推力室外壁机器人自适应焊接控制研究

针对推力室外壁焊缝坡口进行机器人焊接控制的研究,并基于主动式激光传感器获取坡口参数,通过建立坡口-参数-焊缝的模型来实现推力室外壁的自适应焊接,从而保证推力室焊接质量的一致性。在"静态"研究的基础上,进行推力室焊接过程"动态"坡口结构参数与工艺参数最优匹配的研究,建立了推力室外壁坡口自适应焊接参数模型。结合模糊控制算法搭建了焊接自适应控制系统,完成了推力室模拟件的焊接试验,验证了模型与自适应焊接系统的适用性。针对液体火箭发动机推力室专用S-06,1Cr21Ni5Ti等材料建立了热丝TIG焊接参数计算模型,可覆盖深度5～12 mm的推力室对接坡口。在SIMULINK平台下针对控制响应速度优化了焊接自适应控制系统的调节因子。自适应试验件焊缝熔合良好,X射线检测合格,强度均高于母材强度的90%。     

600N单组元推力室的研制

600N单组元推力室使用DT-3推进剂,催化床床载率高达6g/cm2·s,头部采用两组环形分布的喷注扩散器并进行了模块化设计,身部采用了隔热装置,推力室具有结构紧凑、工艺简单、重量轻等特点。热试车结果表明,推力室起动迅速、平稳,性能可靠。     

液体火箭发动机钎焊、扩散焊质量检测技术研究

现代液体火箭发动机的推力室钎焊身部、发生器钎焊身部及游机推力室钎焊身部均是在高温、高压环境下工作，采用波纹板和铣槽式结构，而这种结构的钎焊和扩散焊的焊接质量直接关系到产品的承压强度及冷却效果。因此，对钎焊和扩散焊的质量检测尤为重要。着重讨论了对波纹板结构和铣槽结构的钎焊、扩散焊质量采用不同无损检测方法进行检测时，方法的可行性和存在的问题，并给出不同方法对产品的可检测性结论。     

激光全息检测技术研究与应用

介绍了激光全息检测技术的原理、特点和方法.通过研究激光全息检测位移量与激光全息检测载荷理论并结合检测试验给出了激光全息检测工艺流程、工艺方法和工艺规范.采用该规范对某型液体火箭发动机推力室收扩段铣槽夹层结构钎焊缝进行了无损检测,检测通过的液体火箭发动机推力室已经完成了飞行任务考核.     

钢-钢钎焊件冷却通道防堵塞工艺

研究了液体火箭发动机推力室扩张段的钎料布局及用量工艺方案,根据现有设备及生产条件选用正确的钎料,通过扩张段模拟试验件的钎焊试验,确定了钎料的用量及分布,并运用于正式产品的钎焊.经过检测,未产生钎料堆积及堵塞且符合设计要求的承载能力.     

扩压器钎焊工艺

扩压器为焊接结构,钎焊缝多达157处,产品生产过程中容易因焊缝缺陷导致超差和报废,因此保证焊缝质量、气流通道尺寸等成为产品的工艺难点。通过确定合理的钎焊工艺参数,设计焊接工装,控制零件精度、装配质量以及后续热处理等方法,满足了产品设计要求。     

火箭发动机推力室钎焊技术的发展

介绍了大型液体火箭发动机推力室结构、材料及钎焊技术；简述了其发展概况，并重点介绍了铜／钢夹层结构扩散针焊技术的应用发展情况。     

钛合金喷注器扩散钎焊失效分析与改进研究

某次试车中发动机喷注器出现扩散钎焊失效故障,根据失效焊缝的扫描电镜断口观察、X射线光电子能谱和金相分析结果对喷注器焊接结构、工艺参数等进行了改进研究。仿真、试件试验和热试车结果表明,改进后喷注器扩散钎焊强度和一致性明显提高。     

推力室钎焊身部X射线数字成像检测技术

针对常规运载火箭发动机推力室钎焊身部钎焊质量检测需求,深入开展了钎焊身部X射线数字成像自动检测系统与检测工艺研究。研制开发了X射线数字成像自动检测系统,介绍了系统组成与特点。利用该系统开展了分区透照试验,确定了分区数量与机器人路径规划,完成了程序示教。开展了检测灵敏度试验,并与常规X射线胶片照相方法进行了试验对比分析。结果表明该检测系统与工艺可以满足检测要求,能有效检测出2 mm×1.5 mm未钎着缺陷与Φ0.5 mm冷却通道堵塞。与射线胶片照相手工拍片相比,其影像变形小、图像宽容度大,提高了缺陷检出率与检测可靠性及一致性,效率提升了3倍。利用该检测工艺检测通过的产品已经完成了试车及飞行任务考核。     

波纹板夹层结构高温钎焊焊缝X射线影像分析

为检测波纹板夹层结构高温钎焊焊缝质量,对其进行了X射线照相检查。波纹板夹层钎焊缝与一般熔焊焊缝不同,无论焊缝本身以及焊缝缺陷都有其特有的特点。本文通过对钎焊焊缝结构特点及焊缝X射线影像的分析,总结了获得高清晰X射线照片的方法及焊缝缺陷的识别特征。     

应变测试技术应用于发动机质心偏移研究

为研究液体火箭发动机的质心偏移情况,在发动机传力构件上合理分布测量点,对发动机机架、推力室与机架连接压杆、推力室头部等多个区域的缓应变参数进行了测量,通过对测量数据的处理与分析,得出了发动机质心偏移情况的初步判断.     

