真空電子束焊質(zhì)量控制與檢驗(yàn)

摘 要：文章主要介紹了傳動(dòng)軸真空電子束焊接過程中焊接質(zhì)量控制與檢驗(yàn)的重要性，通過控制電子束焊縫形成的全過程，檢測(cè)結(jié)果焊縫質(zhì)量和性能指標(biāo)等方面都滿足設(shè)計(jì)圖紙的要求，說明焊接質(zhì)量管理體系符合現(xiàn)代全面焊接質(zhì)量管理的要求。

關(guān)鍵詞：真空電子束焊；質(zhì)量管理；焊接質(zhì)量控制；焊接缺陷

1 傳動(dòng)軸工藝路線制定

焊接結(jié)構(gòu)制造工藝過程主要取決于焊接產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式和質(zhì)量要求，動(dòng)力傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量要求高，其制造工藝也比較細(xì)化。根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)分析制定了下述的制造工藝，主要包括焊前清理、裝配、焊接、焊后熱處理、焊接檢驗(yàn)等。

具體工藝路線如下：

配套—鉗工清理—退磁—裝配—電子束焊—消除應(yīng)力—磁力探傷—CT檢驗(yàn)—理化分析（焊前試件）—退磁—裝配—電子束焊—消除應(yīng)力—磁力探傷—X光檢驗(yàn)—CT檢驗(yàn)—理化分析（焊后試件）—?jiǎng)悠胶狻砻鎳娖帷K檢

2 質(zhì)量評(píng)定

對(duì)應(yīng)零件結(jié)構(gòu)分別加工出圖1結(jié)構(gòu)的焊接試驗(yàn)件，試件材料為9310鋼，材料性能指標(biāo)符合設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定，按照鉗工清理—退磁—裝配—電子束焊—消除應(yīng)力—磁力探傷—CT檢驗(yàn)—理化分析等工藝流程進(jìn)行了工藝試驗(yàn)，確定了真空電子束焊接參數(shù)。

試驗(yàn)件焊接后進(jìn)行無損探傷和理化分析。無損探傷包括磁粉檢驗(yàn)、X光檢驗(yàn)和CT檢驗(yàn)；理化分析包括低倍金相檢驗(yàn)、高倍金相檢驗(yàn)和力學(xué)性能試驗(yàn)。

（1）磁力探傷。按驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焊縫進(jìn)行磁力探傷檢驗(yàn)，先用連續(xù)法后用剩磁法，尺寸等于或大于0.2mm的夾渣、氣孔等缺陷不允許存在，磁粉檢驗(yàn)合格。

（2）X光檢驗(yàn)。按HB5358.2進(jìn)行X射線檢驗(yàn)，焊縫等級(jí)1級(jí)，單個(gè)缺陷尺寸小于0.2mm，缺陷之間的最小距離為4D（D為最大缺陷尺寸），100mm長(zhǎng)焊縫內(nèi)部允許的氣孔或夾渣數(shù)目少于2個(gè)。焊縫內(nèi)部不得有裂紋、未焊透、未熔合、尖角型縮孔或夾渣等缺陷，X檢驗(yàn)合格。

（3）CT檢驗(yàn)。按GJB5312進(jìn)行工業(yè)CT檢驗(yàn)，檢測(cè)單個(gè)缺陷尺寸小于0.25mm，增加一輪工業(yè)CT檢驗(yàn)，第二輪檢測(cè)的起始點(diǎn)比第一輪的起始點(diǎn)高0.125mm，CT檢驗(yàn)合格。

（4）理化分析。①按JS10-JT-109的要求對(duì)焊縫進(jìn)行高低倍檢驗(yàn)；②顯微硬度檢驗(yàn)，對(duì)焊縫處進(jìn)行顯微硬度檢驗(yàn)，要求熱影響區(qū)的硬度值不低于HRC26，提供顯微硬度曲線；③焊縫接頭按HB5145-96取標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，焊縫接頭的強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到零件性能規(guī)定值的85%以上；焊縫低倍、高倍檢驗(yàn)：焊縫尾端存在孔洞，焊縫其它部位未見缺陷。其形貌見圖2。焊縫尾部出現(xiàn)的孔洞初步分析認(rèn)為是由于焊接時(shí)，焊縫熔深較小，熔池金屬?zèng)]有將試件倒角處填滿造成的。

3 電子束焊質(zhì)量控制

現(xiàn)代化焊接生產(chǎn)要求全面焊接質(zhì)量管理，即要求產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)等所有環(huán)節(jié)都實(shí)行質(zhì)量保證和質(zhì)量控制。焊接接頭質(zhì)量控制包括完善企業(yè)技術(shù)裝備、提高操作人員的素質(zhì)及生產(chǎn)過程的嚴(yán)格管理，目的是獲得無缺陷滿的焊接結(jié)構(gòu)，滿足焊接產(chǎn)品在實(shí)際工作中的使用要求。[1]由此可見，焊接質(zhì)量控制對(duì)于傳動(dòng)軸真空電子束焊接的重要性。

3.1 環(huán)境的控制

電子束焊接工作場(chǎng)地、室內(nèi)應(yīng)保持通風(fēng)良好和清潔，有害氣體和煙塵應(yīng)不超過TJ36的規(guī)定。環(huán)境溫度應(yīng)保持在15～30℃之間，噪聲不大于70dB，相對(duì)濕度不大于60%。

