机械设备服务介绍

注塑机是塑料加工行业的核心设备，其关键部件（如料筒、螺杆、锁模机构等）长期承受高温、高压及机械摩擦，易产生内部裂纹、疲劳损伤等缺陷，若未及时发现可能导致停机甚至安全事故。超声检测作为注塑机无损探伤的主流方法，凭借非破坏性、深层缺陷检测能力及高灵敏度等优势，能有效识别部件内部隐患。但实际应用中，需掌握适配的技术要点，同时应对信号干扰、缺陷误判等常见问题，因此深入解析其应用要点与问题处理，对保障注塑机运行安全具有重要意义。

超声检测的基础原理与注塑机部件的适配性

超声检测的核心原理是利用超声波在介质中的传播特性——当超声波遇到不同声阻抗的界面（如缺陷与基体的边界）时，会产生反射、折射或散射信号，通过接收并分析这些信号的幅值、相位及传播时间，可判断缺陷的位置、大小及性质。

注塑机的关键部件如料筒、螺杆通常采用合金钢（如38CrMoAlA）或碳钢制造，这类材料具有良好的声传导性能，超声波在其中的衰减较小，能有效穿透10mm至数百毫米的壁厚，适配料筒的厚壁结构检测需求。而锁模机构的铸钢件或焊接件，其内部可能存在的气孔、夹渣等缺陷，也能通过超声波的反射信号被精准捕捉。

需注意的是，注塑机部件表面常存在氧化皮、油污或加工纹路，这些会影响超声波的入射效率，因此检测前需对表面进行清理——但无需过度打磨，避免破坏部件原始状态，只需去除明显的附着物即可，这是保障检测准确性的前提。

注塑机关键部件的超声检测重点

料筒是注塑机的“心脏”部件，长期承受高温塑料熔体的冲刷及螺杆的摩擦，易产生内部裂纹（尤其是料筒内壁的纵向裂纹）、壁厚减薄及局部磨损。检测时需重点关注料筒内壁至外壁的径向区域，采用斜探头或双晶探头沿圆周方向扫查，确保覆盖整个内壁表面；对于壁厚减薄，可通过测量超声波的传播时间计算壁厚，对比原始设计值判断磨损程度。

螺杆的检测重点在于螺纹根部的疲劳裂纹——螺杆在旋转时，螺纹根部承受周期性的弯曲应力，易产生微观裂纹并逐步扩展。由于螺杆结构特殊（带有螺旋螺纹），需选用小尺寸的聚焦探头，沿螺纹根部的切线方向扫查，避免螺纹齿对超声波的遮挡；同时，需注意区分螺纹齿的反射信号与缺陷信号，可通过调整探头角度或增益来识别。

锁模机构的关键检测部位是模板的焊接接头及拉杆的应力集中区。模板通常为焊接结构，焊缝内部易存在未熔合、气孔等缺陷，需采用直探头沿焊缝垂直方向扫查，或用斜探头进行角焊缝检测；拉杆作为锁模力的传递部件，其螺纹连接部位及杆身的过渡圆角处易产生应力腐蚀裂纹，检测时需重点扫查这些应力集中区，可采用周向扫查法确保覆盖所有可能的裂纹位置。

液压系统的油缸缸筒及活塞杆也是检测重点，这些部件承受高压液压油的作用，易产生内壁腐蚀坑或活塞杆表面的纵向裂纹。检测油缸缸筒时，可将探头置于缸筒外侧，沿轴向扫查；活塞杆则需采用表面波探头，检测表面及近表面的裂纹，因为表面波对表面缺陷的灵敏度更高。

超声检测探头选择与参数设置要点

探头的选择直接影响检测结果的准确性，需根据检测部位的结构、材料及缺陷类型来确定。直探头（纵波探头）适用于检测部件内部的体积型缺陷（如气孔、夹渣）及壁厚测量，比如料筒的壁厚检测、模板内部的气孔检测；斜探头（横波探头）则适用于检测表面或近表面的裂纹，尤其是垂直于表面的裂纹，比如螺杆螺纹根部的裂纹、拉杆的应力腐蚀裂纹。

