铸件 X 射线检测：外观检查漏掉的裂纹与气泡

为什么这些缺陷能躲过外观检查

先看气泡。熔融金属中溶解的气体，在凝固过程中会析出；如果来不及逸出，就被包裹在金属内部，形成气泡。再看裂纹：金属凝固时要收缩，当收缩受阻、应力超过截面能承受的限度，裂纹就产生了。

这两类缺陷都喜欢出现在壁厚突变的位置——恰好是这类零件半圆筒与方框相接的过渡区：厚大的金属实体与较薄的壁在这里交汇。而由于缺陷藏在铸件内部，零件可以通过所有外部检查：涂层照常覆盖，尺寸测量合格，表面看不出任何异常。

三颗铸件，三张 X 射线图像

图 1 中的三颗铸件被逐颗成像（检测实况见图 2），结果如图 3 所示：每颗铸件一张图像，从左到右依次排列。

图 2  检测实况：铸件与屏幕上的实时 X 射线图像对照

在这类图像里，深色代表射线穿过的材料更多——厚实的半圆筒几乎呈黑色——亮斑则代表材料更少。三颗铸件在半圆筒与方框的过渡区，都出现了不规则的亮斑：偏圆的亮斑符合气泡的特征，尖锐的线状亮斑符合裂纹的特征。

图 3  三颗铸件的 X 射线图像：1 号、2 号、3 号（从左至右）

缺陷集中在这个位置不是巧合。厚薄过渡区最后凝固，也最先积聚应力，所以气泡和裂纹常常结伴出现在同一区域。

需要说明的是，判读这类图像仍需要经验：边缘效应和结构投影有时会伪装成缺陷，临界情况的判定，应交给有经验的人员。

X 射线检测能说明什么，不能说明什么

X 射线检测呈现的是铸件的内部结构：有没有孔洞或裂纹、在什么位置、有多大。它不测量力学强度，也不做合格判定。气泡允许多大、裂纹允许多长，属于供需双方在质量协议里约定的内容。

在实际生产中，这让 X 射线检测在三个环节最有价值：新模具或新工艺的首件验证、生产过程中的周期抽检，以及可疑批次在进入机加工或装配之前的分拣——到了那一步再发现内部缺陷，代价要高得多。

本文图像由骅飞 HF-S100 X 射线检测设备拍摄。设备的具体规格与功能，以骅飞官网公布的技术规格书为准。