本發(fā)明涉及渦輪增壓器產(chǎn)品檢測方法及工裝，特別涉及渦輪增壓器中閥門傳動軸焊接質(zhì)量檢測方法及其檢測工裝。

背景技術(shù)：

渦輪增壓器為了獲得更好的中低速性能，往往會設(shè)計得更小，但將會導(dǎo)致高速時增壓器超速。為了避免出現(xiàn)這種情況，一般增壓器會設(shè)計一套旁通裝置，以保護(hù)增壓器。大部分的旁通裝置都有如下類似的結(jié)構(gòu)：渦輪箱出口圍殼內(nèi)設(shè)計有旁通閥孔，通過閥門蓋板的開合來控制廢氣旁通量，閥門蓋板裝在閥門傳動軸頭部，由閥門傳動軸控制，閥門傳動軸尾部穿過渦輪箱出口圍殼上的孔在圍殼外與搖臂焊接，搖臂承受來自于控制機(jī)構(gòu)發(fā)出的動作信號。閥門傳動軸是一個傳動件，一般有桿狀或斧頭狀兩種，但其尾端結(jié)構(gòu)均為圓柱體，便于加工，也便于裝配。閥門傳動軸尾端與搖臂連接，為了能在高溫、受力扭轉(zhuǎn)、振動等工作環(huán)境下正常工作，一般采用焊接的方式連接。焊接質(zhì)量的好壞，直接影響產(chǎn)品的性能、排放等重要指標(biāo)，因此焊接質(zhì)量的檢測也是產(chǎn)品質(zhì)量檢測的重點(diǎn)之一。

增壓器行業(yè)內(nèi)，一般的焊縫檢測方法有通過低倍放大觀察焊縫縱剖面和用專用探傷設(shè)備進(jìn)行無損探傷兩種，但在使用上仍有局限：新品在試制和小批階段，產(chǎn)品數(shù)量少，且操作流程、設(shè)備和工裝夾具等尚在調(diào)整階段，對于產(chǎn)品須大比例抽檢甚至100％檢測，此時不能采取破壞方式進(jìn)行檢測；而無損探傷雖然能滿足檢測要求，但設(shè)備的投入及運(yùn)行、維護(hù)成本相對較高，也不便于隨時隨地使用；另外，該兩種方法均是針對焊縫本身的檢測，焊縫質(zhì)量與焊接工藝、過程直接相關(guān)，而閥門組件的焊接質(zhì)量以產(chǎn)品使用要求為基礎(chǔ)提出，故焊縫質(zhì)量與閥門組件焊接質(zhì)量無直接關(guān)聯(lián)。因此，需要發(fā)明一種新的檢測方法以及相關(guān)工裝,可以直接、簡單地對閥門組件焊接質(zhì)量進(jìn)行檢測，且便于操作和判定結(jié)果。

將焊接后的閥門傳動軸和搖臂視為一個整體的零件，即焊接件零件，扭矩分布在軸上，由于焊縫平行于扭矩的方向，故焊縫承受的是剪切力，且剪切力等于扭矩與焊縫半徑的商；焊接件也可以視為一個扭桿彈簧，加載扭矩之后會發(fā)生變形，扭矩值的大小，將影響焊接件的狀態(tài)；所提到的各項(xiàng)因素，和材料、結(jié)構(gòu)、工藝流程相關(guān)，且均對最終焊接質(zhì)量有直接關(guān)系，而且可以互相驗(yàn)證。同時，在被視為整體的焊接件上，也存在著“短板效應(yīng)”，即破壞總是最先發(fā)生在最薄弱的地方。綜合這幾個原理，設(shè)計一種通過扭矩和破壞程度來判斷焊接質(zhì)量的方法，而不需要通過檢測焊縫來間接證明焊接件的質(zhì)量。該方法中涉及的扭矩，可以是許用扭矩，也可以是破壞扭矩，甚至是設(shè)計計算得到的目標(biāo)扭矩，根據(jù)使用場合不同選用；所涉及的工裝，要有足夠的強(qiáng)度，裝夾簡便，不能給檢測帶來不利影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題而提供一種基于實(shí)際使用條件和便于操作執(zhí)行的閥門傳動軸焊接質(zhì)量檢測方法，以及該方法涉及使用的工裝，用于新品開發(fā)階段。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

閥門傳動軸焊接質(zhì)量檢測方法，其特征在于，將閥門傳動軸和搖臂進(jìn)行焊接組成一焊接件，將所述焊接件中的搖臂裝配到一檢測工裝上，根據(jù)檢測的要求或目的對扭矩進(jìn)行設(shè)置并將所述扭矩以及軸向的壓緊力加載到所述檢測工裝上，所述扭矩通過所述檢測工裝傳遞至所述焊接件的搖臂上并保證所述扭矩的中心始終與所述閥門傳動軸同軸，檢測加載扭矩前后焊接件的狀態(tài)改變程度，從而分析、判斷檢測結(jié)果。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述扭矩通過扳手進(jìn)行人為施加或通過儀器設(shè)備施加。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，無限加大扭矩輸入，直至焊接件擰斷。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述檢測工裝對所述搖臂進(jìn)行至少三處以上的限位。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述限位采用設(shè)置在所述檢測工裝上的 限位螺釘進(jìn)行限位。

