緊固件作為常見的機械零部件，在工作中可能會出現裂紋、腐蝕、凹坑以及人為損傷等缺陷，將嚴重威脅著現有結構的安全性和可靠性。以汽車為例，串聯起汽車關鍵零部件的緊固件一旦腐蝕斷裂失效，輕則汽車故障，重則出現人員傷亡。在這個對緊固件的質量要求日益嚴苛的時代，高精度檢測，已成為緊固件原材料挑選及生產制造的必要工序！

因此，在緊固件廠必要設立表面缺陷檢測工位，并安排相應的技術人員，對生產的固件進行表面缺陷檢測。那么緊固件表面缺陷種類有哪些呢？其產生的原因以及檢測的依據又是什么呢？

緊固件常見缺陷類型及檢測要點

汽車零部件-螺栓為例，從設計出圖到制品，要經歷一系列工藝流程，流程中存在眾多復雜因素，極有可能形成某種缺陷，若這些缺陷未被檢測發現，或檢測手段落后而發現不了，或技術標準不合理等，使得原本不應該流入市場的不合格品成為商品，從而成為在后續裝配服役過程中失效的潛在因素。汽車零部件常見缺陷可以分為：工藝缺陷、原材料缺陷。

制造工藝產生的缺陷

成形工藝不當造成的工藝缺陷種類較多，例如，成形工藝不當所致粗晶或晶粒不均勻、成形工藝不當所致螺紋流線分布不順或穿流、螺紋滾壓工藝不當造成缺陷、加工藝不當造成的缺陷、成形工藝不當導致裂紋、熱處理工藝不當導致淬火裂紋等。

① 淬火裂縫

淬火裂縫示意圖

產生原因：在熱處理過程中，由于過高的熱應力和應變，都可能產生淬火裂縫。淬火裂縫通常是不規則相交、無規律方向的呈現在緊固件表面。檢測要求：任何深度、任何長度或任何部位的淬火裂縫都不允許存在。

② 鍛造裂縫

鍛造裂縫示意圖

產生原因：鍛造裂縫可能在切料或鍛造工序中產生，并位于螺栓和螺釘的頭部頂面，以及凹穴頭部隆起部分。檢測要求：鍛造裂縫的長度L ：L≤d；鍛造裂縫的深度或者寬度 b：b≤0.04d；d---螺紋公稱直徑。

③ 鍛造爆裂

鍛造爆裂示意圖

產生原因：在鍛造過程中可能產生鍛造爆裂，例如在螺栓和螺釘六角頭的對角上，或在法蘭面或圓周上，或在凹穴頭部隆起部分出現。檢測要求：六角頭及六角法蘭面螺栓和螺釘：六角法蘭面螺栓和螺釘的法蘭面上的鍛造爆裂，不應延伸到頭部頂面的頂圓(倒角圓)或頭下支承面內。

對角上的鍛造爆裂，不應使對角寬度減小到低于規定的最小尺寸。螺栓和螺釘凹穴頭部隆起部分的鍛造爆裂,其寬度不應超過 0. 06d 或深度低于凹穴部分。圓頭螺栓和螺釘及六角法蘭面螺栓：螺栓和螺釘及六角法蘭面和圓頭圓周上的鍛造爆裂的寬度，不應超過下列極限：≤0.08dc(或 dk) (只有一個鍛造爆裂時) ；≤0.04dc(或 dk)(有兩個或更多的鍛造爆裂時，其中有一個允許到 0.08dc 或 dk，其中d ---螺紋公稱直徑；dc---頭部或法蘭直徑；dk---頭部直徑。

④ 剪切爆裂

剪切爆裂示意圖

產生原因：在鍛造過程中可能產生剪切爆裂，例如在圓頭或法蘭面產品的圓頭或法蘭面的周圍出現，通常和產品軸心線約成 45°。也可能產生在六角產品的對邊平面上。檢測要求：六角頭及六角法蘭面螺栓和螺釘：六角法蘭面螺栓和螺釘的法蘭面上的剪切爆裂，不應延伸到頭部頂面的頂圓(倒角圓)或頭下支承面內。對角上的剪切爆裂，不應使對角寬度減小到低于規定的最小尺寸。

