激光焊接在火工品生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用

弓輝

（汾西礦業(yè)集團(tuán)化工公司，山西孝義032300）

激光焊接在火工品生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用

弓輝

（汾西礦業(yè)集團(tuán)化工公司，山西孝義032300）

近年來，激光焊接技術(shù)發(fā)展迅速，其在火工品生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用也較為普遍。主要闡述火工品的焊接工藝、封裝工藝，由于火工品封裝對(duì)激光焊接技術(shù)應(yīng)用要求較高，所以對(duì)激光焊接技術(shù)加以了解和分析，分析其目前應(yīng)用中的實(shí)際問題、問題的解決以及應(yīng)用前景。其在提升火工品的密封性上效果良好，前景廣闊。

激光焊接；火工品；生產(chǎn)工藝；應(yīng)用

火工品屬于武器系統(tǒng)的敏感器件，生產(chǎn)技術(shù)要求為體積小、零件質(zhì)量高、適應(yīng)環(huán)境性好、作用可靠，密封性好等，所以，采用普通的工藝難以解決要求封裝空間小、密封性好的火工品裝配問題。通過采用激光焊接技術(shù)可以利用其高能束聚焦方式，進(jìn)行深度、快速熔焊，加上激光器的聚集光斑面積較小，熱影響區(qū)較小，沒必要填充金屬，所以，焊接的表面均勻、美觀，優(yōu)勢(shì)突出。

1　焊接技術(shù)在火工品應(yīng)用中的要求

一是焊縫寬度小，火工品體積通常較小，焊接區(qū)域缺乏可動(dòng)空間，密封性要求高，采用一般的密封膠、整體封接均不可取；二是焊縫質(zhì)量好，要求焊縫光滑、無氣孔，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)平整；三是熱影響區(qū)域小，由于火工品中裝有敏感藥劑，其熱影響區(qū)域要最小，否則制約火工藥劑的發(fā)揮。

2　激光焊接技術(shù)的特點(diǎn)

通過激光的輻射能量達(dá)到有效焊接目的。工作過程為：以某種方法將激光活性介質(zhì)比如CO2與其他氣體的混合氣體等加以激勵(lì)，實(shí)現(xiàn)在諧振腔中的多次振蕩，產(chǎn)生受激輻射光束，在接觸到工件時(shí)，工件會(huì)吸收其能量，溫度符合熔點(diǎn)時(shí)開始焊接。其特點(diǎn)有：一是深寬比高，焊縫寬度較小，熱影響區(qū)域小，產(chǎn)生的變形小，焊接速度快；二是焊縫質(zhì)量高，沒有氣孔，焊縫具有強(qiáng)韌性。

3　激光焊接在火工品中的應(yīng)用

3.1激光焊接在火工品的密封性上應(yīng)用

以上的技術(shù)特點(diǎn)顯然符合火工品的生產(chǎn)工藝要求。火工品通常主要應(yīng)用在武器系統(tǒng)、國(guó)防兵器體系中，導(dǎo)彈系統(tǒng)等之中。

（1）火工品結(jié)構(gòu)密封應(yīng)用。通過對(duì)一種產(chǎn)品進(jìn)行激光焊接技術(shù)的應(yīng)用，采用激光束聚焦能量焊接殼體、電極塞，焊接焊接不需焊料加入，焊接熔深0.2～0.3 mm，并且根本不影響殼體強(qiáng)度，焊縫緊密、光滑、寬度小。可以數(shù)字化控制焊接能量，保證每個(gè)產(chǎn)品可在顯微鏡下進(jìn)行焊縫檢查。還可以通過將其和鋁墊圈密封方式比較，檢驗(yàn)其焊接質(zhì)量。方法是：對(duì)于鋁墊圈的密封實(shí)驗(yàn)，由于鋁墊圈容易變形，因此用來密封殼體和電極塞，在兩者的底部涂以密封膠，將鋁墊圈、電極塞先后裝上，并且給予電極塞220 kg的壓力，促其變形至槽內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)密封，最后靜置固化。對(duì)于激光焊接密封的實(shí)驗(yàn)，利用激光焊接的方法焊接殼體和電極塞，不適用鋁墊圈，裝配完成后對(duì)比兩組的氣密性。采用溫度沖擊試驗(yàn)，常溫試驗(yàn)后，再進(jìn)行-40℃和+60℃溫度下的試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，鋁墊圈密封后的產(chǎn)品的氣密性減弱，發(fā)生漏氣問題；激光焊接技術(shù)應(yīng)用的產(chǎn)品深熔性好，由于激光焊接焊縫處材料通過焊接母體熔融產(chǎn)生，焊縫的質(zhì)量好。