作為本發(fā)明第二方面的檢測工裝，其特征在于，包括：

一搖臂裝夾本體，所述搖臂裝夾本體構(gòu)成一將扭矩加載到搖臂上的扭矩輸出端，所述搖臂裝夾本體具有相對的第一平面和第二平面，在所述搖臂裝夾本體的第一平面上設(shè)置有下沉式階梯槽，所述下沉式階梯槽分為第一下沉式階梯槽和第二下沉式階梯槽，其中第一下沉式階梯槽比第二下沉式階梯槽更接近第一平面，所述第一下沉式階梯槽和第二下沉式階梯槽的一端封閉，另一端開口，第一下沉式階梯槽開口的一端供所述搖臂插入到所述第一下沉式階梯槽中，所述第一下沉式階梯槽的底面和兩側(cè)面對所述搖臂進(jìn)行限位；

一配置在所述搖臂裝夾本體第二平面上的扭矩加載端，所述搖臂裝配于所述第一下沉式階梯槽中后，焊接在搖臂上的閥門傳動軸的中心與所述扭矩加載端的中心同軸。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述扭矩加載端為一外六角結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述檢測工裝采用精密鑄造工藝成型或采用3D打印工藝成型或采用銑削工藝加工成型。

采用上述設(shè)計方案的方法及其涉及的工裝，使得本發(fā)明檢測方法操作簡單、檢測成本低、通用性強(qiáng)，可填補(bǔ)現(xiàn)有檢測方法的使用局限；在規(guī)定好檢測參數(shù)后，可作為定性檢測，進(jìn)一步降低檢測成本和周期；工裝結(jié)構(gòu)簡單，可靠耐用，使用方便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明從一個方向看的檢測工裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明從另一個方向看的檢測工裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明檢測工裝與焊接件組裝示意圖。

具體實(shí)施方式：

參見圖1至圖3，圖中給出的檢測工裝，包括一個搖臂裝夾本體100，該搖臂裝夾本體100構(gòu)成一將扭矩加載到搖臂200上的扭矩輸出端。該搖臂裝 夾本體100具有相對的第一平面110和第二平面120，在搖臂裝夾本體100的第一平面110上設(shè)置有下沉式階梯槽130。該下沉式階梯槽130分為第一下沉式階梯槽131和第二下沉式階梯槽132，其中第一下沉式階梯槽131比第二下沉式階梯槽132更接近第一平面110，第一下沉式階梯槽131和第二下沉式階梯槽132的一端封閉，另一端開口，第一下沉式階梯槽131開口的一端供搖臂200插入到第一下沉式階梯槽131中，第一下沉式階梯槽131的底面131a和兩側(cè)面131b、131c對搖臂200進(jìn)行限位。

在搖臂裝夾本體100第二平面120設(shè)置有一扭矩加載端121，搖臂200裝配于第一下沉式階梯槽131中后，焊接在搖臂200上的閥門傳動軸300的中心與扭矩加載端的中心同軸。扭矩加載端121為一外六角結(jié)構(gòu)。

上述檢測工裝采用精密鑄造工藝成型或采用3D打印工藝成型或采用銑削工藝加工成型，下面就采用銑削工藝加工檢測工裝的過程進(jìn)行詳細(xì)描述；

(1)選擇一鋼坯銑削出搖臂裝夾本體100外形并在搖臂裝夾本體100的第二平面120上銑出一外六角頭形狀的扭矩加載端121。

(2)在搖臂裝夾本體100的第二平面120上銑出一第一下沉式階梯槽131，第一下沉式階梯槽131的槽深略大于搖臂200厚度，槽寬恰好能放入搖臂200，第一下沉式階梯槽131的一端開放另一端封閉，要求當(dāng)焊接件中的搖臂200靠在第一下沉式階梯槽131的槽底131a和兩側(cè)面131b、131c上時，閥門傳動軸300的旋轉(zhuǎn)中心與扭矩加載端121如外六角頭中心盡量同軸。

(3)在第一下沉式階梯槽131的槽底131a再銑出一第二下沉式階梯槽132，用于容納搖臂200與閥門傳動軸300之間焊接后凸起的焊縫。第二下沉式階梯槽132的槽寬小于第一下沉式階梯槽131的槽寬，槽深大于凸起的焊縫高度。

檢測時，將焊接件上的搖臂200由第一下沉式階梯槽131開口的一端插入到第一下沉式階梯槽131中并使第一下沉式階梯槽131的槽底131a和兩側(cè)面131b、131c對搖臂200的三面進(jìn)行限位，搖臂200裝配到位后，盡量使搖臂200的旋轉(zhuǎn)中心即閥門傳動軸300的中心與扭矩加載端121如外六角頭中心同軸。

該搖臂200與檢測工裝裝配好以后，使用扭矩扳手向扭矩加載端121如 外六角頭加載扭矩以及軸向的壓緊力，在扭矩達(dá)到檢測要求扭矩前后，觀察搖臂200與閥門傳動軸300之間的焊縫是否發(fā)生開裂，如搖臂200與閥門傳動軸300之間的焊縫不發(fā)生開裂，卸載扭矩和軸向力。卸載后檢測焊接件是否發(fā)生變形，處理檢測數(shù)據(jù)：扭矩、是否開裂、是否變形，判定檢測結(jié)果，是否符合要求。另外還可以繼續(xù)加載扭矩和軸向力直至焊接件被破壞。