真空电子束焊质量控制与检验

真空电子束焊质量控制与检验

文章主要介绍了传动轴真空电子束焊接过程中焊接质量控制与检验的重要性，通过控制电子束焊缝形成的全过程，检测结果焊缝质量和性能指标等方面都满足设计图纸的要求，说明焊接质量管理体系符合现代全面焊接质量管理的要求。

标签：真空电子束焊；质量管理；焊接质量控制；焊接缺陷

1 传动轴工艺路线制定

焊接结构制造工艺过程主要取决于焊接产品的结构形式和质量要求，动力传动轴结构复杂、质量要求高，其制造工艺也比较细化。根据焊接结构分析制定了下述的制造工艺，主要包括焊前清理、装配、焊接、焊后热处理、焊接检验等。

具体工艺路线如下：

配套—钳工清理—退磁—装配—电子束焊—消除应力—磁力探伤—CT检验—理化分析（焊前试件）—退磁—装配—电子束焊—消除应力—磁力探伤—X光检验—CT检验—理化分析（焊后试件）—动平衡—表面喷漆—终检

2 质量评定

对应零件结构分别加工出图1结构的焊接试验件，试件材料为9310钢，材料性能指标符合设计图纸规定，按照钳工清理—退磁—装配—电子束焊—消除应力—磁力探伤—CT检验—理化分析等工艺流程进行了工艺试验，确定了真空电子束焊接参数。

试验件焊接后进行无损探伤和理化分析。无损探伤包括磁粉检验、X光检验和CT检验；理化分析包括低倍金相检验、高倍金相检验和力学性能试验。

（1）磁力探伤。按验收标准对焊缝进行磁力探伤检验，先用连续法后用剩磁法，尺寸等于或大于0.2mm的夹渣、气孔等缺陷不允许存在，磁粉检验合格。

（2）X光检验。按HB5358.2进行X射线检验，焊缝等级1级，单个缺陷尺寸小于0.2mm，缺陷之间的最小距离为4D（D为最大缺陷尺寸），100mm长焊缝内部允许的气孔或夹渣数目少于2个。焊缝内部不得有裂纹、未焊透、未熔合、尖角型缩孔或夹渣等缺陷，X检验合格。

（3）CT检验。按GJB5312进行工业CT检验，检测单个缺陷尺寸小于0.25mm，增加一轮工业CT检验，第二轮检测的起始点比第一轮的起始点高0.125mm，CT检验合格。

（4）理化分析。①按JS10-JT-109的要求对焊缝进行高低倍检验；②显微硬度检验，对焊缝处进行显微硬度检验，要求热影响区的硬度值不低于HRC26，提供显微硬度曲线；③焊缝接头按HB5145-96取标准试验进行拉伸试验，焊缝接头的强度应达到零件性能规定值的85%以上；焊缝低倍、高倍检验：焊缝尾端存在孔洞，焊缝其它部位未见缺陷。其形貌见图2。焊缝尾部出现的孔洞初步分析认为是由于焊接时，焊缝熔深较小，熔池金属没有将试件倒角处填满造成的。

3 电子束焊质量控制

现代化焊接生产要求全面焊接质量管理，即要求产品从设计、制造、检验等所有环节都实行质量保证和质量控制。焊接接头质量控制包括完善企业技术装备、提高操作人员的素质及生产过程的严格管理，目的是获得无缺陷满的焊接结构，满足焊接产品在实际工作中的使用要求。[1]由此可见，焊接质量控制对于传动轴真空电子束焊接的重要性。

3.1 环境的控制

电子束焊接工作场地、室内应保持通风良好和清洁，有害气体和烟尘应不超过TJ36的规定。环境温度应保持在15～30℃之间，噪声不大于70dB，相对湿度不大于60%。

3.2 人员的控制[2]

3.2.1 焊接操作者的控制。从事电子束焊接的操作人员应进行培训和考核，通过焊接模拟试件，合格后，由中航工业焊接考试委员批准下发的有效操作证方能上岗进行产品的焊接。

3.2.2 焊接检验人员的控制。焊接检验人员包括焊接质量检验员、无损检验人员、力学性能检验员、化学分析员等都应具有公司规定相应的上岗操作证方可进行焊接产品的检验

3.3 设备的控制

真空电子束焊机应进行工艺性鉴定，按YJ74鉴定合格拥有设备合格证后方可进行产品的焊接生产。

3.4 过程的控制

传动轴的焊接生产中，质量控制不仅在真空电子束焊工序。我们要求每一道工序都要有焊接检验员的监督与控制，具体如下：

配套：领取零件外观不允许有磕碰伤等缺陷；

钳工：清理干净零件的表面，不允许有锈蚀油污；

退磁：对零件和夹具一起退磁，要求磁通密度不大于1×10-4T；

装配：零件装配后，由检验员检测各项尺寸是否满足工艺规程的要求；

电子束焊：在焊接过程中，焊工必须严格按照工艺规程规定，并且做好相应的焊接记录。这就要求在生产过程中由焊接检验员经常检查焊工在焊接时的工艺参数。对焊接完成的零件进行焊缝外观质量和尺寸检验。对于违反工艺纪律的现象必须及时检查制止。

4 焊接质量检验定义

为了确定焊接零件是否具有符合性质量，必须测定其质量特性。焊接质量检验是指通过调查、检查、测量、试验和检测等途径获得的焊接产品一种或多种特性的数据与设计图样及有关标准、规范、合同或第三方的规定相比较，以确定其符合性的活动。生产实践中，企业强化焊接质量管理的目的是通过完善企业内部机制来保证它提供的焊接产品具有符合性质量。[3]

焊接质量检验的作用则在于监控焊接产品质量的形成过程，确认企业已生产或正在生产的焊接产品是否满足了或能够满足符合性质量的要求以及定期检查在役焊接产品是否仍具有符合性质量。从这一意义上来说，离开焊接检验，企业就无法实施有效地焊接质量管理。焊接检验是企业实施焊接质量管理的基础和基本手段。

5 电子束焊缝检验

焊接检验的依据是质量标准，动力传动轴的焊接质量检验标准：STA100-85-45；

5.1 外观检验。真空电子束焊缝外观无咬边、裂纹、凹坑、气孔缺陷，焊缝检验合格。

5.2 无损检验。无损探伤对焊缝进行磁力探伤检验、X光检验、CT检验，检验结果合格。

6 结束语

根据理化分析报告确定动力传动轴电子束焊缝性能指标达到了设计图纸的要求。传动轴经喷丸、表面喷涂、动平衡、静扭试验、运转试验等工序检验也符合产品质量要求，说明传动轴的整个质量控制体系是可行的。焊接质量体系符合全面焊接质量管理的要求，充分体现了焊接质量控制与检验在整个零件生产过程中的重要性。

参考文献