CN112595470A - 一种平面局部密封焊缝质量检验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种平面局部密封焊缝质量检验方法，密封片的回转体轴线与抽真空活塞的回转体轴线重合，密封片位于抽真空活塞的第三环形凸台内侧，密封片安装在抽真空活塞的第三环形凹槽中，密封片的第四外圆柱面与抽真空活塞的第三环形凹槽底面密封连接；本发明通过移动抽真空活塞，在环形密封腔体内部造成真空环境，局部焊缝在真空内，保持一段时间，观察密封空间的气压是否变化，对平面局部密封焊缝的密封质量进行检验。将不合格的端盖淘汰，确保体爆轰战斗部使用的端盖密封性完好。避免战斗部发生泄漏事故。保证了战斗部的可靠性，保证了战斗部的安全性。
Description
技术领域
本发明属于检测方法技术领域，涉及一种密封检测方法，特别涉及一种平面局部密封焊缝质量检验方法。
背景技术
体爆轰战斗部内部装填高能燃料，通过炸药爆炸抛撒驱动作用，高能液相燃料被抛撒到空气中，高能液相燃料雾化并与空气混合，形成大范围的活性云团，再经炸药二次起爆，活性云团产生体爆轰，释放出强烈的冲击波，是威力最大的武器之一。体爆轰战斗部内部装填的高能燃料含有液相材料，因此，体爆轰战斗部的壳体需满足密封要求。
由于武器发射平台对战斗部质量有着严格的要求，因此，为了提高战斗部的威力，尽可能增大高能燃料的质量，而减小壳体的质量。壳体通常采用低密度高强度材料，如铝合金。体爆轰战斗部的壳体为空腔圆柱体，由上端盖、下端盖和圆筒体组成，上端盖和下端盖均为薄壁圆板。上端盖和下端盖的厚度为5～6mm，上端盖和下端盖的材料为2A12铝合金。
任华友等人在文献“薄壁铝合金精密铸造典型缺陷的CR检测技术应用研究”(2012年无损检测技术交流会，2012年12月，86页)中报道：铝合金薄板在生产过程中，极容易在内部出现针孔、裂纹等缺陷，单个缺陷尺度约为O.1mm～0.3mm。该尺寸的缺陷足以导致体爆轰战斗部内部的高能燃料泄漏，导致战斗部失效。
体爆轰战斗部的端盖加工完成后，一旦发现存在针孔、裂纹等缺陷，需要对其进行处理。石璟等人在文献“针对异物夹杂类缺陷的双道偏置补焊方法”(宇航材料工艺，2017年，第1期62页)中报道了对于铝合金缺陷的处理方法，在缺陷位置处，采用挖排去除的方法进行清理。再填充材料，再进行焊接填实。赵衍华等人在文献“2014铝合金拉锻式摩擦塞补焊接头微观组织及力学性能”(航空制造技术，2009年，第23期86页)中报道了对铝合金薄板存在缺陷的补焊具体形状，在铝合金薄板的缺陷处加工出圆锥孔，确保缺陷全部被扣掉，再将一个圆台塞棒放入圆锥孔中，在接触面处焊接一周，焊缝直径为12～13mm，焊接牢固，并实现密封。
通过去除缺陷并填实补焊的方法处理原材料缺陷，完成后，战斗部端盖上平面的局部焊缝是否密封性完好，焊缝质量是否达到密封要求，需要进行检验。对于密闭空间的密封检验方法通常有两种，一种是在空间内装水，检验水是否外流，另一种是加入高压气体，检验高压气体是否泄漏。但平面局部焊缝不是密闭的空间，无法使用常规方法检验密封性。但如果对平面局部焊缝的密封性不检验，一旦存在泄漏的现象，战斗部内部的液相燃料将会从泄漏处流出，导致战斗部失效，而泄漏的燃料将对环境造成污染，一旦被点燃，将造成重大灾难。
发明内容
为了克服现有技术的不足和缺陷，本发明提供一种平面局部密封焊缝质量检验方法，通过移动抽真空活塞，在环形密封腔体内部造成真空环境，局部焊缝在真空内，保持一段时间，观察密封空间的气压是否变化，对平面局部密封焊缝的密封质量进行检验。将不合格的端盖淘汰，确保体爆轰战斗部使用的端盖密封性完好。避免战斗部发生泄漏事故。保证了战斗部的可靠性，保证了战斗部的安全性。
本发明提供的一种平面局部密封焊缝质量检验方法。包括平面端盖1，其特征在于，还包括环形密封腔体2、抽真空活塞3、密封片4、液体5、橡胶密封圈6；
平面端盖1的形状为第一圆板，平面端盖1的第一圆板为回转体，平面端盖1的第一圆板上端面为第一上端圆平面，平面端盖1的第一圆板下端面为第一下端圆平面，平面端盖1为体爆轰战斗部的端盖，平面端盖1的中部带有局部焊缝，平面端盖1的第一下端圆平面下端为液相燃料，局部焊缝需要具有密封性，防止液相燃料泄露，局部焊缝的密封性能由本发明进行检验，本发明适用范围为：平面端盖1的厚度为5～6mm，平面端盖1的材料为2A12铝合金，局部焊缝直径为12～13mm；
平面端盖1的回转体轴线垂直于地面；
环形密封腔体2的形状为第二圆筒体，环形密封腔体2的第二圆筒体为回转体，环形密封腔体2的第二圆筒体下端面为第二同心圆环面，环形密封腔体2的第二同心圆环面上带有第二环形凹槽，环形密封腔体2的第二圆筒体内侧面为第二内圆柱面，环形密封腔体2的第二圆筒体上端内侧带有第二内法兰，环形密封腔体2的第二内法兰的内侧面为第二上端内圆柱面，环形密封腔体2的第二上端内圆柱面上带有第二内螺纹；
环形密封腔体2的回转体轴线与平面端盖1的回转体轴线平行，环形密封腔体2位于平面端盖1上端，环形密封腔体2的第二同心圆环面与平面端盖1的第一上端圆平面接触，平面端盖1的局部焊缝位于环形密封腔体2的第二内圆柱面内侧；
