摘 要：針對某作動器在生產試驗過程中發(fā)火失效問題進行分析，通過解剖表明作動器的電點火頭碎裂是導致其瞎火失效的主要原因。提出在試制裝配過程中增加兩個檢測產品的方法：1）檢測電點火頭體積和藥面高度；2）采用電熱響應瞬態(tài)脈沖無損檢測技術檢測產品橋絲和藥頭的質量。經(jīng)試驗驗證產品的發(fā)火可靠性得到有效地改善，解決了發(fā)火失效問題。

關鍵詞：作動器；發(fā)火失效；瞬態(tài)脈沖無損檢測

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.041

某魚雷用電發(fā)火作動器具有主、被動聯(lián)合自導先進技術的高速，深潛水，小型反潛魚雷。在作動器試制完成后，為保證產品的質量，需要檢測產品的性能，每批產品試驗結果總會出現(xiàn)產品性能發(fā)火失效現(xiàn)象，嚴重影響產品的質量和生產進度。針對作動器發(fā)火失效問題，及時進行原因分析和改進措施，找到產品失效的主要原因，提高產品交驗合格率，保證產品的生產質量。

1 作動器結構及作用過程

該作動器主要由電點火頭、管殼、活塞、密封圈和密封膠等組成。該作動器關鍵的設計：活塞后端設計為圓錐形空腔，作為藥劑室，電點火頭的藥劑屬于懸空包覆型，作動器輸出的威力主要用涂制藥頭藥量來實現(xiàn)，保證藥頭的藥量在2.5mg～3.3mg。作動器作用原理：電源對作動器腳線施加一定的直流電流，在作動器橋路中產品電流加熱橋絲，橋絲發(fā)熱點燃電點火頭的藥劑，藥劑燃燒產生高溫、高壓氣體，推動活塞向前運動，活塞桿推動陀螺棘爪，使航向陀螺啟動。

2 發(fā)火失效與原因分析

作動器在試制裝配后，經(jīng)檢測電阻都在正常范圍內，但是經(jīng)試驗后作動器外形完好，輸出端活塞未推出，檢測其電阻，電阻值為無窮大，表明橋絲已經(jīng)熔斷，而作動器發(fā)火失效。作動器的關鍵發(fā)火點主要取決于橋絲和電點火頭的質量，在試制裝配過程中，對每發(fā)作動器測量電阻，可分析出作動器的焊接橋絲質量是否良好。通過X射線可以檢測作動器內部結構位置和藥劑的裝藥密度是否正確，但是X射線只能檢測出含金屬（特別是鉛）的藥劑及金屬[1]。作動器所用的藥劑是不含鉛類的金屬，因此對作動器進行X射線是無法檢測出藥頭的質量好壞。

為檢查作動器發(fā)火失效原因，對其進行解剖分析，取下焊橋電極塞部件，發(fā)現(xiàn)電點火頭結構已破壞，藥頭碎裂，電極塞焊橋腳線上已經(jīng)沒有完整藥頭，且藥劑未被點燃，活塞起始端孔內未被熏黑，采用顯微鏡放大觀察焊橋電極塞腳線端面焊橋處，發(fā)現(xiàn)橋絲已經(jīng)熔斷。針對電點火頭碎裂問題，對產品的結構組成和影響其碎裂的原因進行逐一分析，藥劑均在合格的有效期內，且電點火頭的藥劑配制過程有嚴格的控制措施。該作動器作用機理主要是藥劑燃燒產生氣體然后作功，而作功能量的大小是由藥頭的大小決定，在涂制過程中，操作人員用分析天平對藥頭的重量進行嚴格的控制稱重，保證其重量在2.5mg～3.3mg，且整個試制過程中沒有對藥頭藥面高度和體積進行檢測?；钊蠖嗽O計為圓錐形空腔，涂制的藥頭裝配在空腔內，無法判斷藥頭因為體積大，藥面高超出空腔的高度，易造成藥頭碎裂。

