致工件内外 表面的检测灵敏度相差很大，对磁化规范确定带来困难。 卡箍未拆除连接螺栓，用中心导体法检测时，在两片卡箍连接处存在空气间隙 垫 片），磁力线穿过空气 垫片）再进入工件，因为空气 垫片）的磁阻远比工件大，导致磁感 应强度减弱，而中心导体法磁化规范的确定是基于磁力线完全在工件中形成闭合回路这一前 提条件下才成立，因此标准规定的经验公式在此情况下不适用，应用灵敏度试片进行验证并 按验证结果选取磁化电流值。3如图 3，在卡箍未拆除连接螺栓和拆除

11、连接螺栓后分别进行绕电缆磁化，在 其它条件相同的情况下，图中所示的灵敏度试片，哪个灵敏度较高？并简述理 由。 5 分）除连接螺栓情况下灵敏度较高。其主要理由为：螺栓情况下，用线圈法进行纵向磁化时，磁力线会逸出工件端面 空气形成闭合回路，因此外加磁场 退磁场，它对外加磁场有削弱作 过空气再形成闭合回路，磁力 有效磁场强度减弱。螺栓情况下，用线圈法进行纵向磁 半卡箍，因为磁力线沿阻 箍间形成闭合回路，因此在此情况极因此化时，在它的端头产生，从磁阻定律分 过空气中的距离很长，力线穿过两片卡 路径通过，绝大部分 的退磁场很小。另外，从 分析，磁力线穿过空气的距离远小于前种情况，其磁路的磁阻相对较小，前

12、者强，灵敏度较前者高。4简述触头法的优点和缺点，针对该卡箍进行检测，你认为用触头法合适吗？ 为什么？ 5 分）答：触头法的优点： 1.5 分）可将周向磁场集中在经常出现缺陷的局设备轻便，可携带到现场检验，灵活方便； 部区域进行检验； 检测灵敏度高。触头法的缺点： 1.5 分） 一次磁化只能检验较小的区域； 接触不良会引起工件过热和打火烧伤； 大面积 检验时，要求分块累积检验，很费时。该卡箍的材料的抗拉强度 b为 930 MPa，属高强钢，触头接触不良会引起电弧击伤，很容易 在工件上产生裂纹，因此不宜用触头法检测该卡箍。 2 分） 5简述磁轭法的优点和缺点，并分析该卡箍进行磁轭法检测的可行性。5

13、 分）答：磁轭法的优点： 1.5 分） 非电接触；改变磁轭方位，可发现任何方向的缺陷；便携式磁轭可带到现场检 测，灵活，方便；可用于检测带漆层的工件 当漆层厚度允许时）；检测灵敏度较高。磁轭法的缺点： 1.5 分） 几何形状复杂的工件检验较困难；磁轭必须放到有利于缺陷检出的方向；用便携式 磁轭一次磁化只能检验较小的区域，大面积检验时，要求分块累积，很费时；磁轭磁化时 应与工件接触好，尽量减小间隙的影响。该卡箍的表面比较平整，选用小型带活动关节的磁轭，可根据现场检测位置灵活调节磁极方 向和间距，可保证磁极和工件表面接触良好，从而保证检测灵敏度。 2 分） 6如采用磁轭法检测，在交流电和直流电两种

14、电流类型中，选择哪种较合适？并简述理 由。 6 分）/ 10答：选用交流电较合适，其理由如下： 1 分） 1）该卡箍容易产生表面疲劳裂纹。交流电具有趋肤效应，因此对表面缺陷有较高的灵敏 度。又因交流电方向在不断地变化，使交流电磁轭产生的磁场方向也不断地变化，这种方向 变化可搅动磁粉，有助于磁粉迁移，从而提高磁粉检测的灵敏度。 2 分） 2）该卡箍的厚度较大。而直流电磁轭产生的磁场在同样的磁通量时，探测深度越大，磁通 密度就越低，尤其在厚工件中比在薄工件中这种现象更明显，因此对厚壁工件不宜使用直流 电磁轭探伤。 2 分） 3）该卡箍在内壁几何不连续处容易产生疲劳裂纹，用交流电磁化时在几何不连续处