抽真空活塞3的形状为第三圆柱体，抽真空活塞3的第三圆柱体为回转体，抽真空活塞3的第三圆柱体上端面为第三上端圆平面，抽真空活塞3的第三圆柱体下端面为第三下端圆平面，抽真空活塞3的第三圆柱体外侧面为第三外圆柱面，抽真空活塞3的第三下端圆平面边沿带有一圈第三环形凸台，抽真空活塞3的第三环形凸台的下端面为第三下端同心圆平面，抽真空活塞3的第三环形凸台的内侧面为第三内圆柱面，抽真空活塞3的第三内圆柱面中部带有一圈第三环形凹槽，抽真空活塞3的第三上端圆平面中心带有第三圆形通孔，抽真空活塞3的第三圆形通孔上端边沿带有第三中部环形凸台，抽真空活塞3的第三中部环形凸台外侧面为第三上端外圆柱面，抽真空活塞3的第三上端外圆柱面上带有第三外螺纹，抽真空活塞3的第三中部形凸台内侧面为第三上端内圆柱面；
抽真空活塞3的回转体轴线与环形密封腔体2的回转体轴线重合，抽真空活塞3位于环形密封腔体2内部，抽真空活塞3的第三上端圆平面位于环形密封腔体2的第二内法兰下端，抽真空活塞3的第三外圆柱面与环形密封腔体2的第二内圆柱面密封配合接触，抽真空活塞3的第三外螺纹与环形密封腔体2的第二内螺纹螺旋传动配合；
密封片4的形状为第四圆板，密封片4的第四圆板为回转体，密封片4的材料为橡胶，密封片4的第四圆板的上端面为第四上端圆平面，密封片4的第四圆板的下端面为第四下端圆平面，密封片4的第四圆板的侧面为第四外圆柱面；
密封片4的回转体轴线与抽真空活塞3的回转体轴线重合，密封片4位于抽真空活塞3的第三环形凸台内侧，密封片4安装在抽真空活塞3的第三环形凹槽中，密封片4的第四外圆柱面与抽真空活塞3的第三环形凹槽底面密封连接；
液体5的材料为水，液体5位于密封片4的第四上端圆平面、抽真空活塞3的第三下端圆平面、抽真空活塞3的第三内圆柱面、抽真空活塞3的第三上端内圆柱面组成的腔体内部；
橡胶密封圈6的形状为第六圆环体，橡胶密封圈6的第六圆环体为回转体，橡胶密封圈6的材料为橡胶，橡胶密封圈6的回转截面为圆形；
橡胶密封圈6的回转体轴线与环形密封腔体2的回转体轴线重合，橡胶密封圈6位于环形密封腔体2的第二环形凹槽中，橡胶密封圈6的上端与环形密封腔体2的第二环形凹槽底面接触，橡胶密封圈6的下端与平面端盖1的第一上端圆平面接触；
环形密封腔体2的重量为11～17kg；
密封片4的第四圆板厚度为2.2～2.7mm；
抽真空活塞3的第三上端内圆柱面直径为4.6～5.1mm；
环形密封腔体2的第二内螺纹的螺旋升角为2.1～2.4°；
所述一种平面局部密封焊缝质量检验方法，包括以下步骤：
步骤1：将密封片4与抽真空活塞3装配；
步骤2：将抽真空活塞3与环形密封腔体2装配，使得抽真空活塞3的第三下端同心圆平面和环形密封腔体2的第二同心圆环面共面；
步骤3：将橡胶密封圈6与环形密封腔体2装配；
步骤4：将环形密封腔体2与平面端盖1装配；
步骤5：将液体5倒入密封片4的第四上端圆平面、抽真空活塞3的第三下端圆平面、抽真空活塞3的第三内圆柱面、抽真空活塞3的第三上端内圆柱面组成的腔体内部，使得液体5的最上端距离抽真空活塞3的第三中部环形凸台最上端距离为10mm；
步骤6：抽真空活塞3的第三下端同心圆平面、密封片4的第四下端圆平面、平面端盖1的第一上端圆平面、环形密封腔体2的第二内圆柱面、抽真空活塞3的第三内圆柱面组成第四密闭空间，旋转抽真空活塞3，通过抽真空活塞3的第三外螺纹与环形密封腔体2的第二内螺纹螺旋传动，抽真空活塞3的第三下端同心圆平面逐渐向上移动，第四密闭空间的容积逐渐增大，第四密闭空间内部气体的压强逐渐减小，直至第四密闭空间内部气体的压强低于0.01MPa，近视认为符合真空压强，停止旋转抽真空活塞3，测量液体5的最上端距离抽真空活塞3的第三中部环形凸台最上端距离；
步骤7：等待30分钟，重新测量液体5的最上端距离抽真空活塞3的第三中部环形凸台最上端距离，若与步骤6中的距离相同，则平面端盖1的局部焊缝的密封性能完好，若低于步骤6中的距离，则平面端盖1的局部焊缝存在泄漏。
关于环形密封腔体2的重量、密封片4的第四圆板厚度、抽真空活塞3的第三上端内圆柱面直径、环形密封腔体2的第二内螺纹的螺旋升角，可以采取以下2种方式的任意一种：
实现方式1：环形密封腔体2的重量为11kg；
密封片4的第四圆板厚度为2.2mm；
抽真空活塞3的第三上端内圆柱面直径为4.6mm；
环形密封腔体2的第二内螺纹的螺旋升角为2.1°。
实现方式2：环形密封腔体2的重量为17kg；
密封片4的第四圆板厚度为2.7mm；
抽真空活塞3的第三上端内圆柱面直径为5.1mm；
环形密封腔体2的第二内螺纹的螺旋升角为2.4°。
本发明的一种平面局部密封焊缝质量检验方法，带来的技术效果体现为：
本发明设计了一种平面局部密封焊缝质量检验方法，适用于厚度为5～6mm、材料为2A12铝合金、焊缝直径为12～13mm的平面端盖。将环形密封腔体扣在平面局部密封焊缝上端，通过移动抽真空活塞，在环形密封腔体内部造成真空环境，环形密封腔体上端大气压强高于内部气体压力，在大气压力作用下，密封腔体与平面端盖紧密接触，并形成密封空间，而且密封空间内为真空环境，局部焊缝在真空内，保持一段时间，观察密封空间的气压是否变化，对平面局部密封焊缝的密封质量进行检验。将不合格的端盖淘汰，确保体爆轰战斗部使用的端盖密封性完好。避免战斗部发生泄漏事故。保证了战斗部的可靠性，保证了战斗部的安全性。
附图说明
