上海仓信电子科技有限公司

                                                                          吕世磊

【摘要】 本文从精密铝管的兴起开始论述，总结分析了精密铝管生产过程中的常见缺陷和产生机理，结合目前的实际探伤方法，分析得出结论，制定连续挤压精密铝管涡流探伤方法的国家标准势在必行。

【关键字】康风挤压  热挤压  GB/T5126-2001  离线探伤 铝管在线探伤

一、前言

热挤制精密铝管由于性能优良，易于成型加工，成本低等优势，在汽车散热系统，家电行业，工业制冷设备，海水淡化等行业得到比较广泛应用。

　　精密铝管制造技术目前有两种方法，传统的冷拔方式和连续热挤压加连续盘拉方式。由于制造技术和质量原因，传统冷拔方式生产效率低，表面质量差，而盘拉制造技术是比较先进的制造技术，生产效率高，成材率高，并且人工费用低。

　　国内由于成本和制造技术原因，很多铝管厂家选用康风连续挤压机制造精密盘拉铝管。该制造技术是用盘状铝杆，经过康风连续挤压机，直接挤压获取盘管，再经过连续盘拉获取精密盘拉铝管。铝杆是上引法或加扎制工艺获取。康风连续挤压不需要预先加热，直接由铝杆挤压成需要的铝盘管，成本低，生产效率高，成材率高，几乎没有工艺废料。据统计，国内近几年引进的康风挤压生产线已达近200条，每年投放市场的精密铝管达几十万吨。

　　国际上比较先进的精密铝盘管制造技术是采用大吨位热挤压机，经过热挤压工艺获取，这种制造工艺对熔炼铸造技术，模具技术，挤压设备和挤压技术等要求非常高，并且设备投资大，铸棒表面氧化层需要在挤压过程去除，并且相对康风连续挤压成材率要低些。但随着近几年相关技术的突破，生产效率的提高，国内不断引进热挤压生产线，据初步统计，截至目前国内引进的热挤压生产线已达10条以上，总体来看，康风挤压和热挤压是未来精密铝管制造的发展趋势。

二、康风热挤压精密铝管常见缺陷及产生机理

1.气泡，是在铝管管壁表层沿长度方向出现的单独或连续的几个小气泡。

气泡产生的主要原因是铝杆制造过程中，熔铸锭中溶解的气体以氢为主，在后续加工中显现出来。从上引法熔铸特点及热力学原理上很难去避免吸氢（空气中水蒸气高温分解为氢气和氧气），虽然各个专业厂家都在尽最大努力消除铝液吸氢，但很难做到含氢量小于0.15cc/100g的高端技术要求。另外，特别是在冷挤压时，由于压力比较小，没有排气等过程，容易导致气泡问题。即使没有形成气泡，由于气体分子的存在，打断了金属晶体的连续性结构，在宏观上表现为气泡，造成不耐腐蚀，机械性能偏低（如图2.1）。

 图2.1 ：气泡

2.非金属夹杂，一般多是铝氧化膜及颗粒状的氧化铝，电解质等存在于铝管基体中或表面，容易引起泄漏，表面划伤等。

　　非金属夹杂除了在熔炼过程中产生的氧化铝膜和其它非金属夹杂外，铝杆的存储运输暴露在空气中，铝杆表面也形成一层氧化膜。这种坯料经过连续挤压，非金属夹杂也发生变形，由于其塑性和铝合金本体差异很大，铝合金变形时，非金属夹杂和铝合金本体分离，破坏了铝合金连续性，形成夹杂裂纹，使的铝管机械性能和耐腐蚀性能降低（如图2.2）。

　　 图2.2：夹杂

3.沙眼，是在铝管内外表面沿长度方向的鸭蛋形小坑，一般直径小于1mm。

　　砂眼是铝杆连续挤压前清洗过程中，由于铝杆表面氧化物和水形成氧化铝水合物，在挤压时，在铝管表面形成沙眼（如图2.3）。

　　图2.3：沙眼

4.划伤，是铝管表面存在有凹陷沟槽，一般是非金属夹杂物粘着在模具上而擦伤铝管表面。

划伤是金属流动过程中，铝合金与模具接触面上，由于剪切应力存在，促进非金属夹杂和铝合金本体分离，当材料流动到模具出口处，硬的非金属夹杂容易堆积在工作带上，这种颗粒使铝管表面划伤，铝管扩口，墩头使铝管容易开裂，泄漏（如图2.4）。