双晶探头（组合探头）由两个晶片组成，一个发射超声波，一个接收，适用于检测薄件或近表面缺陷（如厚度小于10mm的部件），因为它能消除近场盲区，提高近表面缺陷的检测灵敏度，比如液压油缸活塞杆的近表面裂纹检测。表面波探头则专门用于检测部件表面的裂纹，如活塞杆表面的纵向裂纹，其超声波沿表面传播，对表面开口缺陷的灵敏度极高。

参数设置方面，频率的选择需平衡穿透能力与分辨率——频率越高，分辨率越高，但穿透能力越弱；频率越低，穿透能力越强，但分辨率越低。对于注塑机的厚壁部件（如料筒，壁厚50mm以上），通常选择2.5MHz的频率；对于薄壁部件（如活塞杆，壁厚10mm以下），选择5MHz或更高频率。晶片尺寸的选择则需考虑扫查范围与灵敏度——晶片越大，扫查范围越大，灵敏度越高，但近场盲区越大；因此，检测小尺寸部件（如螺杆螺纹根部）时，需选用小晶片（6mm或8mm）的探头，避免近场盲区覆盖缺陷区域。

入射角的设置对于斜探头至关重要，需根据部件的材料声速及缺陷方向调整。比如检测螺杆螺纹根部的横向裂纹时，入射角需调整至使横波与裂纹垂直，以获得最强的反射信号；通常可通过试块校准的方式确定最佳入射角，确保探头与缺陷的耦合效果。

耦合剂的选择与使用技巧

耦合剂的主要作用是排除探头与部件表面之间的空气，使超声波能有效传入部件内部，因此耦合剂的性能直接影响检测信号的强度与稳定性。常见的耦合剂包括机油、甘油、水及专用超声耦合剂（如水性耦合剂、油性耦合剂）。

机油是最常用的耦合剂，成本低、易获取，适用于大多数金属部件的检测，但在高温环境下（如刚停机的料筒，表面温度超过60℃），机油易挥发，导致耦合效果下降，此时需选用耐高温的耦合剂（如专用高温耦合剂）。甘油的耦合效果优于机油，但其粘性大，易污染部件表面，适用于精度要求高的检测场景（如螺杆螺纹根部的裂纹检测）。水作为耦合剂的优点是无污染、易清理，但对表面粗糙的部件（如铸钢模板），水的渗透能力不足，需添加少量润湿剂（如洗洁精）提高耦合效果。

使用耦合剂时需注意以下要点：一是耦合剂的涂抹量要适当，过多会导致探头滑动困难，过少则无法有效排除空气，通常以探头移动时表面形成一层均匀的薄膜为宜；二是避免耦合剂中混入杂质（如金属屑、灰尘），这些杂质会产生虚假反射信号，影响缺陷判断；三是检测完成后需及时清理耦合剂，尤其是机油或甘油，避免腐蚀部件表面或影响后续加工。

缺陷信号的识别与判定难点解析

超声检测中最常见的难点是缺陷信号与假信号的区分。假信号通常由表面粗糙、耦合不良、探头晃动或部件结构（如螺纹、倒角）引起，其特点是信号幅值不稳定、位置不固定，调整探头位置或耦合剂后信号会消失。而缺陷信号的特点是幅值稳定、位置固定，多次扫查后信号重复出现，比如料筒内壁的裂纹信号，无论探头如何移动，只要覆盖裂纹位置，就会出现明显的反射信号。

缺陷的定性判定需结合信号特征与部件的工作环境。比如裂纹信号通常表现为尖锐的单峰或多峰，幅值随探头角度的调整而变化（当探头与裂纹垂直时幅值最大）；气孔信号则表现为分散的小峰，幅值较低，且位置随机；夹渣信号的幅值较高，通常为宽峰，位置固定。例如，螺杆螺纹根部的疲劳裂纹，其信号通常为沿螺纹方向的连续峰，幅值随裂纹长度的增加而增大；而料筒内的气孔信号则为随机分布的小峰，幅值较低。