图1是一种平面局部密封焊缝质量检验方法的结构示意图。1、平面端盖，2、环形密封腔体，3、抽真空活塞，4、密封片，5、液体，6、橡胶密封圈。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，需要说明的是本发明不局限于以下具体实施例，凡在本发明技术方案基础上进行的同等变换均在本发明的保护范围内。
实施例1：
如图1所示，本实施例给出一种平面局部密封焊缝质量检验方法。包括平面端盖1，其特征在于，还包括环形密封腔体2、抽真空活塞3、密封片4、液体5、橡胶密封圈6；
平面端盖1的形状为第一圆板，平面端盖1的第一圆板为回转体，平面端盖1的第一圆板上端面为第一上端圆平面，平面端盖1的第一圆板下端面为第一下端圆平面，平面端盖1为体爆轰战斗部的端盖，平面端盖1的中部带有局部焊缝，平面端盖1的第一下端圆平面下端为液相燃料，局部焊缝需要具有密封性，防止液相燃料泄露，局部焊缝的密封性能由本发明进行检验，本发明适用范围为：平面端盖1的厚度为5～6mm，平面端盖1的材料为2A12铝合金，局部焊缝直径为12～13mm；
平面端盖1的回转体轴线垂直于地面；
环形密封腔体2的形状为第二圆筒体，环形密封腔体2的第二圆筒体为回转体，环形密封腔体2的第二圆筒体下端面为第二同心圆环面，环形密封腔体2的第二同心圆环面上带有第二环形凹槽，环形密封腔体2的第二圆筒体内侧面为第二内圆柱面，环形密封腔体2的第二圆筒体上端内侧带有第二内法兰，环形密封腔体2的第二内法兰的内侧面为第二上端内圆柱面，环形密封腔体2的第二上端内圆柱面上带有第二内螺纹；
环形密封腔体2的回转体轴线与平面端盖1的回转体轴线平行，环形密封腔体2位于平面端盖1上端，环形密封腔体2的第二同心圆环面与平面端盖1的第一上端圆平面接触，平面端盖1的局部焊缝位于环形密封腔体2的第二内圆柱面内侧；
抽真空活塞3的形状为第三圆柱体，抽真空活塞3的第三圆柱体为回转体，抽真空活塞3的第三圆柱体上端面为第三上端圆平面，抽真空活塞3的第三圆柱体下端面为第三下端圆平面，抽真空活塞3的第三圆柱体外侧面为第三外圆柱面，抽真空活塞3的第三下端圆平面边沿带有一圈第三环形凸台，抽真空活塞3的第三环形凸台的下端面为第三下端同心圆平面，抽真空活塞3的第三环形凸台的内侧面为第三内圆柱面，抽真空活塞3的第三内圆柱面中部带有一圈第三环形凹槽，抽真空活塞3的第三上端圆平面中心带有第三圆形通孔，抽真空活塞3的第三圆形通孔上端边沿带有第三中部环形凸台，抽真空活塞3的第三中部环形凸台外侧面为第三上端外圆柱面，抽真空活塞3的第三上端外圆柱面上带有第三外螺纹，抽真空活塞3的第三中部形凸台内侧面为第三上端内圆柱面；
抽真空活塞3的回转体轴线与环形密封腔体2的回转体轴线重合，抽真空活塞3位于环形密封腔体2内部，抽真空活塞3的第三上端圆平面位于环形密封腔体2的第二内法兰下端，抽真空活塞3的第三外圆柱面与环形密封腔体2的第二内圆柱面密封配合接触，抽真空活塞3的第三外螺纹与环形密封腔体2的第二内螺纹螺旋传动配合；
密封片4的形状为第四圆板，密封片4的第四圆板为回转体，密封片4的材料为橡胶，密封片4的第四圆板的上端面为第四上端圆平面，密封片4的第四圆板的下端面为第四下端圆平面，密封片4的第四圆板的侧面为第四外圆柱面；
密封片4的回转体轴线与抽真空活塞3的回转体轴线重合，密封片4位于抽真空活塞3的第三环形凸台内侧，密封片4安装在抽真空活塞3的第三环形凹槽中，密封片4的第四外圆柱面与抽真空活塞3的第三环形凹槽底面密封连接；
液体5的材料为水，液体5位于密封片4的第四上端圆平面、抽真空活塞3的第三下端圆平面、抽真空活塞3的第三内圆柱面、抽真空活塞3的第三上端内圆柱面组成的腔体内部；
橡胶密封圈6的形状为第六圆环体，橡胶密封圈6的第六圆环体为回转体，橡胶密封圈6的材料为橡胶，橡胶密封圈6的回转截面为圆形；
橡胶密封圈6的回转体轴线与环形密封腔体2的回转体轴线重合，橡胶密封圈6位于环形密封腔体2的第二环形凹槽中，橡胶密封圈6的上端与环形密封腔体2的第二环形凹槽底面接触，橡胶密封圈6的下端与平面端盖1的第一上端圆平面接触；
本发明的使用方法及工作原理为：
所述一种平面局部密封焊缝质量检验方法，包括以下步骤：
步骤1：将密封片4与抽真空活塞3装配；
步骤2：将抽真空活塞3与环形密封腔体2装配，使得抽真空活塞3的第三下端同心圆平面和环形密封腔体2的第二同心圆环面共面；
步骤3：将橡胶密封圈6与环形密封腔体2装配；
步骤4：将环形密封腔体2与平面端盖1装配；
步骤5：将液体5倒入密封片4的第四上端圆平面、抽真空活塞3的第三下端圆平面、抽真空活塞3的第三内圆柱面、抽真空活塞3的第三上端内圆柱面组成的腔体内部，使得液体5的最上端距离抽真空活塞3的第三中部环形凸台最上端距离为10mm；
步骤6：抽真空活塞3的第三下端同心圆平面、密封片4的第四下端圆平面、平面端盖1的第一上端圆平面、环形密封腔体2的第二内圆柱面、抽真空活塞3的第三内圆柱面组成第四密闭空间，旋转抽真空活塞3，通过抽真空活塞3的第三外螺纹与环形密封腔体2的第二内螺纹螺旋传动，抽真空活塞3的第三下端同心圆平面逐渐向上移动，第四密闭空间的容积逐渐增大，第四密闭空间内部气体的压强逐渐减小，直至第四密闭空间内部气体的压强低于0.01MPa，近视认为符合真空压强，停止旋转抽真空活塞3，测量液体5的最上端距离抽真空活塞3的第三中部环形凸台最上端距离；