3.2 人員的控制[2]

3.2.1 焊接操作者的控制。從事電子束焊接的操作人員應(yīng)進(jìn)行培訓(xùn)和考核，通過焊接模擬試件，合格后，由中航工業(yè)焊接考試委員批準(zhǔn)下發(fā)的有效操作證方能上崗進(jìn)行產(chǎn)品的焊接。

3.2.2 焊接檢驗(yàn)人員的控制。焊接檢驗(yàn)人員包括焊接質(zhì)量檢驗(yàn)員、無損檢驗(yàn)人員、力學(xué)性能檢驗(yàn)員、化學(xué)分析員等都應(yīng)具有公司規(guī)定相應(yīng)的上崗操作證方可進(jìn)行焊接產(chǎn)品的檢驗(yàn)

3.3 設(shè)備的控制

真空電子束焊機(jī)應(yīng)進(jìn)行工藝性鑒定，按YJ74鑒定合格擁有設(shè)備合格證后方可進(jìn)行產(chǎn)品的焊接生產(chǎn)。

3.4 過程的控制

傳動(dòng)軸的焊接生產(chǎn)中，質(zhì)量控制不僅在真空電子束焊工序。我們要求每一道工序都要有焊接檢驗(yàn)員的監(jiān)督與控制，具體如下：

配套：領(lǐng)取零件外觀不允許有磕碰傷等缺陷；

鉗工：清理干凈零件的表面，不允許有銹蝕油污；

退磁：對(duì)零件和夾具一起退磁，要求磁通密度不大于1×10-4T；

裝配：零件裝配后，由檢驗(yàn)員檢測(cè)各項(xiàng)尺寸是否滿足工藝規(guī)程的要求；

電子束焊：在焊接過程中，焊工必須嚴(yán)格按照工藝規(guī)程規(guī)定，并且做好相應(yīng)的焊接記錄。這就要求在生產(chǎn)過程中由焊接檢驗(yàn)員經(jīng)常檢查焊工在焊接時(shí)的工藝參數(shù)。對(duì)焊接完成的零件進(jìn)行焊縫外觀質(zhì)量和尺寸檢驗(yàn)。對(duì)于違反工藝紀(jì)律的現(xiàn)象必須及時(shí)檢查制止。

4 焊接質(zhì)量檢驗(yàn)定義

為了確定焊接零件是否具有符合性質(zhì)量，必須測(cè)定其質(zhì)量特性。焊接質(zhì)量檢驗(yàn)是指通過調(diào)查、檢查、測(cè)量、試驗(yàn)和檢測(cè)等途徑獲得的焊接產(chǎn)品一種或多種特性的數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)圖樣及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、合同或第三方的規(guī)定相比較，以確定其符合性的活動(dòng)。生產(chǎn)實(shí)踐中，企業(yè)強(qiáng)化焊接質(zhì)量管理的目的是通過完善企業(yè)內(nèi)部機(jī)制來保證它提供的焊接產(chǎn)品具有符合性質(zhì)量。[3]

焊接質(zhì)量檢驗(yàn)的作用則在于監(jiān)控焊接產(chǎn)品質(zhì)量的形成過程，確認(rèn)企業(yè)已生產(chǎn)或正在生產(chǎn)的焊接產(chǎn)品是否滿足了或能夠滿足符合性質(zhì)量的要求以及定期檢查在役焊接產(chǎn)品是否仍具有符合性質(zhì)量。從這一意義上來說，離開焊接檢驗(yàn)，企業(yè)就無法實(shí)施有效地焊接質(zhì)量管理。焊接檢驗(yàn)是企業(yè)實(shí)施焊接質(zhì)量管理的基礎(chǔ)和基本手段。

5 電子束焊縫檢驗(yàn)

焊接檢驗(yàn)的依據(jù)是質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，動(dòng)力傳動(dòng)軸的焊接質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：STA100-85-45；

5.1 外觀檢驗(yàn)。真空電子束焊縫外觀無咬邊、裂紋、凹坑、氣孔缺陷，焊縫檢驗(yàn)合格。

5.2 無損檢驗(yàn)。無損探傷對(duì)焊縫進(jìn)行磁力探傷檢驗(yàn)、X光檢驗(yàn)、CT檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果合格。

6 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)理化分析報(bào)告確定動(dòng)力傳動(dòng)軸電子束焊縫性能指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)圖紙的要求。傳動(dòng)軸經(jīng)噴丸、表面噴涂、動(dòng)平衡、靜扭試驗(yàn)、運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)等工序檢驗(yàn)也符合產(chǎn)品質(zhì)量要求，說明傳動(dòng)軸的整個(gè)質(zhì)量控制體系是可行的。焊接質(zhì)量體系符合全面焊接質(zhì)量管理的要求，充分體現(xiàn)了焊接質(zhì)量控制與檢驗(yàn)在整個(gè)零件生產(chǎn)過程中的重要性。

參考文獻(xiàn)

[1]李亞江.焊接質(zhì)量控制與檢驗(yàn)[M].北京：化學(xué)工業(yè)社，2006.

[2]Ted V.Weber.焊接檢驗(yàn)工藝學(xué)[M].化學(xué)工業(yè)社，1998.

[3]關(guān)橋.《航空制造工程手冊(cè)》《焊接》分冊(cè)，北京：航空工業(yè)出版社，1996.