（2）火工品藥劑封裝工藝應(yīng)用。火工品裝配需要將藥劑密封，以往采用涂膠的方式來密封、防潮、粘接，通常采用環(huán)氧密封膠，其弊端日益凸顯，比如手工利用竹簽涂覆，膠的用量多少難以把握，容易產(chǎn)生小氣孔，制約了產(chǎn)品的合格率、密封性；固化膠的金屬粘連強(qiáng)度、力度各有不同、能力有限；固化膠固化后和金屬材料收縮率有差異，制約產(chǎn)品的密封性、長(zhǎng)貯性，如今已經(jīng)不能適用先進(jìn)工藝的要求。采用激光焊接技術(shù)將火工藥劑整體密封在金屬殼內(nèi)，能夠增強(qiáng)火工品的貯存壽命，防止藥劑受潮失效問題發(fā)生。若對(duì)已經(jīng)裝有火工藥劑的產(chǎn)品焊接危險(xiǎn)性大，因此，焊接的熱影響區(qū)域要小，激光焊接工藝正好符合。有對(duì)一種雷管進(jìn)行的管殼密封焊接實(shí)驗(yàn)，將I-INS炸藥裝入雷管，在實(shí)施焊接的過程沒有發(fā)生爆炸，最后還進(jìn)行氦質(zhì)譜泄露實(shí)驗(yàn)，密封性相比采用固化膠密封性好。

3.2激光焊接技術(shù)在火工品結(jié)構(gòu)連接上的應(yīng)用

（1）外部連接。火工品外部鏈接材料單薄，螺紋連接基本難以完成。連接處的連接強(qiáng)度有一定要求。一般的焊接可能將薄壁擊穿，產(chǎn)生寬的焊縫。利用電子束焊接，處于真空中的工作環(huán)境，焊縫出現(xiàn)突出現(xiàn)象，尾蓋厚度小的話，螺紋連接也難以實(shí)現(xiàn)。采用激光焊接技術(shù)的焊接熔點(diǎn)小、焊接強(qiáng)度大、焊縫狹窄、整體美觀等優(yōu)點(diǎn)和采用惰性氣體保護(hù)的環(huán)境下來進(jìn)行焊接，可以避免外部薄壁連接問題發(fā)生。

（2）內(nèi)部連接。選擇一種沖擊片雷管進(jìn)行封裝，在電極塞和橋薄上固定好加速膛，在狹小的密封空間內(nèi)，焊接的電極塞殼體壁薄，密封膠強(qiáng)度小。采用激光焊接工藝能夠較好地實(shí)現(xiàn)封裝，在第三代火工產(chǎn)品中應(yīng)用較好。

4　激光焊接技術(shù)的應(yīng)用不足和應(yīng)用前景

4.1實(shí)際應(yīng)用中的不足

焊縫質(zhì)量檢測(cè)工作不完善。由于火工品在武器系統(tǒng)中的應(yīng)用要求其必須具有一定的承受惡劣環(huán)境的技術(shù)，利用激光焊接技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)焊接，必須對(duì)其焊接質(zhì)量中要求的環(huán)境如高低溫、沖擊、振動(dòng)、過載等認(rèn)真檢測(cè)，開展實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，逐步完善；點(diǎn)火藥盒的結(jié)構(gòu)單一，一般檢驗(yàn)有無漏裝藥僅利用產(chǎn)品稱重方式開展，并以抽檢來進(jìn)行檢驗(yàn)，因此必須進(jìn)行射線檢測(cè)，避免錯(cuò)裝、漏裝等問題；密封圈的裝配一定要細(xì)致、到位，否則會(huì)將傳火通道堵塞，必須提出檢驗(yàn)要求，讓操作人員在總裝前及時(shí)檢查傳火通道，避免火工品質(zhì)量受損；火工品多媒體記錄只有發(fā)火實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、射線底片，因此要提升產(chǎn)品的過程質(zhì)量可追溯性。

焊接溫度是影響火工藥劑的重要因素之一，必須加以控制。在對(duì)裝有藥劑的火工品進(jìn)行焊接過程中，焊接溫度要求必須低于火工藥劑的發(fā)火臨界值，及時(shí)分析并整理藥劑的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，及時(shí)控制焊接功率，從而促進(jìn)高質(zhì)量的焊接工藝實(shí)現(xiàn)，達(dá)到較高的焊縫強(qiáng)度，避免火工藥劑受到影響。

