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    庫卡裝配與測量公司，自動變速箱氦氣檢漏系統的頂級供應商，為全球所有自動變速箱生產企業提供服務。庫卡公司一直以來都與英福康保持著緊密的合作關系，目前，其所有檢測設備都配有英福康氦檢漏儀，有效幫助汽車制造商降低生產成本的同時，更改善了汽車的燃油經濟性，如市場上最先進的9檔和10檔變速箱。

    為什么要進行泄漏檢測？一般來說，變速箱勢必會遇到泄漏的情況，而那些新型多級變速箱的操作過程又十分復雜，一旦出現傳動液泄漏，就會嚴重影響換擋效果。但如果將問題解決在在產品制造的初期階段，即在鑄造后和裝配前就進行產品的泄漏檢測，不僅會為變速箱供應商節省大量生產成本，還會免去因客戶投訴甚至召回而帶來的諸多問題。庫卡裝備與測量公司的技術專家Steve Kurzava先生介紹說，以往變速箱的泄漏問題總是在組裝之后才會被發現。但如果使用配有英福康氦檢漏儀的庫卡工裝夾具，大部分漏點則可在鑄造之后就能被檢測出，在生產過程初期排除問題鑄件，從而大量節約生產成本。

圖1：配有英福康氦氣檢漏儀的KUKA檢測設備

    變速箱機加鑄造后進行的泄漏檢測

    庫卡檢測工藝使用特制的封堵夾具與自動化設備。首先，變速箱在工裝工位上被自動機械地取下，用特定夾具將對蝸型閥板（換擋通道）和變矩器腔體等孔進行封堵，該封堵夾具有非常高的精密度，可有效防止封堵孔泄漏；接著，將套有封堵夾具的變速箱放入一全封閉的設備中并夾緊、密封并抽成真空。之后，向該密封的設備中注入氦氣，在風扇的攪拌下，形成密度為1%的氦氣/空氣均勻混合物，并被均勻分散至變速箱外部的各個部位。氦氣檢漏儀通過“換擋通道”與被檢測設備連在一起。如果氦氣通過孔隙、裂縫、螺紋孔或其它任何泄漏點從氦氣含量豐富的外部進入變速箱內部，氦氣檢漏儀會立刻精準快速地檢測到。此時，便可判定產品是否合格，并收集到相關數據進行后期追蹤。變速箱上的所有通道和孔洞均需要進行單獨測試。

    英福康汽車公司北美銷售經理Thomas Parker先生介紹，如果鑄鋁件表面1英寸直徑范圍內存在多孔隙泄漏，那么氦分子就有可能通過數以億計個細孔進入產品內部。空氣檢測或者水下檢測法根本無法檢測出此類孔隙，而庫卡設備則可以做到，這正是該設備的獨特之處。他說：“并不是只有裂紋或明顯的圓形孔洞才存在泄漏問題，孔隙更像是潛藏在金屬內部裂紋中的小山洞。如果采用氣體壓差檢測法進行檢測，則需要很多天才能探測到氣壓下降，效率太低，而且如今汽車制造商要求檢測更低泄漏率！”

    相較而言，氦氣檢漏儀只需數秒便可完成檢測，且產品的整個檢測時間也不過30-40秒，保證氦氣檢漏工序與鉆孔或安裝電磁閥等生產工藝一樣迅速。

    目前，行業內允許的泄漏率約為1 SCCM——每分鐘1標準立方厘米。但隨著變速箱不斷升級換代，結構日益復雜，其內部使用的液體也隨之變化，性能要求越來越高的同時，泄漏率也必須做到越來越低。熟悉該工藝的汽車測試工程師表示，新的9擋和10檔變速器的泄漏率可低至0.1 SCCM，僅為原標準的10%。

    成品變速箱裝備線上的泄漏檢測

    在第二階段，尤其是在生產階段后期，制造商可能會再次對變速箱進行檢測，這次是進行由內至外的泄漏檢測。測試艙抽真空后，將密閉的變速箱成品置于其中進行測試。測試時，一旦測試艙蓋子閉合，便立刻用大型真空泵抽真空。接著將英福康LDS3000氦氣檢漏儀與真空泵連接，檢測是否有氦分子從成品變速箱中流出。