15、磁场分 布较均匀。若用直流电磁化，在几何不连续处有较多的泄漏磁场，会掩盖该部位的缺陷显 示。 1 分）A 、B、C 三个磁轭布置的示意7如采用磁轭法检测卡箍在使用过程中产生的缺陷，在下列图中，你认为最合适的是哪个？并简述理由。 5 分）A解：适。因为为凹伤仪磁面磁为线B图B1卡箍面，所带极，极与C 布置最合 分） 的内表面 而磁轭探 的是平面 图A平 卡箍表面 触，磁极中间悬空，图 C 一个磁极与卡箍侧面保持面接触，另一个磁极与卡箍内凹面为为线接触，磁 极中间悬空，因此图 A 和图 C 磁轭布置都不能保证磁化效果。 2分） 而图 B 布置卡箍侧面为平面，可保证磁极与卡箍表面为面接触，从而保证磁

16、化效果。另外， 图 B布置也能满足磁极间距不大于 200mm的磁轭法磁化条件。 2 分）8如果用磁轭法完成整个卡箍的检验，应至少磁化几次？ 4 分） 答：JB4730.4-2005规定, 磁轭法检测的有效区域为两极连线两侧各 50mm 的范围内，磁化区 域每次应有不少于 15mm 的重叠 ,因此半个卡箍的磁化次数为 1 分） =4.4 取整数 52 分） 因此完成整个卡箍的检验，应至少磁化 10 次。 某高压球阀的部件球体，共制造加工 500 个，结构形式和规格如下图所示，球体由 100 实心钢球经机加工而成，球面表面粗糙度为 1.6 m，材质为 45#钢（锻 。用户要求球 体内外表面应进行

17、100%磁粉检测。请根据 JB/T4730.4 2005，采用中等级灵敏度，验收级 别为级，回答下列问题。/ 10现有如下探伤设备与器材：2、CYD3000 移动式磁粉探伤机、 CEW-2000 固定式磁粉探伤机、 CEW-1000 固定式磁粉探 伤机，以上探伤机均配置 300100mm的线圈， 5匝。2、CDX1磁轭探伤仪 交流电，平面磁极 2020mm，磁轭带活动关节）。3、感应电流法检测装置一套，铁芯截面积 2020mm。4、电缆线，长 3m；支杆 1 付； 20500mm 铜棒。5、GD-3型毫特斯拉计； ST-80C）型照度计； UV-A 型紫外辐照度计；黑光灯。6、YC2型荧光磁粉

18、、黑磁粉、 BW-1 型黑磁膏、水、煤油、 LPW-3号油基载液。7、A1、C、M1型试片。8、内窥镜，探头直径 5；2-10 倍放大镜。1磁粉检测时机应选择在球体机加工前 实心钢球）还是机加工后？并从检测可行性、缺陷 检测面等方面分析选择或不选择检测时机的理由。 6 分） 答：应选择在机加工后进行磁粉检测。 1 分）不选择机加工前 实心钢球）的理由： 首先从检测可行性方面分析，因为实心球体表面非常光洁，直接通电法和触头法且操作不当 易产生打火烧伤现象。球体直径较小，采用磁轭法难以保证接触良好。因为球体的长径比较 小，线圈法磁化产生较强退磁场，导致其难以实行。中心导体法和感应电流法无法在该工件

19、 上实行。其次，从缺陷检测面分析，机加工前只能检测球体外表面缺陷，不能检测加工内表 面缺陷和键槽机加工时露出表面的缺陷。 3 分）选择机加工后的理由： 因为机加工后工件有孔，可以方便地实行中心导体法和感应电流法，从而可以检测内外 表面所有方向的缺陷。另外选择机加工后缺陷检测面增大，可以检出原先为内部缺陷、机加 工后露出表面的缺陷。 2 分）检测时机另外题目：1、 一在制钢质无缝气瓶，制造工艺为：落料块料加热冲孔拔伸切口收口整形 调质热处理外表面喷丸螺纹加工水压实验压钢印铆颈圈涂装装阀气密 实验成品入库。根据气瓶的生产工艺 , 你认为外表面磁粉检测应放在哪道工序之后 ?并 简述理由。 5 分）答