螺栓和螺釘凹穴頭部隆起部分的鍛造爆裂,其寬度不應超過 0. 06d 或深度低于凹穴部分。

圓頭螺栓和螺釘及六角法蘭面螺栓：螺栓和螺釘及六角法蘭面和圓頭圓周上的剪切爆裂的寬度，不應超過下列極限：≤0.08dc(或 dk) (只有一個剪切爆裂時) ；≤0.04dc(或 dk)(有兩個或更多的剪切爆裂時，其中有一個允許到 0.08dc 或 dk ，其中d ---螺紋公稱直徑；dc---頭部或法蘭直徑；dk---頭部直徑。

原材料的缺陷

原材料缺陷主要包括表面裂紋、表面折疊、表面脫碳、表面粗晶環等。

① 原材料的裂紋和條痕

原材料的裂紋和條痕示意圖

產生原因：原材料的裂紋和條痕通常是沿螺紋、光桿或頭部縱向延伸的一條細直線或光滑曲線的缺陷。裂紋和條痕通常是制造緊固件的原材料中固有的缺陷。檢測要求：裂紋或條痕的深度：≤0.03d。如果裂紋或條痕延伸到頭部，則不應超出對鍛造爆裂規定的寬度和深度的允許極限，d為螺紋公稱直徑。

② 凹痕

凹痕示意圖

產生原因：凹痕是在鍛造或鐓鍛過程中，由于金屬未填滿而呈現在螺栓或螺桿表面上的淺坑或凹陷。凹痕是由切屑或剪切毛刺或原材料的銹層造成的痕跡或壓印，并在鍛造或鐓鍛工序中未能消除。檢測要求：凹痕的深度 h：h≤0.02d（最大值為 0.25mm）。凹痕的面積：支承面上凹痕面積之和，不應超過支承面總面積的 10%。d為螺紋公稱直徑。

③ 皺紋

皺紋示意圖

產生原因：皺紋是在鍛造過程中，呈現在緊固件表面的金屬折疊。在鐓鍛的一次沖擊過程中，由于體積不足和形狀不一造成材料的位移而產生皺紋。檢測要求：位于或低于支撐面的內拐角上不允許有皺紋，但在上述圖示或產品標準中特殊允許者例外。在外拐角上的皺紋允許存在。

④ 切痕

切痕示意圖

產生原因：切痕是縱向或周向方向淺的溝槽，在鐓鍛的一次沖擊過程中，由于體積不足和形狀不一造成材料的位移而產生皺紋。檢測要求：在光桿、圓角或支承面上，由于加工產生的切痕，其表面粗糙度不應超過Ra=3.2μm。

基于機器視覺技術的檢測方法

在工業4.0時代，針對市場緊固件生產越來越趨于精密化，而用人成本不斷增高，人工效率及穩定性也不高，誤檢、漏檢比率高。目前市場，推出基于機器視覺的檢測方法，檢測原理是通過CCD相機拍照，軟件進行圖像分析，這種方法高效、高速、非接觸的檢測。

例如螺絲螺母螺紋檢測，對于品質要求極為嚴格，大多廠家主要采用的是機械檢測方法。常用的有螺紋量規、工具顯微鏡、和其他通用量儀等，這些方法都是手工進行的，不僅檢測速度慢、檢測精度低，而且，螺絲螺母的使用量一般都很大，都是大批量生產。這時外觀檢測依靠人工是完全應付不過來的，所以只能采用機器視覺檢測設備來進行品質檢測。

但也往往會存在一些檢測難點，如產品位置和角度隨機，且相機需要傾斜拍攝才能看到一邊的螺絲孔側面，不同位置的特征有一定視差，傳統視覺算法難以準確定位和檢測螺紋。

檢測要求螺紋結構是生產生活中十分常見的工件結構，常常被用來進行物體固定和拼裝。螺紋結構是否完整，螺紋有無缺損往往能夠影響產品能否正常使用，是產品完美出廠的重要零部件。

在檢測中，一般是想要測量產品部件上螺絲孔內螺紋的完整性和可用性：能夠正確的檢測到被測工件有無內螺紋。控制器的檢測速度控制在0.5S之內。當檢測出有不合格產品時，輸出報警信號到PLC。能準確識別螺孔中是否有螺紋，如有螺紋，執行OK信號同時產品進入下一工序檢測；如果螺孔中沒有螺紋或沒有開孔，輸出報警信號給機械執行機構以NG剔除此次品。