缺陷的定量判定需借助试块校准。比如缺陷的深度可通过超声波的传播时间计算（深度=声速×传播时间/2），需注意声速的取值要与部件材料一致（如合金钢的声速约为5900m/s，碳钢约为5920m/s）；缺陷的长度可通过探头移动的距离确定（当信号幅值下降至最高幅值的50%时，探头移动的距离即为缺陷长度）；缺陷的面积则需通过扫查覆盖整个缺陷区域，计算其二维尺寸。需注意的是，对于形状不规则的缺陷（如裂纹），定量结果可能存在误差，需结合多种检测方法（如磁粉检测、渗透检测）验证。

超声检测中常见干扰因素的排除方法

表面状态干扰是最常见的因素之一，部件表面的氧化皮、油污、加工纹路会导致超声波的反射或散射，产生虚假信号。排除方法是检测前对表面进行清理：氧化皮可用钢丝刷或砂纸去除，油污用酒精或丙酮擦拭，加工纹路则可通过调整探头角度（如采用斜探头沿纹路垂直方向扫查）减少干扰。

耦合剂干扰主要表现为耦合剂不足或混入杂质，导致信号幅值下降或出现杂波。排除方法是确保耦合剂涂抹均匀，避免杂质混入；对于高温部件，选用耐高温耦合剂；对于表面粗糙的部件，增加耦合剂的涂抹量或选用粘性大的耦合剂（如甘油）。

探头性能干扰包括探头晶片磨损、声透镜损坏或探头与仪器的连接不良，导致信号失真。排除方法是定期校准探头：用标准试块检测探头的灵敏度、分辨率及声束指向性，若性能下降则更换探头；检查探头与仪器的连接电缆，确保接触良好，避免电缆松动导致信号波动。

电子噪声干扰通常由仪器电源不稳定或周围电磁干扰（如附近的电焊机、变频器）引起，表现为屏幕上出现随机的杂波。排除方法是使用稳压电源供电，远离电磁干扰源；若无法远离，可采用屏蔽电缆或增加仪器的抗干扰设置（如开启仪器的滤波功能）。

注塑机超声检测的规范化操作流程要点

前期准备是保障检测准确性的基础：首先需收集部件的设计图纸、材料牌号、使用历史及既往检测报告，了解部件的结构、材料特性及可能存在的缺陷类型；其次需清理检测表面，去除氧化皮、油污等附着物；最后需检查仪器与探头的性能，确保仪器处于正常工作状态，探头无损坏。

试块校准是关键步骤：需选用与检测部件材料、厚度及缺陷类型一致的标准试块（如CSK-ⅠA试块、CSK-ⅢA试块），校准仪器的灵敏度、声速及缺陷定位精度。例如，检测料筒的壁厚时，需用与料筒材料相同的试块校准声速，确保壁厚测量的准确性；检测螺杆螺纹根部的裂纹时，需用带有相似裂纹的试块校准探头的入射角及灵敏度。

扫查操作需遵循“全面、均匀、重复”的原则：扫查时探头需与部件表面保持垂直（直探头）或按设定的入射角（斜探头），移动速度不宜过快（通常不超过100mm/s），确保每个区域都被覆盖；对于关键部位（如螺杆螺纹根部、拉杆应力集中区），需进行交叉扫查（沿两个垂直方向扫查），避免遗漏缺陷；扫查过程中需随时观察仪器屏幕上的信号，若发现异常信号，需重复扫查确认。

记录与报告需详细、准确：记录内容包括检测仪器型号、探头参数、耦合剂类型、检测部位、缺陷位置、信号特征及定量结果；报告需附部件的示意图，标注缺陷的位置与大小，并根据缺陷的性质及大小给出处理建议（如继续使用、维修或更换）。需注意的是，记录与报告需保留原始数据，避免后期修改，确保可追溯性。