緊固件作為常見的機械零部件，在工作中可能會出現(xiàn)裂紋、腐蝕、凹坑以及人為損傷等缺陷，將嚴重威脅著現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。

        以非常貼近我們?nèi)粘Ｉ畹钠嚍槔?，串?lián)起汽車關(guān)鍵零部件的緊固件一旦腐蝕斷裂失效，輕則汽車故障，重則出現(xiàn)人員傷亡。

        在這個對緊固件的質(zhì)量要求日益嚴苛的時代，高精度檢測，已成為緊固件原材料挑選及生產(chǎn)制造的必要工序！

        因此，在緊固件廠必要設(shè)立表面缺陷檢測工位，并安排相應(yīng)的技術(shù)人員，對生產(chǎn)的固件進行表面缺陷檢測。

        那么緊固件表面缺陷種類有哪些呢？其產(chǎn)生的原因以及檢測的依據(jù)又是什么呢？

01緊固件常見缺陷類型及檢測要點

        汽車零部件-螺栓為例，從設(shè)計圖樣到制品，要經(jīng)歷一系列工藝流程，流程中存在眾多復雜因素，極有可能形成某種缺陷，若這些缺陷未被檢測發(fā)現(xiàn)，或檢測手段落后而發(fā)現(xiàn)不了，或技術(shù)標準不合理等，使得原本不應(yīng)該流入市場的不合格品成為商品，從而成為在后續(xù)裝配服役過程中失效的潛在因素。

        汽車零部件常見缺陷可以分為：制造工藝缺陷、原材料缺陷。

        制造工藝產(chǎn)生的缺陷

        成形工藝不當造成的工藝缺陷種類較多，例如，成形工藝不當所致粗晶或晶粒不均勻、成形工藝不當所致螺紋流線分布不順或穿流、螺紋滾壓工藝不當造成缺陷、加工藝不當造成的缺陷、成形工藝不當導致裂紋、熱處理工藝不當導致淬火裂紋等。

① 淬火裂縫

淬火裂縫示意圖

產(chǎn)生原因：在熱處理過程中，由于過高的熱應(yīng)力和應(yīng)變，都可能產(chǎn)生淬火裂縫。淬火裂縫通常是不規(guī)則相交、無規(guī)律方向的呈現(xiàn)在緊固件表面。

檢測要求：任何深度、任何長度或任何部位的淬火裂縫都不允許存在。

② 鍛造裂縫

鍛造裂縫示意圖

產(chǎn)生原因：鍛造裂縫可能在切料或鍛造工序中產(chǎn)生，并位于螺栓和螺釘?shù)念^部頂面，以及凹穴頭部隆起部分。

檢測要求：鍛造裂縫的長度L ：L≤d；鍛造裂縫的深度或者寬度 b：b≤0.04d；d---螺紋公稱直徑。

③ 鍛造爆裂

鍛造爆裂示意圖

產(chǎn)生原因：在鍛造過程中可能產(chǎn)生鍛造爆裂，例如在螺栓和螺釘六角頭的對角上，或在法蘭面或圓周上，或在凹穴頭部隆起部分出現(xiàn)。

檢測要求：

        六角頭及六角法蘭面螺栓和螺釘：六角法蘭面螺栓和螺釘?shù)姆ㄌm面上的鍛造爆裂，不應(yīng)延伸到頭部頂面的頂圓(倒角圓)或頭下支承面內(nèi)。

        對角上的鍛造爆裂，不應(yīng)使對角寬度減小到低于規(guī)定的最小尺寸。螺栓和螺釘凹穴頭部隆起部分的鍛造爆裂,其寬度不應(yīng)超過 0. 06d 或深度低于凹穴部分。

        圓頭螺栓和螺釘及六角法蘭面螺栓：螺栓和螺釘及六角法蘭面和圓頭圓周上的鍛造爆裂的寬度，不應(yīng)超過下列極限：≤0.08dc(或 dk) (只有一個鍛造爆裂時) ；≤0.04dc(或 dk)(有兩個或更多的鍛造爆裂時，其中有一個允許到 0.08dc 或 dk，其中d 一螺紋公稱直徑；dc---頭部或法蘭直徑；dk---頭部直徑。

④ 剪切爆裂

剪切爆裂示意圖

產(chǎn)生原因：在鍛造過程中可能產(chǎn)生剪切爆裂，例如在圓頭或法蘭面產(chǎn)品的圓頭或法蘭面的周圍出現(xiàn)，通常和產(chǎn)品軸心線約成 45°。也可能產(chǎn)生在六角產(chǎn)品的對邊平面上。

