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(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550009)

在導(dǎo)彈系統(tǒng)中，通常需要對導(dǎo)彈及主要部件進(jìn)行定期維護(hù)測試和發(fā)射前測試檢查工作，以確認(rèn)導(dǎo)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(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，在真空釬焊(以下簡稱焊接)完成后必須對焊縫進(jìn)行100%的焊接氣密性檢測，以防止電磁泄漏[3]，確保作戰(zhàn)效能。但是較為突出的問題是目前傳統(tǒng)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(nèi)外的相關(guān)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(shù)。

本探究提出了一種某型號輻射器焊接氣密性檢測的技術(shù)，通過對輻射器的設(shè)計、加工檢測工裝以及簡化檢測方法，可實(shí)現(xiàn)單人檢測以提高效率，同時保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。優(yōu)化后，檢測工裝及方法可拓展至多個型號領(lǐng)域。

1 某型號輻射器焊縫氣密性檢測現(xiàn)有方法

1.1 某型號輻射器結(jié)構(gòu)與工作原理

輻射器位于引信天線，是不可拆卸式整體結(jié)構(gòu)，由腔體、蓋板通過真空釬焊連接而形成波導(dǎo)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(shí)現(xiàn)電磁波的傳導(dǎo)。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(shí)際生產(chǎn)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(dǎo)口送入波導(dǎo)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(xù)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(dǎo)口接觸良好，使壓縮空氣進(jìn)入波導(dǎo)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(xiàn)壓縮空氣管出氣口移動不能與波導(dǎo)口完全吻合而導(dǎo)致進(jìn)入波導(dǎo)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(zhǔn)確性、可靠性，所以操作必須反復(fù)進(jìn)行以確保壓縮空氣管出氣口與波導(dǎo)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(yōu)化

2.1 檢測工裝改進(jìn)

根據(jù)輻射器尺寸及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，綜合考慮操作簡便、效率以及經(jīng)濟(jì)成本等方面因素，結(jié)合同類型工件的試驗(yàn)檢測，以固定輻射器及保障壓縮空氣順利進(jìn)入波導(dǎo)腔為出發(fā)點(diǎn)，對檢測工裝進(jìn)行設(shè)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(dǎo)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(shù)低等諸多優(yōu)異性能[4-5]，能夠保護(hù)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(jìn)行熱處理強(qiáng)化的變形鋁合金[6]，密度小，強(qiáng)度大，具有優(yōu)秀的力學(xué)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(jìn)

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(nèi)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(nèi)部壓力達(dá)到0.6～1 MPa時關(guān)閉閥門。保持壓力，持續(xù)觀察焊縫冒泡情況2～3 min，單個氣泡≤3個或連續(xù)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(yàn)驗(yàn)證

3.1 試件驗(yàn)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(jìn)行重復(fù)性試驗(yàn)，現(xiàn)將50件試件的試驗(yàn)結(jié)果整理且列于表1。

表1 試件驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

3.2 產(chǎn)品驗(yàn)證

在原試件試驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，按上述優(yōu)化的氣密性檢測技術(shù)，對5個生產(chǎn)批次共1 000件產(chǎn)品進(jìn)行氣密性檢測，并隨機(jī)對其中的500件產(chǎn)品進(jìn)行了跟蹤，跟蹤結(jié)果見表2。

表2 產(chǎn)品驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

4 結(jié)語

新材料、新工藝、新技術(shù)等在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣[7]，輻射器焊接氣密性檢測技術(shù)的不斷進(jìn)步與導(dǎo)彈功能完好、性能指標(biāo)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(jìn)行了探究，主要改進(jìn)了檢測工裝，包括充氣嘴、充氣管材料以及改進(jìn)了檢測方法，減少了操作人數(shù)，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(chǎn)品驗(yàn)證了該改進(jìn)后的輻射器焊接氣密性檢測技術(shù)穩(wěn)定性良好。該項(xiàng)探究通過應(yīng)用于某型號輻射器的生產(chǎn)實(shí)際表明，對于后期輻射器焊接氣密性檢測技術(shù)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(chǎn)品的氣密性檢測也具有積極的指導(dǎo)意義。