Автомобильные алюминиевые литые компоненты, такие как блоки цилиндров, корпуса трансмиссий и корпуса электродвигателей, представляют собой одни из самых сложных деталей для проверки на герметичность. Микропоры, точечные отверстия и пористость в сварных швах, присущие процессу литья под давлением, часто приводят к микроутечкам на микроуровне. Традиционные методы измерения падения давления не обладают необходимой точностью для их обнаружения, что приводит к пропуску утечек и последующим отказам после продажи, связанным с утечками масла или охлаждающей жидкости.

Благодаря своей сверхвысокой чувствительности, обнаружение утечек с помощью гелиевой масс-спектрометрии стало ключевой технологией для окончательной проверки автомобильных литых деталей. Основываясь на практическом опыте HCTE в проектах по обнаружению утечек в алюминиевых корпусах автомобилей, в данной статье рассматриваются ключевые технические аспекты и методы оптимизации гелиевого контроля этих компонентов.

Три основные проблемы в отрасли обнаружения утечек в корпусах из литого алюминия

• Сложные формы и множество точек соприкосновения: Корпуса имеют сложную конструкцию с многочисленными точками уплотнения, такими как монтажные отверстия, технологические отверстия и масляные каналы, что затрудняет обеспечение герметичности с помощью универсального инструмента.
• Адсорбция гелия на внутренних стенках: пористая, рыхлая структура внутренних стенок отливки адсорбирует гелий во время испытаний и медленно высвобождает его после этого, что потенциально может привести к «ложноположительным» показаниям для следующей заготовки.
• Баланс между временем производственного цикла и точностью: автомобильные производственные линии работают на высоких скоростях, в то время как испытания с использованием гелия, хотя и отличаются высокой точностью, обычно проводятся медленнее; необходимо найти баланс между этими двумя подходами.

Систематическое решение от HCTE: система обнаружения утечек гелия, разработанная компанией HCTE для отечественного поставщика автомобильных комплектующих, включающая множество специализированных оптимизаций, адаптированных к характеристикам литых компонентов:

• Модульная системная архитектура с импортными основными компонентами: система разделена на независимые функциональные модули, такие как вакуумные насосные установки, блоки обнаружения утечек и блоки управления инструментом, что упрощает техническое обслуживание и масштабируемость. В основных компонентах используются проверенные в отрасли конфигурации; высокоточные вакуумметры промышленного класса и детекторы утечек обеспечивают точность обнаружения и долговременную стабильность на аппаратном уровне.
• Контурная уплотнительная оснастка с быстрой сменой конструкции: Для работы со сложной, многоканальной и нерегулярной геометрией отливок система использует специальные контурные уплотнительные головки и гибкие зажимные механизмы. Это обеспечивает надежную герметизацию без повреждения обработанных поверхностей заготовки. Система поддерживает производство смешанных моделей со временем смены ≤10 минут, что соответствует требованиям испытаний для широкого спектра корпусной продукции заказчика.
• Процедура компенсации десорбции гелия для снижения количества ложных срабатываний: Для решения проблемы адсорбции гелия на внутренних стенках отливок была оптимизирована последовательность испытаний. Это включает в себя увеличение продолжительности продувки азотом после испытания и внедрение поэтапной логики очистки гелием для полного удаления адсорбированного гелия. После этих оптимизаций процент ложных срабатываний на производственной линии снизился с 8% до 0,7%, что значительно сократило количество ненужных доработок.
• Дополнительный модуль позиционирования зонда-детектора: для дефектных деталей можно использовать портативную систему зонда-детектора для быстрого определения мест утечек. Эти данные напрямую передаются в процесс литья под давлением для оптимизации параметров, создавая замкнутую систему контроля качества.

Результаты проекта:

Система надежно обнаруживает микроутечки на уровне 1×10⁻⁸ Па·м³/с, полностью соответствуя требованиям к герметизации компонентов автомобильных силовых агрегатов. С момента ввода в эксплуатацию оборудование демонстрирует стабильность работы более 99,5%, что помогло клиенту сократить количество жалоб на протечки в корпусах более чем на 90% после продажи.