激光焊接在火工品生产工艺中的应用

弓辉

（汾西矿业集团化工公司，山西孝义032300）

激光焊接在火工品生产工艺中的应用

弓辉

（汾西矿业集团化工公司，山西孝义032300）

近年来，激光焊接技术发展迅速，其在火工品生产工艺中的应用也较为普遍。主要阐述火工品的焊接工艺、封装工艺，由于火工品封装对激光焊接技术应用要求较高，所以对激光焊接技术加以了解和分析，分析其目前应用中的实际问题、问题的解决以及应用前景。其在提升火工品的密封性上效果良好，前景广阔。

激光焊接；火工品；生产工艺；应用

火工品属于武器系统的敏感器件，生产技术要求为体积小、零件质量高、适应环境性好、作用可靠，密封性好等，所以，采用普通的工艺难以解决要求封装空间小、密封性好的火工品装配问题。通过采用激光焊接技术可以利用其高能束聚焦方式，进行深度、快速熔焊，加上激光器的聚集光斑面积较小，热影响区较小，没必要填充金属，所以，焊接的表面均匀、美观，优势突出。

1　焊接技术在火工品应用中的要求

一是焊缝宽度小，火工品体积通常较小，焊接区域缺乏可动空间，密封性要求高，采用一般的密封胶、整体封接均不可取；二是焊缝质量好，要求焊缝光滑、无气孔，产品结构平整；三是热影响区域小，由于火工品中装有敏感药剂，其热影响区域要最小，否则制约火工药剂的发挥。

2　激光焊接技术的特点

通过激光的辐射能量达到有效焊接目的。工作过程为：以某种方法将激光活性介质比如CO2与其他气体的混合气体等加以激励，实现在谐振腔中的多次振荡，产生受激辐射光束，在接触到工件时，工件会吸收其能量，温度符合熔点时开始焊接。其特点有：一是深宽比高，焊缝宽度较小，热影响区域小，产生的变形小，焊接速度快；二是焊缝质量高，没有气孔，焊缝具有强韧性。

3　激光焊接在火工品中的应用

3.1激光焊接在火工品的密封性上应用

以上的技术特点显然符合火工品的生产工艺要求。火工品通常主要应用在武器系统、国防兵器体系中，导弹系统等之中。

（1）火工品结构密封应用。通过对一种产品进行激光焊接技术的应用，采用激光束聚焦能量焊接壳体、电极塞，焊接焊接不需焊料加入，焊接熔深0.2～0.3 mm，并且根本不影响壳体强度，焊缝紧密、光滑、宽度小。可以数字化控制焊接能量，保证每个产品可在显微镜下进行焊缝检查。还可以通过将其和铝垫圈密封方式比较，检验其焊接质量。方法是：对于铝垫圈的密封实验，由于铝垫圈容易变形，因此用来密封壳体和电极塞，在两者的底部涂以密封胶，将铝垫圈、电极塞先后装上，并且给予电极塞220 kg的压力，促其变形至槽内，从而实现密封，最后静置固化。对于激光焊接密封的实验，利用激光焊接的方法焊接壳体和电极塞，不适用铝垫圈，装配完成后对比两组的气密性。采用温度冲击试验，常温试验后，再进行-40℃和+60℃温度下的试验。实验结果显示，铝垫圈密封后的产品的气密性减弱，发生漏气问题；激光焊接技术应用的产品深熔性好，由于激光焊接焊缝处材料通过焊接母体熔融产生，焊缝的质量好。

（2）火工品药剂封装工艺应用。火工品装配需要将药剂密封，以往采用涂胶的方式来密封、防潮、粘接，通常采用环氧密封胶，其弊端日益凸显，比如手工利用竹签涂覆，胶的用量多少难以把握，容易产生小气孔，制约了产品的合格率、密封性；固化胶的金属粘连强度、力度各有不同、能力有限；固化胶固化后和金属材料收缩率有差异，制约产品的密封性、长贮性，如今已经不能适用先进工艺的要求。采用激光焊接技术将火工药剂整体密封在金属壳内，能够增强火工品的贮存寿命，防止药剂受潮失效问题发生。若对已经装有火工药剂的产品焊接危险性大，因此，焊接的热影响区域要小，激光焊接工艺正好符合。有对一种雷管进行的管壳密封焊接实验，将I-INS炸药装入雷管，在实施焊接的过程没有发生爆炸，最后还进行氦质谱泄露实验，密封性相比采用固化胶密封性好。

3.2激光焊接技术在火工品结构连接上的应用

（1）外部连接。火工品外部链接材料单薄，螺纹连接基本难以完成。连接处的连接强度有一定要求。一般的焊接可能将薄壁击穿，产生宽的焊缝。利用电子束焊接，处于真空中的工作环境，焊缝出现突出现象，尾盖厚度小的话，螺纹连接也难以实现。采用激光焊接技术的焊接熔点小、焊接强度大、焊缝狭窄、整体美观等优点和采用惰性气体保护的环境下来进行焊接，可以避免外部薄壁连接问题发生。