步骤7：等待30分钟，重新测量液体5的最上端距离抽真空活塞3的第三中部环形凸台最上端距离，若与步骤6中的距离相同，则平面端盖1的局部焊缝的密封性能完好，若低于步骤6中的距离，则平面端盖1的局部焊缝存在泄漏。
本发明的工作原理如下：
对于平面局部焊缝的密封质量检验，可以使其一端面处于环形密封腔体的真空环境中，而另一端处于大气压力环境中，由于盖板的上下两面存在压力差，若焊缝泄漏，则一端的大气压会流入另一端的真空环境中，而环形密封腔体的气体压力将会逐渐上升。若焊缝密封完好，则一端的大气压不会流入另一端的真空环境中，而环形密封腔体的气体压力保持真空状态。
检验平面局部焊缝的密封性能存在两个难点，一个是制造真空环境，另一个是测量真空环境的气体压力随时间是否变化。
本发明制造真空环境的原理如下：将环形密封腔体扣在平面局部密封焊缝上端，通过移动抽真空活塞，逐渐增加环形密封腔体内腔体积，而环形密封腔体内部的气体的量是不变的，因此，随着内腔体积的增加，气体压力逐渐降低，直至接近真空。平面端盖1和环形密封腔体2之间之所以能密封，一开始是靠着环形密封腔体2的重力使得平面端盖1和环形密封腔体2贴合到一起，随着在环形密封腔体内部造成真空环境，环形密封腔体上端大气压强高于内部气体压力，在大气压力作用下，密封腔体与平面端盖接触的更紧密，保证了平面端盖1和环形密封腔体2之间的密封性。保证了真空环境的可靠性。
本发明测量真空环境的气体压力的原理如下：密封片4的下端为真空，气体压力基本为0,密封片4的上端为大气压力，因此，密封片4的上下端存在压力差，密封片4还是弹性体，密封片4会发生向下的变形，随着密封片4向下的变形，液体5的装填空间逐渐增大，液体5的量不变，因此，液体5的最上端面将会下降，若平面局部焊缝泄漏，则密封片4下端的气体压力会逐渐增加，密封片4的上下端存在压力差逐渐减小，密封片4是弹性体，密封片4向下的变形量逐渐减小，随着密封片4逐渐回弹，液体5的装填空间逐渐减小，液体5的量不变，因此，液体5的最上端面将会上升。若平面局部焊缝密封完好，则密封片4下端的气体压力会不变，密封片4的上下端存在压力差不变，密封片4的变形量不变，液体5的装填空间不变，液体5的量不变，因此，液体5的最上端面保持不变。通过观察液体5上端面的位置即可知道平面局部焊缝是否泄漏。实现了对真空环境的气体压力的测量。
环形密封腔体2的重量过于小时，橡胶密封圈6收到的压缩力太小，橡胶密封圈6一开始是靠环形密封腔体2的重力使其与平面端盖1和环形密封腔体2紧密接触，并形成密封环境，若橡胶密封圈6的压缩力小到不足以同时与平面端盖1和环形密封腔体2密封，则平面端盖1和环形密封腔体2之间泄漏，本发明失效。环形密封腔体2的重量过大小时，平面端盖1上端承受的重力太大，由于平面端盖1为薄壁圆板，若上端重力太大将导致平面端盖1发生变形，影响战斗部尺寸精度，使得战斗部由于尺寸不合格而无法在武器平台上使用。通过大量实验发现，环形密封腔体2的重量为11～17kg时，上述问题均可以避免，上述功能均得以实现，满足使用要求。
本实施例中，环形密封腔体2的重量为11kg；
密封片4的第四圆板厚度过小时，密封片4的强度太小，由于密封片4的上端为大气压力，密封片4的下端为真空，密封片4承受压力差，若密封片4的强度太小密封片4将会在压力差作用下发生撕裂，导致本发明失效。密封片4的第四圆板厚度过大时，密封片4的刚度太大，在相同压力下变形量太小。由于本发明是通过密封片4的变形来反映密封片4下端的气体压力是否随时间变化，若密封片4本身刚度很高，尽管密封片4下端气体压力变化了，密封片4也不发生变形，则液体5的上端面也不会变化，无法通过测量液体5上端面位置来获知密封片4下端气体压力是否变化，使得测量结果错误。通过大量实验发现，密封片4的第四圆板厚度为2.2～2.7mm时，上述问题均可以避免，上述功能均得以实现，满足使用要求。
本实施例中，密封片4的第四圆板厚度为2.2mm；
抽真空活塞3的第三上端内圆柱面直径太小时，抽真空活塞3的第三上端内圆柱面太细，液体5在特别细的管子里，靠与管子壁的表面张力便可以使其悬浮在管子内部，不上升也不下降。由于本发明将密封片4下端气体压力的变化转化为密封片4的变形，再将密封片4的变形转化为液体5位置的变化，进而便于测量，若液体5在很细的管子里悬浮，则不管下端气体压力是否变化，液体5的上端面位置都不变，导致测量结果错误。抽真空活塞3的第三上端内圆柱面直径太大时，抽真空活塞3的第三上端内圆柱面内部的容积太大，由于密封片4的变形是有限的，即液体5随着压力的体积变化是定的，抽真空活塞3的第三上端内圆柱面直径越大，液体5的上端面移动距离越小，越难判断是否移动，导致测量结果误差过大。通过大量实验发现，抽真空活塞3的第三上端内圆柱面直径为4.6～5.1mm时，上述问题均可以避免，上述功能均得以实现，满足使用要求。
本实施例中，抽真空活塞3的第三上端内圆柱面直径为4.6mm；
