美国航天飞机铝合金外贮箱的制造技术

通过对美国航天飞机外贮箱主制厂马丁·马丽埃塔公司的考察,介绍了铝合金外贮箱的生产程序、工艺装配流程、焊接工艺、焊接设备、焊接夹具、焊接质量保证方法及可变极性等离子弧焊新技术。并就美国铝合金大型贮箱焊接技术作了综述。     

运载贮箱用2219类铝合金的电子束焊

介绍了22类铝合金及其在运载贮箱中的应用。详细论述了2219的电子束焊接特点,接头性能及装配和重熔对接头质量的影响等,提出在贮箱结构生产中应用电子束焊接,可以充分发挥材料潜力、提高贮箱技术性能和可靠性,针对大型贮箱中的直线焊缝、环形焊缝、圆形（包括鞍形）焊缝可采用局部真空电子束焊接。     

低温贮箱环缝焊接工艺

通过研制、改进焊接工装 ,完善装配、焊接工艺 ,基本上解决了低温贮箱装配错位和对合间隙不均匀问题 ,提高了焊缝一次交检合格率 ,大大减少了贮箱焊接后的变形量 ,提高了贮箱环焊缝的质量和可靠性。     

航天贮箱结构材料及其焊接技术的发展

综述了国内外航天贮箱结构材料及其焊接技术的发展现状,阐述了航天贮箱结构材料及其焊接技术的最新发展动态,指出贮箱结构材料和焊接技术的滞后是我国运载火箭技术竞争力落后于先进国家的主要原因,表明了加速发展我国航天贮箱结构材料及其先进焊接技术的必要性和紧迫性。     

表面张力贮箱电子束焊接工艺研究

对球形表面张力贮箱装配精度与表面张力贮箱焊缝熔深及形貌之间的关系进行了研究,得到了电子束焊接工艺规范。该规范为:采用虚焦电子束焊接工艺,聚焦束流虚焦30 m A,焊缝锁底部位宽度0.7 mm,焊接束流23 m A,焊接速度1 200 mm/min,焊接熔深2.4~3.3 mm。采用该规范焊接的表面张力贮箱通过了振动、液压、声发射等试验考核,表面张力贮箱满足设计要求,并通过了地面热试车考核。     

认真开展工艺预研 努力促进技术进步

“七五”期间,遵照党中央确定的战略方针,为适应国防建设的战略转变,本着国防科研要着眼于二十世纪末、二十一世纪初的作战需要,在型号牵引和专业发展的推动下,工艺研究开发出124项科技成果。这些成果已大部分在实际生产中得到了应用,对改进产品性能、提高产品质量和推动制造技术发展起到了十分重要的作用。如微机控制的六自由度TIG焊接系统,解决了薄壁件和薄壁异型件空间曲线的自动化焊接;贮箱共底强     

新一代运载贮箱搅拌摩擦焊应用研究

在分析搅拌摩擦焊(FSW)原理和工艺特点的基础上,设计了适于厚6 mm 2219铝合金焊接用搅拌头,进行了平板工艺试验,以及焊缝的外观质量、金相组织和力学性能评定。采用线能量因子确定了最佳工艺容限。新一代运载2219铝合金贮箱1∶1验证件的焊接和压力试验证明,FSW的焊接质量、构件整体尺寸精度和生产效率都远高于传统的交流钨极惰性气体保护焊(TIG),完全满足新一代运载贮箱的制造要求。     

十五升燃料铝贮箱的焊接

介绍了某型号发动机用十五升铝贮箱的焊接方法。针对铝贮箱壳体焊接中容易出现的问题,提出了相应的工艺措施和解决方法,对铝合金的焊接具有一定的参考价值。     

推进剂贮箱箱底密封外焊罩结构设计及焊接热效应实验研究

为对运载火箭推进剂贮箱箱底传感器及阀门管路与贮箱箱底法兰的密封面实现备保密封,提出一种密封外焊罩结构。并针对箱底传感器对于外焊罩焊接热效应承受能力较低的风险,开展外焊罩焊接热效应摸底实验,制定焊接过程的散热方案,确定焊接时间、焊接时间间隔等工艺参数,以期为后续传感器外焊罩箭上焊接提供技术支持。     

5A06铝合金薄壁贮箱焊接

材料为5A06铝合金的贮箱组件存在壁薄、结构复杂、尺寸大且容易变形,在试验中多次出现低压力爆破现象。为提高焊缝强度,满足产品焊接质量要求,对焊接工艺过程中焊接线能量对强度的影响进行了分析,对比了变极性手工TIG与自动TIG焊接方法,并改进了焊接结构。试验采取的措施有效地提高了产品的焊缝强度,满足了产品焊接质量要求。     

运载火箭的优质焊缝

厚度25毫米以下的2219铝合金板材采用变极性等离子弧自动焊接(VPPA),长达6000多米的焊缝没有发现任何一个内部缺陷。目前还没有一种别的2219铝合金焊接方法能够接近这一完美无瑕的性能。25年来,铝合金焊接最重要的成就之一大概就是采用这一工艺方法制造航天飞机外贮箱零件。该贮箱是直径为8.7米,长度46.9米的巨型结构,它代表了未来的焊接工件。     

