提高波導(dǎo)系統(tǒng)氣密性工藝技術(shù)研究

耿浩，宋帆（長(zhǎng)嶺電氣有限責(zé)任公司，陜西 寶雞 721006）

提高波導(dǎo)系統(tǒng)氣密性工藝技術(shù)研究

耿浩，宋帆
（長(zhǎng)嶺電氣有限責(zé)任公司，陜西 寶雞 721006）

文章針對(duì)波導(dǎo)系統(tǒng)氣密試驗(yàn)故障，通過(guò)原因分析確定釬焊縫致密性差為造成氣密性下降的主要因素。采用調(diào)整釬焊間隙、增強(qiáng)釬接面的毛細(xì)作用、改善施加釬劑的方式等科學(xué)、合理工藝措施，提高了波導(dǎo)系統(tǒng)氣密性。

波導(dǎo)系統(tǒng)；釬著率；釬焊間隙；加工余量

某產(chǎn)品波導(dǎo)系統(tǒng)作為饋電系統(tǒng)的重要部件。它連接了收發(fā)機(jī)和天線反射體，使二者之間建立無(wú)線電波通道。它由波導(dǎo)系統(tǒng)、定位器和閥門開(kāi)關(guān)組成。由于其一端在艙室內(nèi)，另一端在艙外，因此對(duì)其密封要求極為嚴(yán)格。在以往的生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)波導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行氣密試驗(yàn)時(shí)，頻繁發(fā)生漏氣故障，拖延了交付期。

1 原因分析

1.1 漏氣影響因素分析

我們對(duì)2009年以來(lái)全部12部漏氣的波導(dǎo)進(jìn)行逐一檢查，從人、機(jī)、料、法、環(huán)五大方面進(jìn)行分析梳理，并繪制因果圖進(jìn)行分析，見(jiàn)圖1。

圖1 因果分析圖

1.2 主因分析

（1）人員。由于波導(dǎo)系統(tǒng)屬于重要件。按照公司相關(guān)要求必須“三定”。從事波導(dǎo)系統(tǒng)加工裝配操作的工人都是經(jīng)過(guò)相關(guān)技能培訓(xùn)的人員。檢驗(yàn)人員是從事20多年經(jīng)驗(yàn)豐富檢驗(yàn)。因此非主要影響因素。

（2）機(jī)器設(shè)備。對(duì)于進(jìn)行壓力試驗(yàn)的氣泵和手動(dòng)試壓泵均按規(guī)定定期檢驗(yàn)保養(yǎng)，并在周期內(nèi)使用。雖然手動(dòng)試壓泵存在跑冒滴漏現(xiàn)象，但可通過(guò)人工補(bǔ)壓的方式保證壓力試驗(yàn)的技術(shù)參數(shù)要求。此項(xiàng)非主要影響因素。

（3）零件材料。公司對(duì)于進(jìn)廠的原材料，定廠家（沈銅）采購(gòu)軍品級(jí)，質(zhì)量是有保證的。波導(dǎo)管未發(fā)生過(guò)漏氣的情況。

（4）工藝方法。閥門開(kāi)關(guān)從2009年以來(lái)發(fā)現(xiàn)過(guò)12次漏水、漏氣的問(wèn)題。多發(fā)生位置為閥門開(kāi)關(guān)銀釬焊焊縫位置。根據(jù)故障數(shù)量分析閥門開(kāi)關(guān)釬焊焊縫漏氣，銀釬焊焊縫組織不致密是影響波導(dǎo)系統(tǒng)漏氣的主要因素。

（5）環(huán)境。我們對(duì)釬焊時(shí)焊接間以及裝配間進(jìn)行環(huán)境方面檢查，未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

綜上所述，要想根本解決波導(dǎo)壓力試驗(yàn)漏氣問(wèn)題，必須解決閥門開(kāi)關(guān)口部焊縫不致密的問(wèn)題。

2 機(jī)理分析

從釬焊機(jī)理上分析，當(dāng)釬料金屬加熱到其熔化溫度時(shí),釬料金屬由于張力作用流動(dòng)并填滿母材金屬之間間隙完成焊接過(guò)程。在填充過(guò)程中間隙中釬料需排出，如果間隙不合理，會(huì)造成釬劑滯留或釬過(guò)量的釬劑夾渣物等缺陷。

釬料金屬是依靠毛細(xì)作用填充間隙內(nèi)的。如果母材表面光潔度太高,釬料金屬不可能遍及整個(gè)釬接面,形成空穴。為保證釬料金屬充分流布接頭的接合面,應(yīng)適當(dāng)增加接觸面粗糙度。

因?yàn)楫?dāng)釬接面比較大時(shí)，內(nèi)部距表面越遠(yuǎn)，釬料填縫的路程就越長(zhǎng)，出現(xiàn)焊接空穴缺陷的幾率就越大。一般深度超過(guò)5 mm以上焊縫的致密度就降低50%以上。因此盡可能避免焊后二次加工。

