王文娟 WANG Wen-juan；马文勃 MA Wen-bo；袁牧 YUAN Mu；陆小蕊 LU Xiao-rui
（西安航天动力机械厂，西安 710025）
（Xi′an Aerospace Power Machinery Factory，Xi′an 710025，China）
摘要：在固体火箭发动机金属件焊接施工过程中，对焊接材料、焊接设备、焊接工艺规程、焊接生产现场等环节进行有效的质量控制，以保证产品的焊接质量。在本文的研究中，分析了焊接过程质量控制要点，在此基础上，通过长安福特焊接车间的质量控制的实际案例，说明了在实际焊接过程中，通过采取合适的过程质量控制措施，可以在很大程度上提高金属件焊接效果。
Abstract： In the welding construction process of solid rocket motor metal parts， the effective quality control of the welding material， welding equipment， welding procedure， welding production site can ensure the welding quality of the product. This paper analyzes the quality control points of welding process. On this basis， the actual cases of the quality control in the welding workshop of S-MAX show that the appropriate process quality control measure can largely improve the welding effect of the metal parts in the actual welding process.
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关键词 ：发动机；金属件；焊接；质量控制
Key words： motor；metal parts；welding；quality control
中图分类号：V463 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）19-0234-02
作者简介：王文娟（1982-），女，河南荥阳人，硕士研究生，工程师，主要从事固体火箭发动机金属件加工过程的质量控制与检验技术工作。
0 引言
焊接是一种永久性连接金属材料的工艺方法。焊接过程的实质是通过加热或加压力等方式使金属原子结合或者扩散，将分离的金属材料紧密连接在一起。焊接方法在制造大型结构件或复杂机器部件时，更显得优越。它可以化大为小、化繁琐为简单，通过这种方式配料，然后逐次装配焊接拼小成大，拼简单成复杂。这是其它工艺方法难以做到的[1，2]。
近年来，随着我国航天事业的快速发展，型号任务逐年增加，工厂的科研生产呈现出高密度、严要求、快节奏的新形势，对发动机金属件焊接质量的要求越来越高。在发动机金属件的制造过程中，焊接是一道比较特殊的工序，单纯地采用试验方法检测产品的工后质量无法获得更为全面的结果，必须通过试运行和正常使用才能发现其质量缺陷[3]。所以，一定要重点控制产品的施工质量。本文从焊接材料、焊接设备、焊接工艺规程、焊工管理、焊接生产现场、焊接试件、焊后无损检测等几方面对发动机金属件焊接过程进行质量控制，以保证产品获得较高的焊接质量。
1 焊接材料
物采部门依据焊接技术人员拟定的焊接材料采购技术条件向合格供方订货。从不同厂家出厂的焊条，即使型号/牌号一致，其生产工艺也有可能存在差异。所以采购时选定相对固定的焊条生产厂家，以保证焊材的一致性。收到供货方的焊材后，首先检查是否附带厂家出具的质检证书和合格证，是否明确标示了焊条的出厂批次，建议用专业技术设备复测焊材质量，确认质量达标再入库存放。
入库后，需要根据焊材的生产批次、型号、牌号等分类堆置。库房室温最低5℃，相对湿度应该在60％以内，货架应该与墙壁、地面之间保持300mm的距离。使用焊条、焊剂之前，应先烘干并保温，处理妥当后定额发放。为确保焊接材料的正确使用，焊工在领用焊材时必须在“焊材发放记录”上签字。焊材库保管员在发放焊材时须记录每次发放的数量，并核对焊工返回的焊条头、焊丝头数量与发放记录是否一致。
2 焊接设备
焊接设备必须定期测试和检修，并建立设备维修技术档案，保持设备良好和可靠的使用状态。大功率或有特殊要求的焊接设备，应采用专用电源或稳压装置。新启用或大修后的设备，必须经过鉴定，试用合格后方可使用。
3 焊接工艺规程
焊接专业工艺师必须根据设计图样、技术条件和有关标准，编制焊接工艺规程，经批准后方能实施。焊接工艺规程中除应规定详细的焊接工艺参数外，还应明确规定使用的设备型号、检测器具、预热、保温设备及热处理时间；焊接件和焊丝的准备、装配和焊接质量要求；给出随炉试样的下料图、编号和数量等。
焊接工艺参数应先经过工艺评定或工艺试验，证明可行后方能纳入工艺规程。焊接试验人员按焊接工艺评定指导书进行工艺评定试板的施焊、无损检验、焊后热处理，并按工艺评定指导书及有关标准的要求进行试件解剖和性能检验。性能检验合格后按施焊记录、热处理记录和力学性能报告结果出具“焊接工艺评定报告”，为产品焊接工艺规程的制定提供依据。
