巴克豪森噪声(BN)这一物理现象是用它的发现者命名的,本质上是磁化过程后的余效反应,它是用振幅和多重频率表征的一种电磁信号。巴克豪森噪音是在铁磁性材料被磁化后产生的,受材料本身的导磁率影响。 钢铁的导磁性能和相应的巴克豪森信号是和其金属特性密切相关的。一般来说,钢铁的硬度下降,巴克豪森噪音信号振幅增大,当压应力变化为拉应力时振幅也增大。 巴克豪森声音分析(BNA)是根据此物理现象进行的相关应用分析,BNA的应用也包括了应力大小分析(磁至伸缩弹性法)。
巴克豪森信号由Rollscan主机和探头部分测量得到。Rollscan图形可以用来监测工件磨削面的质量。一个合格工件的表面是均匀的,不管是金相组织还是残余应力的分布。此表面对应的Rollscan测量曲线是平缓的,总体信号值较低。而有缺陷的表面其测量曲线会有明显的尖峰,信号值很高。磨削面的缺陷和信号尖峰是对应的,测量曲线的形状大小也是和残余应力的状况对应的。 Rollscan有效的测量深度大约是0.02mm。
巴克豪森噪声一般用于磨削面的烧伤缺陷检查。在磨削加工时因为种种原因常会出现局部过热的情况,从而产生二次回火造成小部分区域的硬度下降。这也是为什么要检测磨削烧伤的原因。 传统的磨削烧伤检验是根据钢材因硬度和残余应力情况在不同比率的弱酸中腐蚀的不同程度来判定的。这个过程要按照一定的流程在酸溶液和中性溶液中对工件表面进行处理。烧伤的状况要看浸蚀面的颜色情况而定。较硬没有烧伤的表面肉眼看来呈现浅灰色,有烧伤的则会呈现深灰色,因为酸的腐蚀反应更强烈。更严重的烧伤情况是出现了二次回火。
酸蚀检验存在着一些实际不可取的问题:首先,需要使用多种危险的化学药剂;其次,需要一个熟练的操作者;再次,对结果定级是一个主观的过程;最后,操作过程中颜色也不是一成不变的。酸蚀检验也比较慢,把检验结果回馈到生产区校正生产时可能会造成延误。
用Rollscan进行磨削烧伤检验首先要进行非破坏性试验,将结果和酸蚀检验的结果很好的对应起来。要标定Rollscan需要在工件上进行测量。工件要进行酸蚀,在酸蚀等级和Rollscan信号间进行比对。恰当的对比关系必须建立在Rollscan的量程和磨削烧伤的程度范围内。 这个过程是定量的,给磨削烧伤缺陷确定了准确的数量值。最后,我们要确定什么程度的烧伤是不可接受的,已经相对应的 Rollscan数值是多少。这就是确定Rollscan的检出限(不合格限值)。
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