檢測要求：

        六角頭及六角法蘭面螺栓和螺釘：六角法蘭面螺栓和螺釘?shù)姆ㄌm面上的剪切爆裂，不應(yīng)延伸到頭部頂面的頂圓(倒角圓)或頭下支承面內(nèi)。對角上的剪切爆裂，不應(yīng)使對角寬度減小到低于規(guī)定的最小尺寸。

        螺栓和螺釘凹穴頭部隆起部分的鍛造爆裂,其寬度不應(yīng)超過 0. 06d 或深度低于凹穴部分。

        圓頭螺栓和螺釘及六角法蘭面螺栓：螺栓和螺釘及六角法蘭面和圓頭圓周上的剪切爆裂的寬度，不應(yīng)超過下列極限：≤0.08dc(或 dk) (只有一個剪切爆裂時) ；≤0.04dc(或 dk)(有兩個或更多的剪切爆裂時，其中有一個允許到 0.08dc 或 dk ，其中d 一螺紋公稱直徑；dc---頭部或法蘭直徑；dk---頭部直徑。

        原材料的缺陷

        原材料缺陷主要包括表面裂紋、表面折疊、表面脫碳、表面粗晶環(huán)、殘余縮孔和夾雜缺陷等。

① 原材料的裂紋和條痕

原材料的裂紋和條痕示意圖

產(chǎn)生原因：原材料的裂紋和條痕通常是沿螺紋、光桿或頭部縱向延伸的一條細直線或光滑曲線的缺陷。裂紋和條痕通常是制造緊固件的原材料中固有的缺陷。

檢測要求：裂紋或條痕的深度：≤0.03d。如果裂紋或條痕延伸到頭部，則不應(yīng)超出對鍛造爆裂規(guī)定的寬度和深度的允許極限，d為螺紋公稱直徑

② 凹痕

凹痕示意圖

產(chǎn)生原因：凹痕是在鍛造或鐓鍛過程中，由于金屬未填滿而呈現(xiàn)在螺栓或螺桿表面上的淺坑或凹陷。凹痕是由切屑或剪切毛刺或原材料的銹層造成的痕跡或壓印，并在鍛造或鐓鍛工序中未能消除。

檢測要求：凹痕的深度 h：h≤0.02d（最大值為 0.25mm）。凹痕的面積：支承面上凹痕面積之和，不應(yīng)超過支承面總面積的 10%。d為螺紋公稱直徑。

③ 皺紋

皺紋示意圖

產(chǎn)生原因：皺紋是在鍛造過程中，呈現(xiàn)在緊固件表面的金屬折疊。在鐓鍛的一次沖擊過程中，由于體積不足和形狀不一造成材料的位移而產(chǎn)生皺紋。

檢測要求：位于或低于支承面的內(nèi)拐角上不允許有皺紋，但在上述圖示或產(chǎn)品標準中特殊允許者例外。在外拐角上的皺紋允許存在。

④ 切痕

切痕示意圖

產(chǎn)生原因：切痕是縱向或周向方向淺的溝槽，在鐓鍛的一次沖擊過程中，由于體積不足和形狀不一造成材料的位移而產(chǎn)生皺紋。

檢測要求：在光桿、圓角或支承面上，由于加工產(chǎn)生的切痕，其表面粗糙度不應(yīng)超過Ra=3.2μm

02 基于機器視覺技術(shù)的檢測方法

        工業(yè)4.0時代，針對市場緊固件生產(chǎn)越來越趨于精密化，而用人成本不斷增高，人工效率及穩(wěn)定性也不高，誤檢、漏檢比率高。

        目前市場，推出基于機器視覺的檢測方法，檢測原理是通過CCD相機拍照，軟件進行圖像分析，這種方法高效、高速、非接觸的檢測。

        就例如螺絲螺母螺紋檢測，對于品質(zhì)要求極為嚴格，大多廠家主要采用的是機械檢測方法。常用的有螺紋量規(guī)、工具顯微鏡、和其他通用量儀等，這些方法都是手工進行的，不僅檢測速度慢、檢測精度低，而且，螺絲螺母的使用量一般都很大，都是大批量生產(chǎn)，這時外觀檢測依靠人工是完全應(yīng)付不過來的，所以只能采用機器視覺檢測設(shè)備來進行品質(zhì)檢測。