    變速箱與測試艙同時抽真空，隨后將氦氣注入到變速箱內部。由于變速箱密封組件無法承受大于4 PSI的壓差，因此測試過程中變速箱內部純氦氣的壓力保持在約3 PSI的范圍內。如果變速箱存在裂縫的話，氦氣便會由內向外溢出——之前是由外向內。之所以進行由內而外的泄漏測試，首先是因為制造商通常要求在產品設計標準內進行測試。而對于自動變速箱而言，液體壓力是由其內部傳輸至外部，所以模具也應當模擬產品最終的運行條件。如果在壓力下通道出現擠壓，或者接頭擴張，氦氣便會像液體一樣流出；其次，由于生產工藝復雜——電磁閥、液力變扭器、“換擋通道”和所有的彎曲通道——如果變速箱存在裂縫的話，氦氣會更快地泄漏至真空中。在產品出廠前，變速箱內所有通道都必須通過泄漏檢測以確保其密閉性。

    Parker先生認為，相較于空氣檢測法或壓力衰減檢測法，氦氣檢測法具有更好的可重復性，且不受溫度限制，測試后更容易清潔。氦氣檢漏儀的測試方程中設有諸多變量，可達到非常好的測量效果R&R——可重復性與可再現性。

    Parker先生說，庫卡在大約三年前改裝了所有氦氣檢漏器產品，他們一直以來都采用類似于由內而外/由外而內的檢測方法。選擇英福康作為氦氣檢漏儀供應商，主要原因在于英福康產品性能優越，技術可靠。而且現有設備中的英福康氦氣檢漏傳感儀具有“即插即用”的優點，可以將庫卡及其客戶的設備轉換成本降至最低。

    庫卡公司表示，公司現有機器都經過翻新升級，所有的新機器都配有英福康氦氣檢漏儀。Parker先生認為這是一種以功能為驅動的變革。“我們能夠提供更好的技術。我們的氦氣檢漏設備能夠比市場上其它供應商更好地檢測、量化和發現產品缺陷。我們的氦氣檢漏傳感器向客戶表明庫卡公司擁有更好的可重復性/可再現性測量工具和更好的氦氣清理能力。”

圖2：KUKA檢測設備內部

    氦氣檢測法的優越性

    庫卡與英福康都認為，與傳統的空氣測試方法相比，氦氣檢測方法具有諸多優越性。首先，空氣檢測法對溫度十分敏感，熱部件或待冷卻部件都會造成質量流量不準確或無法重復測試；其次，待測量產品體積對示蹤氣體檢漏測試毫無影響，但體積大會給質量流量或壓力衰減檢測法等空氣測試法帶來很多的問題。體積大的產品需要更長的測試時間，且敏感度也會降低。其中壓力衰減檢測法不僅需要多次才能獲得穩定壓力，而且向產品內部的多次增壓勢必造成溫度的上升，從而影響壓力測試的準確度。

    氦氣檢測法的測試過程所需壓力非常低，同時，由于英福康氦氣檢漏儀具有非常高的靈敏度，即使非常低濃度的氦氣也能被檢測到。壓力降低的好處，一方面不僅降低了生產成本，即每個產品每次檢測費用約降低9美分，另一方面還提高了生產的安全性，確保了員工的操作安全。雖然采用氦氣檢測法只需很低的壓力，但檢測質量卻更高效，而且還能夠檢測出質量流量和壓力衰減測試所無法探測的孔隙。這些細小的紋理和孔隙是變速箱中潛在的安全隱患，長期運行使用后會出現液體泄露的情況。

    Parker先生通過一個例子解釋氦氣檢測法與壓力檢測法之間的區別。他說，沒有人會注意到一個裝滿水的游泳池中少了5加侖水。但如果從一個10加侖的桶中取出5加侖的水，這種變化就會十分明顯。“大容量，像游泳池一樣的大容量并不適用于壓力衰減檢測法或質量流量檢測法，而變速箱就屬于大容量。”Parker先生說：“在測量大容積產品時，如果一個空隙內含有數以億計個細孔，示蹤氣體檢測法是唯一一個能夠探測出該缺陷的方法。壓力衰減檢測法或質量流量檢測法無法檢測到幾乎是分子級的細孔，因而無法探測出此類缺陷。” Parker先生介紹說，缺陷往往出現在結合點上，變速箱在鑄造過程中，如果在鑄件中摻入少量雜質，就會出現極小的縫隙，成為砂眼。此外，低重量的薄壁變速箱也會出現孔隙問題。

    庫卡公司的氦氣檢測法不僅適用于汽車變速箱領域，而且也適用于任何鑄鋁產品，包括渦輪增壓器殼體、分動器殼體、閥組、閥蓋、甚至柴油液體閥門殼體。此外，廢氣再循環冷卻器和增壓空氣冷卻器（一般是不銹鋼，但也使用銅制組件）也使用類似的測試方法。

圖3：換擋控制通道的封堵