面對(duì)以上的應(yīng)用問題，必須及時(shí)進(jìn)行解決。對(duì)于火工品中的關(guān)鍵控制點(diǎn)要進(jìn)行控制，并且及時(shí)記錄，保證有紙質(zhì)、圖片、攝像等記錄，及時(shí)進(jìn)行追溯和有效控制；同時(shí)還要對(duì)過程控制的要求進(jìn)行進(jìn)一步的量化、細(xì)化，能夠具體化的實(shí)施。比如對(duì)于火工品的裝藥過程要及時(shí)拍攝記錄，實(shí)現(xiàn)可追溯；在激光焊接火工品中出現(xiàn)的假品、工藝件、合格品必須加以區(qū)別，采用顏色等標(biāo)記。此外，還可以安排專人進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，設(shè)計(jì)產(chǎn)品質(zhì)量控制表進(jìn)行產(chǎn)品檢查記錄，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，保證產(chǎn)品的優(yōu)良生產(chǎn)。

4.2激光焊接技術(shù)應(yīng)用前景

激光焊接因其技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在第三代武器系統(tǒng)中應(yīng)用較廣，提升了火工品的封裝、性能。可是，激光焊接技術(shù)的投資較大，必須積極開發(fā)大功率的CO2、NdoYAG激光器，擴(kuò)大消費(fèi)市場(chǎng)，不斷降低激光焊接技術(shù)成本，逐步加大新型激光器的研發(fā)，加大對(duì)焊接環(huán)節(jié)的控制，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)焊縫缺陷，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，不斷優(yōu)化激光焊接工藝水平，促進(jìn)激光焊接技術(shù)在更廣范圍內(nèi)的應(yīng)用；火工技術(shù)的迅速發(fā)展，還會(huì)使火工品的設(shè)計(jì)規(guī)劃走向小型化、穩(wěn)定化、安全化，改變零部件的應(yīng)用方式、加工方式，提升工藝技藝。

5　結(jié)語

綜上所述，采用激光焊接技術(shù)，對(duì)于火工品的零部件以及整體結(jié)構(gòu)、封裝等可以得到較好的密封性能，提升了焊接的質(zhì)量，保證火工品性能穩(wěn)定；采用火工品代替?zhèn)鹘y(tǒng)涂膠技術(shù)，解放了人力，提升了工作效率，對(duì)于藥劑的封裝具開辟了新的技術(shù)陣地。通過激光的加工技藝，將其應(yīng)用在火工品的焊接中，大大提高了火工品的生產(chǎn)效率。伴隨新型的激光技術(shù)和焊接技術(shù)，更多先進(jìn)的激光焊接技術(shù)可能應(yīng)運(yùn)而生，因此要不斷加以實(shí)踐和探索，促進(jìn)火工品的質(zhì)量效益。

［1］杜云峰，陳敏慧，鄭挺軍，等.火工品薄壁件的激光焊接［J］.火工品，2012（2）：18-20.

［2］易乃絨，李紅旗.火工品激光焊接封裝技術(shù)分析［J］.火工品，2011（3）：36-38.

［3］何治國(guó)，李歡.淺談加強(qiáng)火工品生產(chǎn)過程質(zhì)量控制的實(shí)踐［J］.航天工業(yè)管理，2014（S1）：67-70.

Application of Laser Welding in the Initiating Explosive Devices Production Process

GONG Hui
（FenXi Mining Group Chemical Company，Xiaoyi032300，China）

In recent years，laser welding technology has developed rapidly，its application in the initiating explosive device product process is relatively common.This paper mainly discusses about the welding process of initiating explosive device and encapsulation process，due to the initiating explosive device assembly application of laser welding technology demand is high，therefore，must understands and analyzes the laser welding technology，analyzes its current application in the actual problem，the solution of the problem and application prospect.The laser welding technology in the ascension of initiating explosive device sealing effect is good，has broad prospects.

laser welding；initiating explosive device；product process；application

TG456.7

A文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：1009-9492（2015）12-0140-02

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.12.041

弓輝，男，1974年生，山西武鄉(xiāng)人，大學(xué)本科，工程師。研究領(lǐng)域：化工技術(shù)。

（編輯：王智圣）

2015-08-03