自动颗粒计数检测技术在卫星表面张力贮箱检测中的应用

介绍了卫星表面张力贮箱洁净度要求及检测方法,论述了自动颗粒计数检测技术在卫星表面张力贮箱检测中的应用方式及特点。阐述了自动颗粒计数器工作原理,以及在贮箱洁净度检测中的作用。确定了贮箱洁净度自动颗粒计数器检测流程及方法。分析、总结了应用自动颗粒计数检测技术检测贮箱洁净度的注意事项。     

基于压力变送器及智能仪表的箱压自动控制技术

目前发动机地面试验过程中的泵入口压力控制主要是通过控制介质贮箱内压力来实现的.介绍了大型液体火箭发动机研制试验中介质贮箱压力自动控制的一种新方法,这种方法集试验过程信号采集、动态工艺参数显示、上下限设定值显示、报警显示输出及自动控制为一体,减小了手动调节箱压继电器的操作误差,使系统的可靠性得到了很大程度的提高.     

大型贮箱箱底自动焊工艺方法研究

为克服两面手工交流钨极氩弧焊焊接大型铝合金贮箱箱底的缺点，并为今后实现焊接自动化作技术上的储备，开展了直流正接氯弧焊不加丝打底，交流脉冲钨极氩弧焊盖面单面两层自动焊接工艺的研究。试验表明，该工艺方法焊缝成形好，焊漏过渡圆滑，内部缺陷少，接头热影响区窄。变形小，力学性能良好。焊前预热、焊后热处理可进一步提高接头塑性。     

NJ—10型碾压机研制成功

一五九厂与哈工大焊接教研室共同研制出NJ—10型碾压机,于81年底正式将机械碾压工艺用于贮箱的批生产矫形,并于82年10月在航天部组织的技术签定会上通过。与会专家一     

表面张力贮箱电子束焊接工艺研究

通过研究对接式和搭接式焊缝试板电子束流与焊缝熔深之间的关系、焊接顺序与角变形高度之间的关系,得出了表面张力贮箱前(后)舱推进剂管理装置上(下)组件电子束焊接工艺规范,即加速电压为60 kV,焊接速度为500 mm/min,工作距离为300 mm,电子束流为6 mA,聚焦电流为2.11 A,电子束偏移量为0.1 mm的焊接工艺规范.采用该工艺规范焊接的表面张力贮箱前(后)舱推进剂管理装置上(下)组件焊后和振动试验后的泡破点实测值满足设计要求.该表面张力贮箱已用于某型号上面级液体发动机.该发动机已通过了地面热试车考核.     

消除摩擦焊中锁孔

摩擦搅拌焊较其它焊接方法更可靠，能保留更多的材料性能。但是，这项工艺需依赖一个固定的特形指棒。采用这种特形指棒进行焊接，在焊缝的末端会留下一个孔洞，即所谓的锁孔，当焊接诸如筒形件、管件及圆柱形贮箱时就会发生问题。 马歇尔飞行中心的焊接工程师Jeff Ding和波音公司的Peter Oelgoetz设计了一个用于摩擦搅拌焊的自动可伸缩施焊特形指棒。Ding最初设计可自动施焊特形指棒是将其应用于一个圆柱形贮箱的焊接。目前，特形指棒巳被用于焊接完整的360°环缝。当可伸缩的指棒经过焊缝的原起焊部位时，指棒开始缓慢向轴肩部回缩，并…     

沉淀硬化不锈钢用于一体化贮箱工艺技术研究

某液体火箭发动机一体化贮箱采用07Cr17Ni7Al沉淀硬化不锈钢作为壳体材料,由于总体减重需要,设计理论计算材料的机械性能指标超出常规国家标准值,在现有条件下,常规焊接及强化热处理工艺不能满足研制要求,为突破贮箱研制瓶颈,通过对材料自身性能及焊接性能进行多轮次的试验摸索,综合文献研究及材料自身性能选择3种强化热处理温度区间和2种热处理时机进行此种沉淀硬化不锈钢的工艺技术研究,以期寻找满足产品机械性能要求的合适工艺参数.经过分析试验数据,综合性能指标,筛选出满足设计要求的合适工艺参数.对用此工艺参数加工的贮箱产品进行液压爆破试验,爆破数据证明采用改进后的工艺参数制造出的一体化贮箱机械性能达到了设计指标要求.     

表面张力贮箱泡破点盲测技术研究

通过对表面张力贮箱结构、泡破点测试难点分析,提出了采用微压闭环控制技术解决测试过程管理装置内腔压力维持准平衡状态难题的技术途径,研制的贮箱泡破点盲测系统具有自动控制、自动判读及测试精度高等特点,经试验验证该技术满足贮箱泡破点盲测要求,已在型号研制中得到应用。     

高强度可焊1460铝锂合金

为满足航空、航天燃料贮箱和空间结构材料发展的要求，前苏联成功研制、生产了高强度、可焊的１４６０ 铝锂合金，并用于宇航结构产品。文中介绍了该合金的发展、抗裂纹性、焊接性能及在贮箱结构上的应用。