（2）内部连接。选择一种冲击片雷管进行封装，在电极塞和桥薄上固定好加速膛，在狭小的密封空间内，焊接的电极塞壳体壁薄，密封胶强度小。采用激光焊接工艺能够较好地实现封装，在第三代火工产品中应用较好。

4　激光焊接技术的应用不足和应用前景

4.1实际应用中的不足

焊缝质量检测工作不完善。由于火工品在武器系统中的应用要求其必须具有一定的承受恶劣环境的技术，利用激光焊接技术进行结构焊接，必须对其焊接质量中要求的环境如高低温、冲击、振动、过载等认真检测，开展实验，进行数据分析，逐步完善；点火药盒的结构单一，一般检验有无漏装药仅利用产品称重方式开展，并以抽检来进行检验，因此必须进行射线检测，避免错装、漏装等问题；密封圈的装配一定要细致、到位，否则会将传火通道堵塞，必须提出检验要求，让操作人员在总装前及时检查传火通道，避免火工品质量受损；火工品多媒体记录只有发火实验数据、射线底片，因此要提升产品的过程质量可追溯性。

焊接温度是影响火工药剂的重要因素之一，必须加以控制。在对装有药剂的火工品进行焊接过程中，焊接温度要求必须低于火工药剂的发火临界值，及时分析并整理药剂的基础数据，及时控制焊接功率，从而促进高质量的焊接工艺实现，达到较高的焊缝强度，避免火工药剂受到影响。

面对以上的应用问题，必须及时进行解决。对于火工品中的关键控制点要进行控制，并且及时记录，保证有纸质、图片、摄像等记录，及时进行追溯和有效控制；同时还要对过程控制的要求进行进一步的量化、细化，能够具体化的实施。比如对于火工品的装药过程要及时拍摄记录，实现可追溯；在激光焊接火工品中出现的假品、工艺件、合格品必须加以区别，采用颜色等标记。此外，还可以安排专人进行质量监控，设计产品质量控制表进行产品检查记录，及时发现问题，保证产品的优良生产。

4.2激光焊接技术应用前景

激光焊接因其技术的优势，在第三代武器系统中应用较广，提升了火工品的封装、性能。可是，激光焊接技术的投资较大，必须积极开发大功率的CO2、NdoYAG激光器，扩大消费市场，不断降低激光焊接技术成本，逐步加大新型激光器的研发，加大对焊接环节的控制，实时监测焊缝缺陷，争取实现自动化，不断优化激光焊接工艺水平，促进激光焊接技术在更广范围内的应用；火工技术的迅速发展，还会使火工品的设计规划走向小型化、稳定化、安全化，改变零部件的应用方式、加工方式，提升工艺技艺。

5　结语

综上所述，采用激光焊接技术，对于火工品的零部件以及整体结构、封装等可以得到较好的密封性能，提升了焊接的质量，保证火工品性能稳定；采用火工品代替传统涂胶技术，解放了人力，提升了工作效率，对于药剂的封装具开辟了新的技术阵地。通过激光的加工技艺，将其应用在火工品的焊接中，大大提高了火工品的生产效率。伴随新型的激光技术和焊接技术，更多先进的激光焊接技术可能应运而生，因此要不断加以实践和探索，促进火工品的质量效益。

［1］杜云峰，陈敏慧，郑挺军，等.火工品薄壁件的激光焊接［J］.火工品，2012（2）：18-20.

［2］易乃绒，李红旗.火工品激光焊接封装技术分析［J］.火工品，2011（3）：36-38.

［3］何治国，李欢.浅谈加强火工品生产过程质量控制的实践［J］.航天工业管理，2014（S1）：67-70.

Application of Laser Welding in the Initiating Explosive Devices Production Process

GONG Hui
（FenXi Mining Group Chemical Company，Xiaoyi032300，China）

In recent years，laser welding technology has developed rapidly，its application in the initiating explosive device product process is relatively common.This paper mainly discusses about the welding process of initiating explosive device and encapsulation process，due to the initiating explosive device assembly application of laser welding technology demand is high，therefore，must understands and analyzes the laser welding technology，analyzes its current application in the actual problem，the solution of the problem and application prospect.The laser welding technology in the ascension of initiating explosive device sealing effect is good，has broad prospects.

laser welding；initiating explosive device；product process；application

TG456.7

A文献标识码：1009-9492（2015）12-0140-02

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.12.041

弓辉，男，1974年生，山西武乡人，大学本科，工程师。研究领域：化工技术。

（编辑：王智圣）

2015-08-03