基于CPCI高速数据采集系统在变速箱齿轮焊缝探伤检测的应用

  随着国民经济的的稳步、快速增长，人们生活水平不断提高，把更多的收入放到了汽车消费上，我国的汽车保有量逐年快速增加、汽车产业也是在蓬勃发展中。在汽车保有量快速增长的同时，汽车的性能越来越好、速度也越来越快，这就对汽车的关键部件——变速箱齿轮的质量提出了更高的要求。变速箱齿轮是汽车传动的关键部件，在使用过程中承受较大的应力。变速箱齿轮通常采用流水线方式的单轮生产，再把2个齿轮经清洗、压装后焊接在一起。电子束焊和激光焊是在汽车齿轮焊接运用广的2种焊接方式。激光焊主要利用原子受激辐射的原理，使物质受激产生强度较高的光束，光束在工件上聚集为极小光斑，聚集大量能量、光斑温度可达1万摄氏度，将材料瞬间熔化。电子束焊是利用电子枪中产生的电子经加速、聚焦后冲击到工件表面，在极短的时间内，使电子具备极大的动能，随着电子的对材料的撞击，电子的动能大部分转换成热能，使工件被冲击部位的温度达几千摄氏度，致使材料局部熔化，实现焊接；对比以上2种焊接方式，在汽车齿轮焊缝焊接过程中，电子束焊焊接质量高，但焊接速度比较慢；激光焊则焊接速度快，但由于目前的技术限制，激光焊的熔深较浅且焊接的准确度不如电子束焊.这2种焊接方式在汽车齿轮生产厂中都有广泛的应用。但是，在焊接过程中都会出现焊裂、气孔、熔深不足等问题。为了保证汽车质量和安全，我国明确规定：汽车变速箱齿轮在出厂前必须进行严格的焊缝质量检测。现在对汽车变速箱齿轮质量的常用的检测方法是超声波检测。
 

  目前，国内汽车齿轮厂大多数采用的焊缝超声波探伤标准是低检测出Ф0.5mm平底孔当量的缺陷，需要选用中心频率5～10 MHz的高频超声波探头。通常、为了准确稳定地采集到缺陷回波信号，要求采样频率应达到模拟信号频率的10倍以上。同时，为了满足茵轮生产厂家对生产效率的要求，对数据传输时间也提出了较高的要求。传统的齿轮超声波探伤设备的数据采集系统多采用ISA总线或USB总线的传输，这2种总线的传输带宽小，无法达到实时性要求，一般的处理方法是将采集到的数据先进行压缩后再传输，这就损失了原始数据的真实性，给后期的判断、检测带来了限制。