3 設計改進及驗證

3.1 產品電熱響應瞬態(tài)脈沖無損檢測

電熱響應脈沖試驗是檢驗電火工品質量和性能的一種重要的無損檢驗技術，可以測量橋絲、藥劑以及它們之間界面的狀態(tài)和電熱參數(shù)[1，2]。電熱響應瞬態(tài)脈沖無損檢測是在較小的試驗電流下，進行瞬態(tài)脈沖試驗，橋絲的升溫與橋絲和藥劑的解除狀態(tài)、藥劑的物理性能、藥劑的裝填壓力、橋絲焊接質量等因素有關，從計算機顯示器的輸出中可以得到橋絲對給定信號的溫升曲線，即電熱響應曲線。對產品的性能不會產生影響，是無損檢測[3]。

據(jù)調查統(tǒng)計之前生產的3個批次總計840發(fā)產品中，作電熱響應脈沖無損檢測試驗時每批產品均出現(xiàn)不合格現(xiàn)象。對電熱響應脈沖無損檢測試驗數(shù)據(jù)進行分析，當給產品通較小電流時，橋絲溫度上升，開始上升較快，經(jīng)過一段時間后，橋絲上的得熱速率和散熱速率相等，曲線趨于平衡，合格產品的電熱響應曲線一般近似為指數(shù)曲線；但是發(fā)現(xiàn)少量的產品性能異常，它們的電熱響應曲線出現(xiàn)明顯波動。據(jù)分析是橋絲藥劑接觸不良、藥頭有氣泡或者藥頭碎裂。根據(jù)上述分析在作動器試制完成后，增加一項檢測試驗，對其進行電熱響應瞬態(tài)脈沖無損檢測，檢測橋絲和藥頭的質量，從而進一步保證產品的質量性。

3.2 測量電點火頭藥面高度及體積

在產品試制時，操作人員通過稱量每發(fā)電極塞和電點火頭確保藥頭的重量滿足要求，但是對電點火頭的體積、形狀藥面高度沒有進行量化檢測。因此增加測量藥面高度的工序，藥頭是易碎危險品，無法用游標卡尺直接讀數(shù)測量，通過分析討論考慮藥頭的特殊性，提出加工一套透明模具測量藥頭的藥面高度。將涂制好的電點火頭放入透明模具內，可清晰的觀察藥頭體積藥面是否完好的放入活塞圓錐空腔內，如若藥頭碰到空腔底部，則將其剔除，保證在后續(xù)裝配時，不會壓碎藥頭。

通過設計改進后，在涂藥頭時用藥頭量具對藥頭藥面高度進行檢測，組織生產50發(fā)產品，在測試部門的協(xié)助下，對現(xiàn)場生產各個環(huán)節(jié)進行調查統(tǒng)計，并對電點火頭的重量和體積藥面高度進行檢測，用藥頭量具檢測藥頭藥面高度的示意圖，并記錄電點火頭重量和藥頭藥面高度。檢測出5發(fā)藥面高的藥頭，將其清洗掉再進行涂制，有效的預防電點火頭在后續(xù)生產裝配過程中造成藥頭碎裂的現(xiàn)象。

4 總結

通過對作動器發(fā)火失效原因進行分析和解剖，確認了作動器失效的原因：電點火頭碎裂，根本原因是作動器在試制過程中沒有對藥頭藥面高度和體積進行檢測，導致電點火頭藥面過高體積過大裝配到活塞空腔內使其碎裂。改進設計一套檢測藥頭的透明量具，保證藥頭的重量和藥面高度符合設計要求；同時在作動器試制完成后，對產品進行電熱響應瞬態(tài)脈沖無損檢測試驗，更進一步提高產品的質量性，提高產品的發(fā)火性能，降低用戶的投訴率。

參考文獻：

[1]周彬.橋絲式電火工品瞬態(tài)脈沖無損檢測技術研究[D].江蘇：南京理工大學，2003：16-30.

[2]葛德學，謝興華.灼熱橋式電火工品瞬態(tài)脈沖試驗的現(xiàn)狀和趨勢[J].工程爆破，2004（02）：25-26.

[3]趙秀超.橋絲式電火工品無損檢測研究[D].江蘇：南京理工大學，2002：3-5.

作者簡介：趙伶俐（1977-），女，陜西西安人，本科，高級工程師，研究方向：火工煙火技術、火工品制造。