3 改進(jìn)方案

（1）適當(dāng)增大焊接間隙：焊接間隙是焊接件對(duì)口處兩個(gè)焊接件之間的間隙。焊接間隙直接關(guān)系到焊縫質(zhì)量。焊接間隙過(guò)小，焊縫不容易焊透。焊接間隙過(guò)大會(huì)增加焊接難度，增加焊接應(yīng)力，容易產(chǎn)生焊接變形。適當(dāng)增大間隙，可使因釬縫表面高低不平而造成的縫隙的差值比較小，因而毛細(xì)作用力比較均勻，這樣有助于釬料比較均勻的填縫，可以減少由于小包圍現(xiàn)象而形成的缺陷。經(jīng)過(guò)分析零件結(jié)構(gòu)及焊片參數(shù)，確定控制裝配工藝間隙為0.08~0.12 mm。

（2）減小機(jī)械加工的余量：因?yàn)楫?dāng)釬接面比較大時(shí)，內(nèi)部距表面越遠(yuǎn)，釬料填縫的路程就越長(zhǎng)，出現(xiàn)焊接缺陷的幾率就越大。由于閥門外殼端口有1.5 mm×8 mm的扼流槽需加工。原來(lái)加工余量為10 mm以上。該槽加工深入釬焊焊縫。適當(dāng)減少機(jī)械加工余量，就相當(dāng)于縮短了釬料填縫的路程，保證了優(yōu)質(zhì)焊縫的形成與保留，大大降低了出現(xiàn)焊接缺陷的概率。

4 工藝實(shí)施

4.1 增加涂布預(yù)制箔狀釬料，提高焊料分布范圍

在內(nèi)部釬接面上預(yù)置絲狀焊料的基礎(chǔ)上，采用在釬接面上加厚度為0.15 mm箔狀銀釬料的方式來(lái)增大釬焊間隙，減少焊接缺陷的產(chǎn)生。在工藝試驗(yàn)時(shí)，將箔狀釬料裁剪成與釬接面相似的形狀，焊接前預(yù)置于釬接面上。通過(guò)調(diào)整緊固螺釘松緊方式，采用測(cè)量波導(dǎo)口尺寸及塞尺測(cè)量的方法，嚴(yán)格控制焊接間隙為0.08~0.12mm。

4.2 減小焊接后表面機(jī)械加工余量，縮短釬料的填縫路徑

原焊接工藝為兩個(gè)零件閥門外殼組裝后不進(jìn)行預(yù)加工，保持原有形狀，主要是預(yù)加工為車削加工，加工時(shí)存在斷續(xù)切削問(wèn)題，加工有一定難度且費(fèi)刀具，因此，一直未采取預(yù)加工即減小焊后加工余量的工藝措施，這樣就使得焊接后的加工余量較大，出現(xiàn)焊接缺陷的可能性也隨之增大。改進(jìn)后，采取了預(yù)先進(jìn)行車削加工、減小焊接后加工余量的工藝措施。

4.3 增強(qiáng)釬接面的毛細(xì)作用、改善施加釬劑的方式，保證焊接效果

由于兩個(gè)零件釬接面的表面粗糙度R a值較小，表面粗糙度高，R a值達(dá)0.8，降低了接縫的毛細(xì)作用。因此，釬焊前分別在兩個(gè)零件的釬接面上劃縱橫交錯(cuò)的斜紋，寬度和深度均約為0.1 mm，間距為2~3 mm，以此增強(qiáng)釬接面上的毛細(xì)作用。施加釬劑時(shí)，先將零件在電阻爐中預(yù)熱，預(yù)熱溫度為380℃，保溫10~12 min，取出后在釬接面上涂液態(tài)釬劑，這樣釬劑與釬接面易于潤(rùn)濕結(jié)合，保證釬劑涂抹均勻，通過(guò)采取該措施，提高了釬縫的釬著率，減少了焊接缺陷的產(chǎn)生。

5 實(shí)施效果

根據(jù)計(jì)劃安排，投入5套零件采用上述措施進(jìn)行試驗(yàn)。5套零件順利完成加工并進(jìn)行了三個(gè)周期水壓、氣壓試驗(yàn)，經(jīng)檢驗(yàn)人員現(xiàn)場(chǎng)檢查并未發(fā)現(xiàn)存在漏水、漏氣的現(xiàn)象，全部合格。波導(dǎo)系統(tǒng)氣密性大幅提高。

6 結(jié)論

通過(guò)機(jī)理分析，制定了研制改進(jìn)方案，確定了波導(dǎo)系統(tǒng)壓力試驗(yàn)漏氣問(wèn)題的主要影響因素，針對(duì)主因和具體的改進(jìn)的措施進(jìn)行了一系列的工藝試驗(yàn)改進(jìn)，最終確定了提高閥門開(kāi)關(guān)釬焊焊縫致密性措施，有效地提高了波導(dǎo)系統(tǒng)壓力試驗(yàn)中的氣密性。

[1] 中國(guó)材料工程大典3材料焊接工程（第22、23卷）北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.1.

[2] 焊接手冊(cè)3材料的焊接.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.7.

[3] 王文翰．焊接技術(shù)手冊(cè)．鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，2000.1.

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1671-0711（2016）07（下）-0056-02