對輻射器氣密性檢測的探究

田葉青，胡闊鵬，江仁康

(1.貴州航天電子科技有限公司，貴州 貴陽 550009；2.航天江南集團有限公司，貴州 貴陽 550009)

在導彈系統中，通常需要對導彈及主要部件進行定期維護測試和發射前測試檢查工作，以確認導彈功能完好，性能正常[1]。氣密性是指器件的氣體密閉性能[2]，輻射器焊接氣密性則是輻射器焊縫焊接質量的一項重要指標，在真空釬焊(以下簡稱焊接)完成后必須對焊縫進行100%的焊接氣密性檢測，以防止電磁泄漏[3]，確保作戰效能。但是較為突出的問題是目前傳統的焊接氣密性檢測方法過程較為繁瑣且需2人配合，單件檢測時間耗時較長。目前，國內外的相關研究對于本型號輻射器的焊接氣密性檢測借鑒作用不大，鑒于此，有必要開展輻射器焊接氣密性檢測方法的探究，以確定一種較為便捷的檢測技術。

本探究提出了一種某型號輻射器焊接氣密性檢測的技術，通過對輻射器的設計、加工檢測工裝以及簡化檢測方法，可實現單人檢測以提高效率，同時保證檢測結果的準確性。優化后，檢測工裝及方法可拓展至多個型號領域。

1 某型號輻射器焊縫氣密性檢測現有方法

1.1 某型號輻射器結構與工作原理

輻射器位于引信天線，是不可拆卸式整體結構，由腔體、蓋板通過真空釬焊連接而形成波導腔，以傳輸電磁信號。其中，蓋板開有裂縫以向外輻射電磁波；腔體背面一端開有波道口并與電纜連接以實現電磁波的傳導。因此輻射器加工精度高，對焊接的焊縫有密封要求。某型號輻射器局部示意圖如圖1所示。

1.2 某型號輻射器焊縫氣密性檢測方法

目前實際生產中，某型號輻射器對焊縫焊接氣密性檢測方法如下：首先按洗潔劑與清水1∶10比例用燒杯配制洗潔溶液，其次用聚酰亞胺薄膜膠帶粘住輻射器正面蓋板上的裂縫，然后將壓縮空氣從輻射器腔體上的波導口送入波導腔，同時用小號毛刷沾取洗潔溶液均勻刷在焊縫上，在0.6～1 MPa下持續觀察焊縫冒泡情況2～3 min。

檢測過程中需要2名操作人員密切配合才能完成，其中一人用一只手固定輻射器，另一只手按住壓縮空氣管出氣口以保證與波導口接觸良好，使壓縮空氣進入波導腔；另一人用小號毛刷沾取洗潔溶液不斷均勻刷在焊縫上，并觀察焊縫冒泡情況。操作過程中，常會出現壓縮空氣管出氣口移動不能與波導口完全吻合而導致進入波導腔的壓縮空氣的氣壓低于0.6～1 MPa的情況，此時氣密性檢測失去準確性、可靠性，所以操作必須反復進行以確保壓縮空氣管出氣口與波導口接觸良好。目前平均每件檢測操作時間約為12 min。

2 某型號輻射器焊縫氣密性檢測方法優化

2.1 檢測工裝改進

根據輻射器尺寸及結構特點，綜合考慮操作簡便、效率以及經濟成本等方面因素，結合同類型工件的試驗檢測，以固定輻射器及保障壓縮空氣順利進入波導腔為出發點，對檢測工裝進行設計、加工(見圖2)。

該檢測工裝主要由底板、托板、蝶形螺母、充氣嘴、充氣管及支腳組成。其中充氣嘴、充氣管要加工成與波導口完全切合的雛形口，材料選用聚四氟乙烯(PTFE)，主要是考慮到聚四氟乙烯材料具有耐腐蝕、耐熱、耐老化、摩擦因數低等諸多優異性能[4-5]，能夠保護檢測過程中輻射器不受損傷，且易于加工成錐形。其余組件材料均選用鋁合金2A12-T4。2A12鋁合金是一種可以進行熱處理強化的變形鋁合金[6]，密度小，強度大，具有優秀的力學性能和較長的使用壽命，而且輕便，便于操作。

2.2 檢測方法改進

首先用聚酰亞胺薄膜膠帶粘住輻射器蓋板上的裂縫，再將輻射器一端放于托板上，將充氣管與充氣嘴連接后，將充氣嘴另一端與輻射器腔體上的波道口連接，使充氣嘴伸入波道口內部；再將壓板置于輻射器之上，把支柱插入支柱孔，并用兩顆蝶形螺母擰緊支柱。

將上述步驟裝夾好的工裝與零件一起浸入干凈的清水中，打開壓縮空氣閥門向輻射器里充氣，觀察壓力表，待工件內部壓力達到0.6～1 MPa時關閉閥門。保持壓力，持續觀察焊縫冒泡情況2～3 min，單個氣泡≤3個或連續氣泡≤25 mm，則判斷氣密性合格。檢測完畢后，將輻射器從水中取出后及時用壓縮空氣吹干。某型號輻射器焊縫氣密性檢測如圖3所示。

氣密性檢測完成后，拿出工裝及零件，首先擰出蝶形螺母，再依次取出支柱、壓板、零件，用壓縮空氣吹干零件。

3 試驗驗證

3.1 試件驗證

用與輻射器同樣材料鋁合金6063加工等效試件50件，對上述某輻射器焊接氣密性檢測進行重復性試驗，現將50件試件的試驗結果整理且列于表1。

表1 試件驗證試驗結果

3.2 產品驗證

在原試件試驗的基礎之上，按上述優化的氣密性檢測技術，對5個生產批次共1 000件產品進行氣密性檢測，并隨機對其中的500件產品進行了跟蹤，跟蹤結果見表2。

表2 產品驗證試驗結果

4 結語

新材料、新工藝、新技術等在航空航天領域的應用越來越廣[7]，輻射器焊接氣密性檢測技術的不斷進步與導彈功能完好、性能指標具有舉足輕重的影響。針對輻射器焊接氣密性檢測效率低的問題，進行了探究，主要改進了檢測工裝，包括充氣嘴、充氣管材料以及改進了檢測方法，減少了操作人數，縮短了檢測時間，平均每件檢測操作時間只需6 min，并通過1 000件產品驗證了該改進后的輻射器焊接氣密性檢測技術穩定性良好。該項探究通過應用于某型號輻射器的生產實際表明，對于后期輻射器焊接氣密性檢測技術的深入研究具有一定的參考價值，同時對于其他類似型號產品的氣密性檢測也具有積極的指導意義。