图2.4：划伤

5.结疤，是铝管表面上，带有一圈一定体积的粘结物，大多是铝杆表面氧化铝的堆积物。

结疤是硬的非金属夹杂堆积在工作带上，当这种堆积到一定程度，被铝管带出，粘连在铝管外表面而形成结疤（如图2.5）。

　　 图2.5：结疤

6.裂纹或麻坑，是铝管表面极其微小的裂纹，较严重时表现为麻坑。

　　裂纹或麻坑是铝杆在轮带式连铸过程中，盘料时在外表面产生细小裂纹，同时在扎制过程中由于润滑不良也会在铝杆表面形成的微小的裂纹，这些裂纹在挤压过程中不能消除，导致铝管表面形成微小裂纹，严重时表现为麻坑（如图2.6）。

　　 图2.6：麻坑

上述质量缺陷与连续挤压制造工艺技术密切相关，它们的存在严重影响铝管的质量，铝管气密性，耐腐蚀性，机械性能等控制困难，从而限制了精密铝管的应用范围，使工业上，特别是汽车工业应用埋下很大的质量隐患，所以必须加强精密铝管的质量检测。

三、 热挤压精密铝管的探伤现状

国内进口的连续挤压精密铝管生产线,是专门生产冰箱蒸发器用配套产品的设备。由于多数厂家在引进设备时没有配套在线探伤检测设备,因此产品的检测成为难题。国内有些厂家靠手摸和生产完后打压做气密试验来保证产品质量。这种方法存在许多问题,因为手摸是完全凭着手的触感来判断废品,这种检测只对气泡和大的缺陷有感觉,而对那些致命缺陷如:针孔、夹渣、内堵、分层和裂纹无能为力,同时人为的不确定因素影响很大;而气密试验仅能检测出造成泄漏的缺陷,而对那些隐含性缺陷,如未穿孔针眼、小夹渣、浅分层和微小裂纹也毫无办法,如果此类缺陷产品一旦流到用户那里,将会留下极大的隐患。

因此，从2005年以后一些铝管生产厂家引进了涡流探伤方法，实践证明连续挤压铝管生产线采用涡流探伤对提高产品质量是有很大帮助的,它可以根据缺陷的阻抗波形走势,分析产品质量信息,加强产品质量控制。

但由于挤压铝管的生产工艺、产品质量标准、成品包装要求不同于冷拉直条无缝铝管，再加上“在线”涡流探伤方式、挤压铝管上缺陷的类型、探伤时铝管平稳性均与冷拉直条无缝铝管的“离线”式涡流探伤有着很大的区别，因此连续挤压铝管对涡流探伤设备综合性能要求较高，如：周向灵敏度差的波高波动小与10%，探伤灵敏度高，验收标准严等等。

国内的涡流探伤仪器生产厂家为适应铝管探伤的需要做了很多试验和研究，但由于技术水平等因素的限制，造成了仪器综合性能的参次不齐，目前在国内的铝管生产线上使用的涡流检测仪器种类繁杂，有些仪器本身噪音信号高，有些仪器探伤结果不能自动统计，有些仪器喷墨打标不准确，有些仪器稳定性很差等等。

由于缺乏统一的国家标准，只是仅仅参照GB/T5126-2001《铝以及铝合金冷拉薄壁管材涡流探伤方法》执行，造成了铝管探伤水平的参次不齐，对产品质量的提升造成了很大的限制,只有上海仓信电子科技有限公司生产的涡流探伤仪在市场上反应良好。

由于目前没有对应的热挤压精密铝管涡流探伤国家标准造成了如下问题：

（1）涡流探伤仪器的生产厂家没有统一的标准，出具的探伤报告差别较大。

（2）涡流探伤仪器在生产现场的使用情况令人担忧，有些只是为了应付了事。

（3）铝管上常见缺陷的漏判误判现象严重。

四、结论

目前国内关于铝管探伤的国家标准仅有GB/T5126-2001《铝以及铝合金冷拉薄壁管材涡流探伤方法》一项，这一标准对连续挤压精密铝管涡流探伤过程有很多明显不适用的地方，已经不能满足实际的工业生产需要。因此迫切需要制定适用于连续挤压精密铝管涡流探伤的国家标准，

参考文献：

1、《康风（CANFORM）连续挤压小铝管在线涡流探伤》刘力

2、《GB/T5126-2001铝及铝合金冷拉薄壁管材涡流探伤方法[1]》

3、范弘.冶金部无损检测高级(Ⅲ级)人员培训教材:金属材料的涡流检测