陆英豪，倪培君，齐子诚，林俊明，李寒林，付 康，唐盛明

(1.中国兵器科学研究院宁波分院，宁波315103；2.爱德森(厦门)电子有限公司，厦门361004；3.集美大学 轮机工程学院，厦门361021)

活塞是发动机的“心脏”，在运行工况下承受着很大的机械负荷和热负荷，对发动机的性能起着至关重要的作用[1]。铝基复合材料活塞具有耐高温、耐高压、耐腐蚀、强度高、线性膨胀系数小、质量小等优点[2]。

铝基复合材料活塞通常采用挤压铸造工艺整体成型[3]，其剖面如图1所示。在铸造铝基复合材料活塞时，顶部燃烧室容易出现缩孔和缩松[4]；热处理工艺不当可能导致活塞顶出现裂纹；材料不均匀也可能产生夹杂[5]。这些缺陷严重损害了材料的力学性能，甚至可能导致活塞顶部开裂和穿孔[6]，造成活塞失效甚至发动机拉缸等严重事故。因此，需要对活塞燃烧室表面缺陷进行检测。目前采用渗透检测方法，该方法虽然容易实施，但仅能检测表面开口缺陷，检测效率低，无法满足大批量的检测需求，并且渗透剂、显像剂等化学物质对环境有污染。而涡流检测方法能同时检测表面开口缺陷及近表面缺陷，易于实现自动化检测[7]，绿色环保。

图1 铝基复合材料活塞剖面示意

考虑到活塞燃烧室结构为“ω”型回转体，若采用机械手控制点式涡流探头的方式检测[8]，需要保证机械手有6个方向的自由度，不仅设备制造成本高、操作难度大，而且检测效率相对较低。涡流阵列技术将多个涡流线圈沿工件表面阵列排布，对工件进行快速检测[9]。……