环形密封腔体2的第二内螺纹的螺旋升角太大时，环形密封腔体2的第二内螺纹的螺距太大，抽真空活塞3靠第二内螺纹发生螺旋传动从而发生向上或者向下运动，过大的环形密封腔体2的第二内螺纹的螺距，将导致抽真空活塞3每旋转一圈，抽真空活塞3向上或者向下移动的尺寸太大，抽真空活塞3向上移动时，通过摩擦力的传递将导致环形密封腔体2存在与平面端盖1脱离的力，若此力过大，将环形密封腔体2存在与平面端盖1脱离，则密封内腔损坏，本发明失效。环形密封腔体2的第二内螺纹的螺旋升角太小时，抽真空活塞3每旋转一圈，抽真空活塞3向上或者向下移动的尺寸太小，第四密闭空间的体积该变量太小，抽真空时间过长，浪费过多的时间。通过大量实验发现，环形密封腔体2的第二内螺纹的螺旋升角为2.1～2.4°时，上述问题均可以避免，上述功能均得以实现，满足使用要求。
本实施例中，环形密封腔体2的第二内螺纹的螺旋升角为2.1°；
加工五十个带有局部焊缝的平板(平板厚度为5～6mm、材料为2A12铝合金、焊缝直径为12～13mm)，通过本发明对每个平面局部焊缝的密封质量进行检验，甄别出平面局部焊缝泄漏的平板和平面局部焊缝密封完好的平板。再将平板作为端盖组装成体爆轰战斗部壳体，再将水灌入体爆轰战斗部壳体内部，发现前期测量结果中平面局部焊缝泄漏的平板均发生水的泄漏。前期测量结果中平面局部焊缝密封完好的平板果然密封完好。实验结果证明本发明可靠。
本发明的一种平面局部密封焊缝质量检验方法，带来的技术效果体现为：
本发明设计了一种平面局部密封焊缝质量检验方法，适用于厚度为5～6mm、材料为2A12铝合金、焊缝直径为12～13mm的平面端盖。将环形密封腔体扣在平面局部密封焊缝上端，通过移动抽真空活塞，在环形密封腔体内部造成真空环境，环形密封腔体上端大气压强高于内部气体压力，在大气压力作用下，密封腔体与平面端盖紧密接触，并形成密封空间，而且密封空间内为真空环境，局部焊缝在真空内，保持一段时间，观察密封空间的气压是否变化，对平面局部密封焊缝的密封质量进行检验。将不合格的端盖淘汰，确保体爆轰战斗部使用的端盖密封性完好。避免战斗部发生泄漏事故。保证了战斗部的可靠性，保证了战斗部的安全性。
实施例2：
如图1所示，本实施例给出一种平面局部密封焊缝质量检验方法。包括平面端盖1，其特征在于，还包括环形密封腔体2、抽真空活塞3、密封片4、液体5、橡胶密封圈6；
平面端盖1的形状为第一圆板，平面端盖1的第一圆板为回转体，平面端盖1的第一圆板上端面为第一上端圆平面，平面端盖1的第一圆板下端面为第一下端圆平面，平面端盖1为体爆轰战斗部的端盖，平面端盖1的中部带有局部焊缝，平面端盖1的第一下端圆平面下端为液相燃料，局部焊缝需要具有密封性，防止液相燃料泄露，局部焊缝的密封性能由本发明进行检验，本发明适用范围为：平面端盖1的厚度为5～6mm，平面端盖1的材料为2A12铝合金，局部焊缝直径为12～13mm；
平面端盖1的回转体轴线垂直于地面；
环形密封腔体2的形状为第二圆筒体，环形密封腔体2的第二圆筒体为回转体，环形密封腔体2的第二圆筒体下端面为第二同心圆环面，环形密封腔体2的第二同心圆环面上带有第二环形凹槽，环形密封腔体2的第二圆筒体内侧面为第二内圆柱面，环形密封腔体2的第二圆筒体上端内侧带有第二内法兰，环形密封腔体2的第二内法兰的内侧面为第二上端内圆柱面，环形密封腔体2的第二上端内圆柱面上带有第二内螺纹；
环形密封腔体2的回转体轴线与平面端盖1的回转体轴线平行，环形密封腔体2位于平面端盖1上端，环形密封腔体2的第二同心圆环面与平面端盖1的第一上端圆平面接触，平面端盖1的局部焊缝位于环形密封腔体2的第二内圆柱面内侧；
抽真空活塞3的形状为第三圆柱体，抽真空活塞3的第三圆柱体为回转体，抽真空活塞3的第三圆柱体上端面为第三上端圆平面，抽真空活塞3的第三圆柱体下端面为第三下端圆平面，抽真空活塞3的第三圆柱体外侧面为第三外圆柱面，抽真空活塞3的第三下端圆平面边沿带有一圈第三环形凸台，抽真空活塞3的第三环形凸台的下端面为第三下端同心圆平面，抽真空活塞3的第三环形凸台的内侧面为第三内圆柱面，抽真空活塞3的第三内圆柱面中部带有一圈第三环形凹槽，抽真空活塞3的第三上端圆平面中心带有第三圆形通孔，抽真空活塞3的第三圆形通孔上端边沿带有第三中部环形凸台，抽真空活塞3的第三中部环形凸台外侧面为第三上端外圆柱面，抽真空活塞3的第三上端外圆柱面上带有第三外螺纹，抽真空活塞3的第三中部形凸台内侧面为第三上端内圆柱面；
抽真空活塞3的回转体轴线与环形密封腔体2的回转体轴线重合，抽真空活塞3位于环形密封腔体2内部，抽真空活塞3的第三上端圆平面位于环形密封腔体2的第二内法兰下端，抽真空活塞3的第三外圆柱面与环形密封腔体2的第二内圆柱面密封配合接触，抽真空活塞3的第三外螺纹与环形密封腔体2的第二内螺纹螺旋传动配合；
密封片4的形状为第四圆板，密封片4的第四圆板为回转体，密封片4的材料为橡胶，密封片4的第四圆板的上端面为第四上端圆平面，密封片4的第四圆板的下端面为第四下端圆平面，密封片4的第四圆板的侧面为第四外圆柱面；
密封片4的回转体轴线与抽真空活塞3的回转体轴线重合，密封片4位于抽真空活塞3的第三环形凸台内侧，密封片4安装在抽真空活塞3的第三环形凹槽中，密封片4的第四外圆柱面与抽真空活塞3的第三环形凹槽底面密封连接；
液体5的材料为水，液体5位于密封片4的第四上端圆平面、抽真空活塞3的第三下端圆平面、抽真空活塞3的第三内圆柱面、抽真空活塞3的第三上端内圆柱面组成的腔体内部；
橡胶密封圈6的形状为第六圆环体，橡胶密封圈6的第六圆环体为回转体，橡胶密封圈6的材料为橡胶，橡胶密封圈6的回转截面为圆形；