焊接返修需要提前制定一套操作规程，明确缺陷成因及治理措施，说明应使用哪种型号/规格的焊材以及技术参数。施焊前，先将缺陷部位清理干净，必要时可通过无损检测确定缺陷的程度。
4 焊工管理
焊工须通过院焊接委员会组织的理论考试和技能考试，应持证上岗。在具体操作中需要严格遵守工艺流程，详细填写施焊记录并签字。
为了提高焊接工艺质量，焊厂应该为焊工建立档案，定期跟踪记录其焊接项目、所采用的技术手段、质量检验方法、焊缝合格率等等，以确保所有焊接项目质量可控。
5 焊接生产现场
焊接生产现场使用的技术文件必须是现行有效的版本。焊件待焊部位的准备和装配质量必须符合有关标准、设计图样和工艺规程要求。焊件、焊丝焊前必须按规定进行表面处理，并在规定的时间内进行焊接。同一工位只许摆放一种牌号的焊接材料，如有特殊要求需要一种以上的焊材时，应采取严格措施，防止混料和使用。有热处理要求的焊件，必须在规定的时间内按有关文件规定进行热处理。
焊接过程要有焊接施焊监控记录，保证焊接质量的可追踪性。焊接检验员监督焊接过程，核对操作者填写的焊工施焊监控记录的正确性、完整性、符合性，并盖章确认。
6 焊接试板
产品焊接试板是焊接生产过程检验的一种重要手段，是对产品的主体材料包括主体焊缝的焊接材料、焊接工艺和焊工技能的综合检验。
产品焊接试板必须与主体焊缝同材料同工艺并连在焊缝上和焊缝同时由同一个焊工施焊。有热处理要求的产品，其试板必须和筒体同炉热处理。试板分割后应按相关要求进行拉力、弯曲、冲击及金相试验，出具性能检测报告。
7 焊后无损检测
焊接完成清理干净后需进行无损检测来检验焊缝质量。无损检验人员应按标准规范要求取得相应资格，在接到焊接检验员的“无损检验委托单”后，按图纸、技术条件、相应标准编制无损检验规程，进行无损检验操作，并出具无损检验报告。
8 长安福特马自达焊装车间过程质量控制实例分析
8.1 引进先进监测系统，提高焊接过程的监测效果
长安福特马自达焊装车间引入了德国BOS 6000系统，可以对该车型所有焊接机器人和焊点进行实时监控，既可以监控每个焊点的焊接参数、飞溅大小、焊接质量，还可以监控焊接机器人电极头的磨损情况、打磨频次等。
8.2 运用科学的点焊检验技术，更为准确地控制焊点内部缺陷
在焊接生产过程中，对样件进行强度检验的环节也非常重要。点焊检验手段主要有非破坏性检查（Non-Destructive）和破坏性检查（Destructive）两种方式，非破坏性检查包括撬检、超声波检验等，破坏性检查包括Teardown点焊检查和激光焊/MIG焊金相分析等。超声波在被检测焊点金属材质中传播时，焊点内部组织的变化对超声波的传播会产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测，可以了解焊点性能和内部缺陷。比如：波峰逐级降低过缓（较平整），说明该焊点存在低热溶现象，波峰逐级降低过陡（较陡峭），说明该焊点存在过热溶现象。比如：波峰逐级降低过缓（较平整），说明该焊点存在低热溶现象，波峰逐级降低过陡（较陡峭），说明该焊点存在过热溶现象。
8.3 利用先进的测量技术和工具，有效控制整车尺寸
长安福特公司焊装车间为了有效监控整车尺寸，避免后续工位出现装配困难、匹配不良等问题。采用了先进的德国ZEISS 3D测量和瑞士Leica无线CMM 3D测量技术，对工装夹具、分总成到总成都能做到定期监控，通过SPC的监控手段，使得每个测点都可以根据历史测量数据在车间网站自动生成I-MR控制图来产生预警，做到及时发现问题、提前围堵问题、制定改进措施、输出合格产品。
8.4 效果分析
总的来看，长安福特马自达焊装车间的过程质量控制，采用德国BOS 6000等先进的检测系统，在实际焊接时，通过运用准确的焊点检验技术，并且有效控制车身的尺寸，不仅提高了整车CTQ（成本、时间和质量）表现，还有效确保了各车型安全、精准、稳定的产品质量。通过全公司各个车间、焊接工艺各个环节进行的质量改进，公司的整车的焊接作业质量管理工作有了明显提升，产品和企业的竞争力都将得到有效增强。
9 结语
当前，产品质量水平已成为影响企业竞争力和经济效益的关键因素，在产品质量的形成过程中，工序质量是形成产品质量最基本的环节，制造过程中质量控制的核心即是加工工序过程的质量控制。通过加强焊接材料、焊接设备、焊接工艺规程、焊工管理、焊接生产现场、焊接试板等方面的焊接过程质量控制，从而使固体火箭发动机金属件的焊接质量得到保证。为跟上我国航天事业发展的新脚步，在今后的科研生产中必须持续提高固体火箭发动机金属件的焊接质量，这就需要大力培养高素质的焊接人才和技术过硬的焊工队伍，在技术上不断进步，在工艺上不断创新。同时还要加强有关人员的培训和教育，提高思想素质和责任心，使质量控制落实到每道工序和每个人员。
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参考文献：
[1]邓文英，郭晓鹏.金属工艺学[M].北京：高等教育出版社，2001：130-131.
[2]毕应利.焊接质量控制之浅析[J].价值工程，2013（20）：123-125.
[3]张艳娥，张兴杰.焊接过程质量控制[J].一重技术，2007（1）：75-76.