国外复合材料推力室技术研究进展

介绍了国外姿控轨控发动机复合材料推力室研究进展，包括推力室复合材料性能、复合材料推力室成形工艺、复合材料推力室连接技术。与难熔金属推力室相比，它具有密度低、使用温度高、无需冷却等优点，可大幅度减轻发动机结构质量，提高发动机比冲，在国外姿控轨控发动机上得到广泛应用。     

氢氧发动机非均匀圆孔头部气膜冷却数值模拟

氢氧火箭发动机燃烧室壁面热环境十分恶劣,头部气膜冷却是主要辅助冷却手段之一,圆孔头部气膜冷却是重要的设计方案。对圆孔型头部气膜进行了三维数值仿真研究,考虑推力室外部再生冷却的影响,通过全面数值实验分析了气膜流量占比、气膜孔直径和相邻气膜孔面积比等参数的影响,提出一种非均匀分布的圆孔头部气膜冷却方案。结果 表明,在氢氧火...     

卫星钛导管安装位置感应钎焊试验

针对目前我国安装位置卫星钛导管氩弧焊存在的导管装配精度要求高、焊接周期长,接头焊缝凹陷严重等问题,在远离高频加热装置7米处,进行了模拟卫星安装位置的φ6×1mm钛导管氩气保护感应钎焊试验。试验时使用了可分式钎焊钳和70Ti—15Cu—15Ni钎料。从感应钎焊的钛导管接头的拉伸强度,液压,检漏和振动等试验结果来看,该工艺有可能替代我们目前使用的不添加焊丝的全位置氩弧焊连接工艺。     

国外大推力氢氧推力室制造技术现状与趋势

大推力氢氧发动机是未来载人登月和深空探测重型运载火箭上面级的首选动力。为探索大推力氢氧发动机推力室组件的材料选用和制造工艺,针对国外典型大推力氢氧推力室,详细论述了其喷注器、燃烧室和喷管延伸段等组合件的材料选用及所采取制造工艺的现状和发展趋势。相关结论可为我国未来重型运载火箭大推力氢氧发动机推力室方案的确定提供相应的技术参考。     

层板发汗冷却在液体火箭发动机中的应用与发展综述

较系统地介绍了应用于液体火箭发动机推力室冷却的层板技术,指出了层板发汗冷却的技术优势。介绍了一内壁全部由层板构成的液体火箭发动机推力室结构及其层板发汗冷却单元的设计和加工工艺问题。总结了国内外关于层板发汗在火箭推力室冷却方面的研究进展,并简要论述了其应用前景。     

推力室头部最优气膜参数研究

为了获得影响氢氧火箭发动机推力室头部气膜冷却的最佳参数,针对气膜冷却多喷嘴气气燃烧推力室模型进行了三维数值模拟。数值模型采用了标准k-ε湍流模型、涡耗散概念模型分别模拟湍流及燃烧过程。采用正交试验法对不同气膜参数进行系统分析。结果表明:气膜的注入能够有效降低喷注器下游燃烧室壁面温度,且使推力室头部区域壁面温度分布更加均匀,同时对喷注器面也会起到一定热防护作用;气膜流量比对冷却效率和周向均匀性的影响较大,气膜槽缝结构的影响较小,选择合适的气膜流动参数和气膜槽缝结构参数,能达到周向更加均匀分布的气膜冷却效率;气膜的注入对于燃烧效率具有较大影响,相对而言,气膜槽缝结构因素的影响更大。研究结果可以为气膜冷却设计提供参考。     

钛合金夹层结构扩散钎焊工艺研究

利用Dictra动力学软件对中间层Cu元素在TC4钛合金扩散钎焊界面附近的浓度分布规律进行了模拟研究,获得了中间层厚度、连接温度和保温时间对界面元素扩散距离的影响趋势,结合夹层结构零件的焊接试验,验证了扩散模拟计算的正确性。结果表明,连接温度对钛合金夹层结构扩散钎焊的接头强度影响最大,其次为保温时间,中间层厚度对接头强度无显著影响。针对钛合金夹层结构零件,结合焊缝微观组织分析可知,较优的扩散钎焊工艺参数应为:连接温度940℃,保温时间50 min,中间层厚度为20μm,达到了产品的使用要求。     

H62银钎焊前后的清洗工艺

Ｈ６２银钎焊前的清洗工艺，主要是对常用的三种酸洗配方以腐蚀尺寸、氧化层去除的外观为指标，以不影响焊接质量为前提，初步确定一种酸洗配方，在此基础上，用正交试验法确定焊前酸洗最佳配方、再从实际生产考虑，试验确定各组份含量变比及酸洗时间的适当范围，最后确定焊前清洗工艺、并进行了验证。焊后清洗工艺叙述了对五种酸洗配方、２０种酸洗规范以焊缝外观、单面腐蚀尺寸、抗湿热性为指标，经试验确定较佳的酸洗配方及规定，并确定焊后清洗工艺。试验结果表明该工艺对零件腐蚀尺寸小，外观质量好，焊接强度高，焊缝抗湿热性好。     

200N Cf/SiC复合材料推力器研制

为了研制Cf/SiC复合材料推力器,对Cf/SiC复合材料物理性能进行了试验研究,测试了Cf/SiC复合材料在空间复杂环境下的适应性及力学性能;采用化学气象沉积法制备抗氧化涂层;采用自动缠绕成型工艺制备Cf/SiC复合材料喷管;采用Ti-Ni复合钎料进行了高温钎焊试验,获得了最优的钎焊工艺参数,完成了Cf/SiC复合材料与金属铌的钎焊连接;制备了试验样机并进行了热试车考核.结果表明,Cf/SiC复合材料在经历各种空间环境后,仍可保持良好的力学性能,涂层具有较好的抗氧化能力.热试车过程中,稳态试车室压平稳,脉冲工作时,推力器响应迅速,脉冲一致性好;燃烧效率达到设计要求,钎焊缝结构完好,Cf/SiC复合材料喷管无明显烧蚀,热试车圆满成功.