橡胶密封圈6的回转体轴线与环形密封腔体2的回转体轴线重合，橡胶密封圈6位于环形密封腔体2的第二环形凹槽中，橡胶密封圈6的上端与环形密封腔体2的第二环形凹槽底面接触，橡胶密封圈6的下端与平面端盖1的第一上端圆平面接触；
本发明的使用方法及工作原理为：
所述一种平面局部密封焊缝质量检验方法，包括以下步骤：
步骤1：将密封片4与抽真空活塞3装配；
步骤2：将抽真空活塞3与环形密封腔体2装配，使得抽真空活塞3的第三下端同心圆平面和环形密封腔体2的第二同心圆环面共面；
步骤3：将橡胶密封圈6与环形密封腔体2装配；
步骤4：将环形密封腔体2与平面端盖1装配；
步骤5：将液体5倒入密封片4的第四上端圆平面、抽真空活塞3的第三下端圆平面、抽真空活塞3的第三内圆柱面、抽真空活塞3的第三上端内圆柱面组成的腔体内部，使得液体5的最上端距离抽真空活塞3的第三中部环形凸台最上端距离为10mm；
步骤6：抽真空活塞3的第三下端同心圆平面、密封片4的第四下端圆平面、平面端盖1的第一上端圆平面、环形密封腔体2的第二内圆柱面、抽真空活塞3的第三内圆柱面组成第四密闭空间，旋转抽真空活塞3，通过抽真空活塞3的第三外螺纹与环形密封腔体2的第二内螺纹螺旋传动，抽真空活塞3的第三下端同心圆平面逐渐向上移动，第四密闭空间的容积逐渐增大，第四密闭空间内部气体的压强逐渐减小，直至第四密闭空间内部气体的压强低于0.01MPa，近视认为符合真空压强，停止旋转抽真空活塞3，测量液体5的最上端距离抽真空活塞3的第三中部环形凸台最上端距离；
步骤7：等待30分钟，重新测量液体5的最上端距离抽真空活塞3的第三中部环形凸台最上端距离，若与步骤6中的距离相同，则平面端盖1的局部焊缝的密封性能完好，若低于步骤6中的距离，则平面端盖1的局部焊缝存在泄漏。
本发明的工作原理如下：
对于平面局部焊缝的密封质量检验，可以使其一端面处于环形密封腔体的真空环境中，而另一端处于大气压力环境中，由于盖板的上下两面存在压力差，若焊缝泄漏，则一端的大气压会流入另一端的真空环境中，而环形密封腔体的气体压力将会逐渐上升。若焊缝密封完好，则一端的大气压不会流入另一端的真空环境中，而环形密封腔体的气体压力保持真空状态。
检验平面局部焊缝的密封性能存在两个难点，一个是制造真空环境，另一个是测量真空环境的气体压力随时间是否变化。
本发明制造真空环境的原理如下：将环形密封腔体扣在平面局部密封焊缝上端，通过移动抽真空活塞，逐渐增加环形密封腔体内腔体积，而环形密封腔体内部的气体的量是不变的，因此，随着内腔体积的增加，气体压力逐渐降低，直至接近真空。平面端盖1和环形密封腔体2之间之所以能密封，一开始是靠着环形密封腔体2的重力使得平面端盖1和环形密封腔体2贴合到一起，随着在环形密封腔体内部造成真空环境，环形密封腔体上端大气压强高于内部气体压力，在大气压力作用下，密封腔体与平面端盖接触的更紧密，保证了平面端盖1和环形密封腔体2之间的密封性。保证了真空环境的可靠性。
本发明测量真空环境的气体压力的原理如下：密封片4的下端为真空，气体压力基本为0,密封片4的上端为大气压力，因此，密封片4的上下端存在压力差，密封片4还是弹性体，密封片4会发生向下的变形，随着密封片4向下的变形，液体5的装填空间逐渐增大，液体5的量不变，因此，液体5的最上端面将会下降，若平面局部焊缝泄漏，则密封片4下端的气体压力会逐渐增加，密封片4的上下端存在压力差逐渐减小，密封片4是弹性体，密封片4向下的变形量逐渐减小，随着密封片4逐渐回弹，液体5的装填空间逐渐减小，液体5的量不变，因此，液体5的最上端面将会上升。若平面局部焊缝密封完好，则密封片4下端的气体压力会不变，密封片4的上下端存在压力差不变，密封片4的变形量不变，液体5的装填空间不变，液体5的量不变，因此，液体5的最上端面保持不变。通过观察液体5上端面的位置即可知道平面局部焊缝是否泄漏。实现了对真空环境的气体压力的测量。
环形密封腔体2的重量过于小时，橡胶密封圈6收到的压缩力太小，橡胶密封圈6一开始是靠环形密封腔体2的重力使其与平面端盖1和环形密封腔体2紧密接触，并形成密封环境，若橡胶密封圈6的压缩力小到不足以同时与平面端盖1和环形密封腔体2密封，则平面端盖1和环形密封腔体2之间泄漏，本发明失效。环形密封腔体2的重量过大小时，平面端盖1上端承受的重力太大，由于平面端盖1为薄壁圆板，若上端重力太大将导致平面端盖1发生变形，影响战斗部尺寸精度，使得战斗部由于尺寸不合格而无法在武器平台上使用。通过大量实验发现，环形密封腔体2的重量为11～17kg时，上述问题均可以避免，上述功能均得以实现，满足使用要求。
本实施例中，环形密封腔体2的重量为17kg；
密封片4的第四圆板厚度过小时，密封片4的强度太小，由于密封片4的上端为大气压力，密封片4的下端为真空，密封片4承受压力差，若密封片4的强度太小密封片4将会在压力差作用下发生撕裂，导致本发明失效。密封片4的第四圆板厚度过大时，密封片4的刚度太大，在相同压力下变形量太小。由于本发明是通过密封片4的变形来反映密封片4下端的气体压力是否随时间变化，若密封片4本身刚度很高，尽管密封片4下端气体压力变化了，密封片4也不发生变形，则液体5的上端面也不会变化，无法通过测量液体5上端面位置来获知密封片4下端气体压力是否变化，使得测量结果错误。通过大量实验发现，密封片4的第四圆板厚度为2.2～2.7mm时，上述问题均可以避免，上述功能均得以实现，满足使用要求。