20、：磁粉检测应放在外表面喷丸处理后进行。其理由如下： 1 分）1）为保证气瓶水压实验的安全，磁粉检测一般应在水压实验前进行；1 分）2）磁粉检测的工序应安排在容易产生缺陷的工序之后，因调质热处理为淬火+高温回火，气瓶经淬火后容易产生淬火裂纹； 2 分）/ 103）另外，调质热处理后气瓶表面的氧化皮等杂物，会影响磁粉检测结果的正确性和完整 性，气瓶经外表面喷丸处理后，能够去除表面氧化皮等杂物，使气瓶表面粗糙度满足检 测要求，因此磁粉检测应放在外表面喷丸处理后进行。 1 分）回答在螺纹加工后给 4 分，这样于控制成本不利；回答在调质热处理后给 3 分，因调质热 处理后表面状态不能满足检测要求；回答在

21、水压实验后给 2 分，这样对控制成本和试压安全 不利；其他回答均不给分） 2、为检测球体表面各个方向的缺陷，在下列磁化方法中应选择哪些磁化方法在相应空格内画“”）？并说明其选用和不选用的理由。7 分）触头法 感应电流法 中心导体法 磁轭法 答：考虑题目要求检测内外表面各方向缺陷、检测效率，在上述给定的四种磁化方法中只能 选择感应电流法加中心导体法，而不宜选用磁轭法和触头法。1 分）不选择的理由： 3 分） 磁轭法和触头法均不能检测内表面缺陷。 、磁轭法和触头法一次磁化只能检验较小的区域；要求分块累积检验，很费时，对批量检 测不适用。球体表面非常光洁，采用触头法且操作不当易产生打火烧伤现象。 球

22、体直径较小，采用磁轭法难以保证接触良好。 基于以上理由，不宜选用磁轭法和触头法。 3 分） 选择感应电流法加中心导体法的理由：球体有 60 内孔，可以方便地实行中心导体法和感应电流法， 两者结合，可以检测内外表面所有方向的缺陷。中心导体法磁化电流不从工件上直接流过，不会产生电弧；感应电流法产生的 感应电流也不会烧伤工件。几个工件可穿在芯棒上和感应铁芯上一次磁化，检测效率高，适合于批量检 测；3、工件整体周向磁化方法有直接通电法和中心导体法两种，从操作方便性、磁化效果、检 测要求适应性等方面比较两种方法在该工件应用的可行性。 5 分） 答：采用中心导体法比采用直接通电法较为可行。因为： 1 分）

23、 磁化电流不从工件上直接流过，不会产生电弧；可检测内、外表面缺陷；几个工件可穿在芯棒上一次磁化，检测效率高； 工艺方法简单、操作方便、磁化效果较好、便于在该工件上实行。 2 分） 直接通电法需采用专用电极，否则难以保证与工件良好接触，且操作不当易产 生打火烧伤现象。另外，直接通电法只能检测外表面缺陷。 2 分）4、采用中心导体法交流电磁化对该工件进行磁粉检测时，用M1 灵敏度试片验证内外表面灵敏度情况，结果内表面试片上显示三圈圆形的人工缺陷磁痕，外表 面试片上只显示二圈圆形的人工缺陷磁痕，请解释内外表面灵敏度差异的原因。 3 分）答：内表面灵敏度优于外表面，主要因为： 内表面离中心导体更近，从

24、而电流产生的磁场强度更强。 1 分） 中心导体法用交流电进行磁化时，会在筒形工件内产生涡电流ie，因此工件的磁场是芯棒中的传感电流 It 和工作内的涡电流 ie产生的磁场的叠加，因为此涡电流 ie有集肤效应，由 此导致工件内外表面检测灵敏度相差很大。 2 分）5、采用中心导体法对该球体进行磁化，如下图所示，请比较图示中球体外表面A、B、C 三/ 10处的磁感应强度大小，并简述理由。 5 分）从而，从而磁感应强度高于A、B 二处。 2 分）A 处与 B 处与中心导体的距离相等，两者电流产生的磁场强度相同，但因为B 处靠近键槽，磁感应线受键槽的影响产生畸变，部分磁感应线穿过空气形成漏磁场，部分向键槽下表面或两侧绕过。从而导致 B 处的磁感应强度小