提高波导系统气密性工艺技术研究

耿浩，宋帆（长岭电气有限责任公司，陕西 宝鸡 721006）

提高波导系统气密性工艺技术研究

耿浩，宋帆
（长岭电气有限责任公司，陕西 宝鸡 721006）

文章针对波导系统气密试验故障，通过原因分析确定钎焊缝致密性差为造成气密性下降的主要因素。采用调整钎焊间隙、增强钎接面的毛细作用、改善施加钎剂的方式等科学、合理工艺措施，提高了波导系统气密性。

波导系统；钎着率；钎焊间隙；加工余量

某产品波导系统作为馈电系统的重要部件。它连接了收发机和天线反射体，使二者之间建立无线电波通道。它由波导系统、定位器和阀门开关组成。由于其一端在舱室内，另一端在舱外，因此对其密封要求极为严格。在以往的生产中发现波导系统进行气密试验时，频繁发生漏气故障，拖延了交付期。

1 原因分析

1.1 漏气影响因素分析

我们对2009年以来全部12部漏气的波导进行逐一检查，从人、机、料、法、环五大方面进行分析梳理，并绘制因果图进行分析，见图1。

图1 因果分析图

1.2 主因分析

（1）人员。由于波导系统属于重要件。按照公司相关要求必须“三定”。从事波导系统加工装配操作的工人都是经过相关技能培训的人员。检验人员是从事20多年经验丰富检验。因此非主要影响因素。

（2）机器设备。对于进行压力试验的气泵和手动试压泵均按规定定期检验保养，并在周期内使用。虽然手动试压泵存在跑冒滴漏现象，但可通过人工补压的方式保证压力试验的技术参数要求。此项非主要影响因素。

（3）零件材料。公司对于进厂的原材料，定厂家（沈铜）采购军品级，质量是有保证的。波导管未发生过漏气的情况。

（4）工艺方法。阀门开关从2009年以来发现过12次漏水、漏气的问题。多发生位置为阀门开关银钎焊焊缝位置。根据故障数量分析阀门开关钎焊焊缝漏气，银钎焊焊缝组织不致密是影响波导系统漏气的主要因素。

（5）环境。我们对钎焊时焊接间以及装配间进行环境方面检查，未发现问题。

综上所述，要想根本解决波导压力试验漏气问题，必须解决阀门开关口部焊缝不致密的问题。

2 机理分析

从钎焊机理上分析，当钎料金属加热到其熔化温度时,钎料金属由于张力作用流动并填满母材金属之间间隙完成焊接过程。在填充过程中间隙中钎料需排出，如果间隙不合理，会造成钎剂滞留或钎过量的钎剂夹渣物等缺陷。

钎料金属是依靠毛细作用填充间隙内的。如果母材表面光洁度太高,钎料金属不可能遍及整个钎接面,形成空穴。为保证钎料金属充分流布接头的接合面,应适当增加接触面粗糙度。

因为当钎接面比较大时，内部距表面越远，钎料填缝的路程就越长，出现焊接空穴缺陷的几率就越大。一般深度超过5 mm以上焊缝的致密度就降低50%以上。因此尽可能避免焊后二次加工。

3 改进方案

（1）适当增大焊接间隙：焊接间隙是焊接件对口处两个焊接件之间的间隙。焊接间隙直接关系到焊缝质量。焊接间隙过小，焊缝不容易焊透。焊接间隙过大会增加焊接难度，增加焊接应力，容易产生焊接变形。适当增大间隙，可使因钎缝表面高低不平而造成的缝隙的差值比较小，因而毛细作用力比较均匀，这样有助于钎料比较均匀的填缝，可以减少由于小包围现象而形成的缺陷。经过分析零件结构及焊片参数，确定控制装配工艺间隙为0.08~0.12 mm。

（2）减小机械加工的余量：因为当钎接面比较大时，内部距表面越远，钎料填缝的路程就越长，出现焊接缺陷的几率就越大。由于阀门外壳端口有1.5 mm×8 mm的扼流槽需加工。原来加工余量为10 mm以上。该槽加工深入钎焊焊缝。适当减少机械加工余量，就相当于缩短了钎料填缝的路程，保证了优质焊缝的形成与保留，大大降低了出现焊接缺陷的概率。

4 工艺实施

4.1 增加涂布预制箔状钎料，提高焊料分布范围

在内部钎接面上预置丝状焊料的基础上，采用在钎接面上加厚度为0.15 mm箔状银钎料的方式来增大钎焊间隙，减少焊接缺陷的产生。在工艺试验时，将箔状钎料裁剪成与钎接面相似的形状，焊接前预置于钎接面上。通过调整紧固螺钉松紧方式，采用测量波导口尺寸及塞尺测量的方法，严格控制焊接间隙为0.08~0.12mm。

4.2 减小焊接后表面机械加工余量，缩短钎料的填缝路径

原焊接工艺为两个零件阀门外壳组装后不进行预加工，保持原有形状，主要是预加工为车削加工，加工时存在断续切削问题，加工有一定难度且费刀具，因此，一直未采取预加工即减小焊后加工余量的工艺措施，这样就使得焊接后的加工余量较大，出现焊接缺陷的可能性也随之增大。改进后，采取了预先进行车削加工、减小焊接后加工余量的工艺措施。

4.3 增强钎接面的毛细作用、改善施加钎剂的方式，保证焊接效果

由于两个零件钎接面的表面粗糙度R a值较小，表面粗糙度高，R a值达0.8，降低了接缝的毛细作用。因此，钎焊前分别在两个零件的钎接面上划纵横交错的斜纹，宽度和深度均约为0.1 mm，间距为2~3 mm，以此增强钎接面上的毛细作用。施加钎剂时，先将零件在电阻炉中预热，预热温度为380℃，保温10~12 min，取出后在钎接面上涂液态钎剂，这样钎剂与钎接面易于润湿结合，保证钎剂涂抹均匀，通过采取该措施，提高了钎缝的钎着率，减少了焊接缺陷的产生。

5 实施效果

根据计划安排，投入5套零件采用上述措施进行试验。5套零件顺利完成加工并进行了三个周期水压、气压试验，经检验人员现场检查并未发现存在漏水、漏气的现象，全部合格。波导系统气密性大幅提高。

6 结论

通过机理分析，制定了研制改进方案，确定了波导系统压力试验漏气问题的主要影响因素，针对主因和具体的改进的措施进行了一系列的工艺试验改进，最终确定了提高阀门开关钎焊焊缝致密性措施，有效地提高了波导系统压力试验中的气密性。

[1] 中国材料工程大典3材料焊接工程（第22、23卷）北京：化学工业出版社，2006.1.

[2] 焊接手册3材料的焊接.北京：机械工业出版社，2001.7.

[3] 王文翰．焊接技术手册．郑州：河南科学技术出版社，2000.1.

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1671-0711（2016）07（下）-0056-02