本实施例中，密封片4的第四圆板厚度为2.7mm；
抽真空活塞3的第三上端内圆柱面直径太小时，抽真空活塞3的第三上端内圆柱面太细，液体5在特别细的管子里，靠与管子壁的表面张力便可以使其悬浮在管子内部，不上升也不下降。由于本发明将密封片4下端气体压力的变化转化为密封片4的变形，再将密封片4的变形转化为液体5位置的变化，进而便于测量，若液体5在很细的管子里悬浮，则不管下端气体压力是否变化，液体5的上端面位置都不变，导致测量结果错误。抽真空活塞3的第三上端内圆柱面直径太大时，抽真空活塞3的第三上端内圆柱面内部的容积太大，由于密封片4的变形是有限的，即液体5随着压力的体积变化是定的，抽真空活塞3的第三上端内圆柱面直径越大，液体5的上端面移动距离越小，越难判断是否移动，导致测量结果误差过大。通过大量实验发现，抽真空活塞3的第三上端内圆柱面直径为4.6～5.1mm时，上述问题均可以避免，上述功能均得以实现，满足使用要求。
本实施例中，抽真空活塞3的第三上端内圆柱面直径为5.1mm；
环形密封腔体2的第二内螺纹的螺旋升角太大时，环形密封腔体2的第二内螺纹的螺距太大，抽真空活塞3靠第二内螺纹发生螺旋传动从而发生向上或者向下运动，过大的环形密封腔体2的第二内螺纹的螺距，将导致抽真空活塞3每旋转一圈，抽真空活塞3向上或者向下移动的尺寸太大，抽真空活塞3向上移动时，通过摩擦力的传递将导致环形密封腔体2存在与平面端盖1脱离的力，若此力过大，将环形密封腔体2存在与平面端盖1脱离，则密封内腔损坏，本发明失效。环形密封腔体2的第二内螺纹的螺旋升角太小时，抽真空活塞3每旋转一圈，抽真空活塞3向上或者向下移动的尺寸太小，第四密闭空间的体积该变量太小，抽真空时间过长，浪费过多的时间。通过大量实验发现，环形密封腔体2的第二内螺纹的螺旋升角为2.1～2.4°时，上述问题均可以避免，上述功能均得以实现，满足使用要求。
本实施例中，环形密封腔体2的第二内螺纹的螺旋升角为2.4°；
加工五十个带有局部焊缝的平板(平板厚度为5～6mm、材料为2A12铝合金、焊缝直径为12～13mm)，通过本发明对每个平面局部焊缝的密封质量进行检验，甄别出平面局部焊缝泄漏的平板和平面局部焊缝密封完好的平板。再将平板作为端盖组装成体爆轰战斗部壳体，再将水灌入体爆轰战斗部壳体内部，发现前期测量结果中平面局部焊缝泄漏的平板均发生水的泄漏。前期测量结果中平面局部焊缝密封完好的平板果然密封完好。实验结果证明本发明可靠。
本发明的一种平面局部密封焊缝质量检验方法，带来的技术效果体现为：
本发明设计了一种平面局部密封焊缝质量检验方法，适用于厚度为5～6mm、材料为2A12铝合金、焊缝直径为12～13mm的平面端盖。将环形密封腔体扣在平面局部密封焊缝上端，通过移动抽真空活塞，在环形密封腔体内部造成真空环境，环形密封腔体上端大气压强高于内部气体压力，在大气压力作用下，密封腔体与平面端盖紧密接触，并形成密封空间，而且密封空间内为真空环境，局部焊缝在真空内，保持一段时间，观察密封空间的气压是否变化，对平面局部密封焊缝的密封质量进行检验。将不合格的端盖淘汰，确保体爆轰战斗部使用的端盖密封性完好。避免战斗部发生泄漏事故。保证了战斗部的可靠性，保证了战斗部的安全性。
Claims (3)
1.一种平面局部密封焊缝质量检验方法。包括平面端盖(1)，其特征在于，还包括环形密封腔体(2)、抽真空活塞(3)、密封片(4)、液体(5)、橡胶密封圈(6)；
平面端盖(1)的形状为第一圆板，平面端盖(1)的第一圆板为回转体，平面端盖(1)的第一圆板上端面为第一上端圆平面，平面端盖(1)的第一圆板下端面为第一下端圆平面，平面端盖(1)为体爆轰战斗部的端盖，平面端盖(1)的中部带有局部焊缝，平面端盖(1)的第一下端圆平面下端为液相燃料，局部焊缝需要具有密封性，防止液相燃料泄露，局部焊缝的密封性能由本发明进行检验，本发明适用范围为：平面端盖(1)的厚度为5～6mm，平面端盖(1)的材料为2A12铝合金，局部焊缝直径为12～13mm；
平面端盖(1)的回转体轴线垂直于地面；
环形密封腔体(2)的形状为第二圆筒体，环形密封腔体(2)的第二圆筒体为回转体，环形密封腔体(2)的第二圆筒体下端面为第二同心圆环面，环形密封腔体(2)的第二同心圆环面上带有第二环形凹槽，环形密封腔体(2)的第二圆筒体内侧面为第二内圆柱面，环形密封腔体(2)的第二圆筒体上端内侧带有第二内法兰，环形密封腔体(2)的第二内法兰的内侧面为第二上端内圆柱面，环形密封腔体(2)的第二上端内圆柱面上带有第二内螺纹；
环形密封腔体(2)的回转体轴线与平面端盖(1)的回转体轴线平行，环形密封腔体(2)位于平面端盖(1)上端，环形密封腔体(2)的第二同心圆环面与平面端盖(1)的第一上端圆平面接触，平面端盖(1)的局部焊缝位于环形密封腔体(2)的第二内圆柱面内侧；
