目前，針對汽車制造領域，無損檢測技術主要用于車輛成品的質量檢測，包括車身、底盤的焊接件、鍛造件、鑄造件等，這一領域的應用相對廣泛又比較成熟。隨著現代機器人技術、自適應技術、自動控制技術、計算機技術等高端技術與無損檢測技術的不斷融合，汽車領域一些新的應用點也逐漸被挖掘出來。
無損檢測在汽車工業上的發展趨勢是建立完善的質量管理體系、加強過程主動檢測技術的研發及應用，加強對新材料無損檢測技術的研發應用。
NO.1 新能源汽車動力電池涂膠粘結質量檢測系統
隨著新能源汽車行業的快速發展，新能源汽車起火的安全事故時有發生，其安全性越來越受到公眾的關注。作為新能源汽車最核心的組成部分，動力電池的安全和質量至關重要，據統計，新能源汽車約80%的故障來源于動力電池。
目前動力電池一般采用有機硅進行密封，有機硅密封膠具有優異的性能，可滿足動力電池的防震、防水、阻燃、導熱的需求，有效提高動力電池的安全性。受工藝控制及老化等因素影響，有些電池涂膠會出現部分脫粘問題，在汽車長期運行下會引發局部過熱甚至起火的安全事故，因此對涂膠粘結質量進行檢測至關重要。
針對此問題，廣州多浦樂電子科技股份有限公司開發了一套動力電池涂膠粘接質量相控陣超聲檢測系統，如圖1所示，系統采用ROBUST相控陣板卡、全自動化多軸掃查系統并配以高頻、大陣元的特殊設計傳感器，能夠實現快速大面積二維精細化掃查，成像清晰、效果較好，可實現涂膠質量的高速可視化檢測。
圖1 動力電池涂膠粘接質量相控陣超聲檢測系統
智能化分析系統在掃查結束后會自動生成粘接率統計，省時省力，輕松完成數據分析。電池膠裝結構及檢測原理如圖2所示。
圖2 電池膠裝結構及檢測原理示意
電池涂膠檢測界面示例如圖3所示，C掃描圖中，黑色部分代表粘結質量良好的區域，黑色區域內白色方形和圓形部分為脫粘區。整個系統檢測圖像清晰可辨，同時能形成涂膠合格率分析，從檢測到出具報告全部自動完成，大大提高了自動化檢測效率。
圖3 電池涂膠檢測界面示例
NO.2 車用變速箱齒輪焊縫檢測系統
汽車變速箱齒輪是汽車傳動過程中的關鍵部件，直接關系到汽車行駛安全。目前齒輪焊接中主要采用電子束焊以及激光焊接技術，受焊接工藝、焊工操作或焊機設備等因素影響，焊接中不可避免地會產生各種缺陷，如氣孔、裂紋、夾渣或未焊透等。為了保證行車安全，我國相關規定要求變速箱齒輪在出廠前須經過嚴格的焊縫質量檢測。
該齒輪焊縫相控陣超聲檢測系統如圖4所示，由相控陣超聲檢測板卡、探頭、工控機、檢測工作臺、觸控操作屏、控制柜等部分組成。
圖4 齒輪焊縫檢測系統3D結構示意
系統設計充分考慮了汽車零配件企業生產節奏快、日產量高以及檢測人員專業化程度低等特點，選用高等級零部件以保證設備長期連續穩定的無故障運行，采用全傻瓜式操作設計，操作員只需將齒輪工件放入指定檢測工位，撥動開關，儀器便開始進入全自動檢測程序，30秒內即可自動完成一個齒輪焊縫的相控陣超聲全記錄成像檢測、焊縫缺陷自動分析識別、不良品工件自動剔除分選等全流程操作，如圖5和圖6所示，大大簡化了車用零部件企業的人力物力，嚴格把控了齒輪產品質量。
檢測完成后，合格品將滑入合格品槽中，不合格品滑入不合格品槽中。根據后續產品質量改進及焊接工藝分析需要，可對不合格品實施手動復檢，精準標出缺陷位置后進行破壞性驗證，并改進與優化后續焊接技術工藝，以保障產品質量。
圖5 齒輪焊縫現場檢測照片
(a)檢測圖像
(b)缺陷顯示
圖6 不良品工件檢測數據圖譜
NO.3 車用零部件快速檢測系統
車用零部件種類繁多、形狀各異，難以用統一的檢測方式進行檢測。設計制造了一套水浸多軸機械手檢測系統，如圖7所示，系統往復運行精度高，適用于平板、棒材、管材等工件，可檢測涵蓋氣孔、夾渣、裂紋、粘接不良、分層等類型的缺陷。配以自主研發的ROBUST相控陣板卡，可實現數據的快速實時上傳，滿足汽車零部件批量快速檢測需求，同時系統配備智能自動識別功能，能夠自動識別出缺陷并計算合格率。
圖7 水浸多軸機械手檢測系統
電池部件中一些關鍵壓緊裝置的零部件采用了點狀壓接的形式，壓接不牢會引起電池松動或者局部過熱等問題，因此需要對此類零部件的壓接質量進行全面檢測。運用上述水浸多軸檢測系統，采用高頻檢測手段，能夠在系統C掃描圖中清晰地看到壓接情況，如圖8所示。圖9所示為電池零部件檢測圖像分析示例。
圖9 電池零部件檢測圖像分析示例
結束語
除上述的幾個汽車自動化檢測案例外，多浦樂公司在壓鑄電控箱、安全氣囊以及車橋檢測等領域也開展了自動化研究，成果較為顯著。
當今汽車制造領域的超聲無損檢測已邁上了一個新的臺階，借助汽車行業高度自動化生產的優勢，可將無損檢測技術嵌入到生產環節，通過簡單的改裝或過程管理，在生產工序中加入質量檢測環節，達到加強過程質量監管和控制的目的。
未來，隨著智能無損檢測技術的不斷進步，先進的檢測技術與汽車智能技術相互融合，建立健全整車智能質量管理體系、加強過程主動檢測技術的研發及應用將是汽車檢測的發展趨勢。