抽真空活塞(3)的形状为第三圆柱体，抽真空活塞(3)的第三圆柱体为回转体，抽真空活塞(3)的第三圆柱体上端面为第三上端圆平面，抽真空活塞(3)的第三圆柱体下端面为第三下端圆平面，抽真空活塞(3)的第三圆柱体外侧面为第三外圆柱面，抽真空活塞(3)的第三下端圆平面边沿带有一圈第三环形凸台，抽真空活塞(3)的第三环形凸台的下端面为第三下端同心圆平面，抽真空活塞(3)的第三环形凸台的内侧面为第三内圆柱面，抽真空活塞(3)的第三内圆柱面中部带有一圈第三环形凹槽，抽真空活塞(3)的第三上端圆平面中心带有第三圆形通孔，抽真空活塞(3)的第三圆形通孔上端边沿带有第三中部环形凸台，抽真空活塞(3)的第三中部环形凸台外侧面为第三上端外圆柱面，抽真空活塞(3)的第三上端外圆柱面上带有第三外螺纹，抽真空活塞(3)的第三中部形凸台内侧面为第三上端内圆柱面；
抽真空活塞(3)的回转体轴线与环形密封腔体(2)的回转体轴线重合，抽真空活塞(3)位于环形密封腔体(2)内部，抽真空活塞(3)的第三上端圆平面位于环形密封腔体(2)的第二内法兰下端，抽真空活塞(3)的第三外圆柱面与环形密封腔体(2)的第二内圆柱面密封配合接触，抽真空活塞(3)的第三外螺纹与环形密封腔体(2)的第二内螺纹螺旋传动配合；
密封片(4)的形状为第四圆板，密封片(4)的第四圆板为回转体，密封片(4)的材料为橡胶，密封片(4)的第四圆板的上端面为第四上端圆平面，密封片(4)的第四圆板的下端面为第四下端圆平面，密封片(4)的第四圆板的侧面为第四外圆柱面；
密封片(4)的回转体轴线与抽真空活塞(3)的回转体轴线重合，密封片(4)位于抽真空活塞(3)的第三环形凸台内侧，密封片(4)安装在抽真空活塞(3)的第三环形凹槽中，密封片(4)的第四外圆柱面与抽真空活塞(3)的第三环形凹槽底面密封连接；
液体(5)的材料为水，液体(5)位于密封片(4)的第四上端圆平面、抽真空活塞(3)的第三下端圆平面、抽真空活塞(3)的第三内圆柱面、抽真空活塞(3)的第三上端内圆柱面组成的腔体内部；
橡胶密封圈(6)的形状为第六圆环体，橡胶密封圈(6)的第六圆环体为回转体，橡胶密封圈(6)的材料为橡胶，橡胶密封圈(6)的回转截面为圆形；
橡胶密封圈(6)的回转体轴线与环形密封腔体(2)的回转体轴线重合，橡胶密封圈(6)位于环形密封腔体(2)的第二环形凹槽中，橡胶密封圈(6)的上端与环形密封腔体(2)的第二环形凹槽底面接触，橡胶密封圈(6)的下端与平面端盖(1)的第一上端圆平面接触；
环形密封腔体(2)的重量为11～17kg；
密封片(4)的第四圆板厚度为2.2～2.7mm；
抽真空活塞(3)的第三上端内圆柱面直径为4.6～5.1mm；
环形密封腔体(2)的第二内螺纹的螺旋升角为2.1～2.4°；
所述一种平面局部密封焊缝质量检验方法，包括以下步骤：
步骤1：将密封片(4)与抽真空活塞(3)装配；
步骤2：将抽真空活塞(3)与环形密封腔体(2)装配，使得抽真空活塞(3)的第三下端同心圆平面和环形密封腔体(2)的第二同心圆环面共面；
步骤3：将橡胶密封圈(6)与环形密封腔体(2)装配；
步骤4：将环形密封腔体(2)与平面端盖(1)装配；
步骤5：将液体(5)倒入密封片(4)的第四上端圆平面、抽真空活塞(3)的第三下端圆平面、抽真空活塞(3)的第三内圆柱面、抽真空活塞(3)的第三上端内圆柱面组成的腔体内部，使得液体(5)的最上端距离抽真空活塞(3)的第三中部环形凸台最上端距离为10mm；
步骤6：抽真空活塞(3)的第三下端同心圆平面、密封片(4)的第四下端圆平面、平面端盖(1)的第一上端圆平面、环形密封腔体(2)的第二内圆柱面、抽真空活塞(3)的第三内圆柱面组成第四密闭空间，旋转抽真空活塞(3)，通过抽真空活塞(3)的第三外螺纹与环形密封腔体(2)的第二内螺纹螺旋传动，抽真空活塞(3)的第三下端同心圆平面逐渐向上移动，第四密闭空间的容积逐渐增大，第四密闭空间内部气体的压强逐渐减小，直至第四密闭空间内部气体的压强低于0.01MPa，近视认为符合真空压强，停止旋转抽真空活塞(3)，测量液体(5)的最上端距离抽真空活塞(3)的第三中部环形凸台最上端距离；
步骤7：等待30分钟，重新测量液体(5)的最上端距离抽真空活塞(3)的第三中部环形凸台最上端距离，若与步骤6中的距离相同，则平面端盖(1)的局部焊缝的密封性能完好，若低于步骤6中的距离，则平面端盖(1)的局部焊缝存在泄漏。
2.如权利要求1所述一种平面局部密封焊缝质量检验方法，其特征在于，环形密封腔体(2)的重量为11kg；
密封片(4)的第四圆板厚度为2.2mm；
抽真空活塞(3)的第三上端内圆柱面直径为4.6mm；
环形密封腔体(2)的第二内螺纹的螺旋升角为2.1°。
3.如权利要求1所述一种平面局部密封焊缝质量检验方法，其特征在于，环形密封腔体(2)的重量为17kg；
密封片(4)的第四圆板厚度为2.7mm；
抽真空活塞(3)的第三上端内圆柱面直径为5.1mm；
环形密封腔体(2)的第二内螺纹的螺旋升角为2.4°。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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- 2020-12-09 CN CN202011447146.2A patent/CN112595470A/zh active Pending
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