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。     

航天低温贮箱箱底焊接工艺

针对材料为LD10CS铝合金，厚度为3.7～4.0mm的航天低温贮箱箱底的拼焊、摸索出了一套新的单面焊双面成形自动钨极脉冲氩弧焊工艺，该工艺方法克服了以往两面三层手工焊工艺及单面自动焊工艺的不足。通过选择合适的规范参数、采取特殊的工艺措施、实现了厚度为3．7～4．0mm的LD10CS铝合金的单面焊双面成形，突破了接头塑性差的技术难题、避免了箱底低压爆破，进而实现了航天低温贮箱箱底的自动拼焊，大大提高了箱底的质量和可靠性。     

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。     

美国航天产品焊接技术一瞥

航天飞机的外贮箱,是八十年代世界上大型铝合金低温压力容器焊接技术的先进典型。产品结构尺寸大,焊接工作量也大。箱长46.9m直径8.4m,结构材料主要是2219铝合金。液氧箱由前整流罩、后整流罩,圆柱段,T形法兰框、箱底等     

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。     

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.     

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。     

H-2B运载火箭贮箱制造技术与应用

为了提高H-2B火箭推进剂贮箱结构的可靠性,三菱重工在H-2B火箭燃料箱上采用了两种新技术,一是贮箱上采用搅拌摩擦焊(FSW);另一个是采用旋压的方法使箱底整体成形。文中介绍了H-2B运载火箭贮箱制造的两种新技术开发的成果和今后的开发计划。     

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。     

运载火箭燃料贮箱的机器人焊接技术研究

在"示教-再现"型弧焊机器人的基础上增加了视觉传感功能,通过视觉传感器实时检测焊缝间隙,利用计算机调整焊接工艺,保证焊接的稳定性。根据我国航天运载火箭燃料贮箱LD10铝合金材料的特性,开发了稳定、快速的图像处理算法和焊接工艺控制算法,提出了一套具有智能化的机器人焊接系统。     

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。     

运载火箭贮箱焊接过程微机实时控制技术

焊接过程微机实时控制技术是国内外焊接工作者关注的一项先进技术。结合工艺实践,论述了孤压自动控制、焊缝自动跟踪、熔透自动调节的微机实时控制原理、装置构成及其在我国运载火箭贮箱焊接生产中的应用现状和存在的问题。通过多年的工艺试验研究,基本上摸索出实现焊接过程自动控制的路子,将对贮箱的品质与可靠性和提高生产效率、改善劳动条件起重要的作用。     

银材滚焊技术

我厂银锌电池产品中的银网和银带的焊接,一般采用焊和滚焊两种加工方法,尤以效率较高的滚焊工艺为佳。可是苦于国内没有专门焊接银材的滚焊机。我们对现有的FR170——电容贮能滚焊机按银材焊接特点进行改装。经过多年的反复试验利改进,终于摸索出一套行之有效的银材滚焊技术。     

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…     

实施新焊接标准的做法与体会

阐述了800所在长征型号一、二级贮箱及其动力系统有关部件焊接中,认真实施新焊接标准的情况,分析了新焊接标准在实施中存在的问题,总结了工作体会,并对实施标准中某些要求的不合理性及焊工的培训与考核问题提出了建议。     

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。     

铝合金贮箱缝焊的工艺质量控制

缝焊是导弹铝合全贮箱常用的焊接工艺,由于至今尚无实用的无损检验方法,故只有依靠严格控制工艺过程,并通过焊前、焊后甚至焊中的试片检验来控制产品质量。对试片的检验项目有横截面低倍检验、纵截面低倍检验及撕破试验等。缝焊工艺过程的控制主要是滚轮球面半径、变压器级数与脉冲波数、点距、电极压力和焊这等工艺参数的正确选择、焊缝缺陷的产生与这些工艺参数的选择和控制有关;常见的焊缝缺陷有:未焊透、飞溅、裂纹、缩孔等。文中介绍了铝合金贮箱缝焊质量的检验方法及缝焊工艺参数选择的系统试验结果。     

LD—10板材拉伸粗晶对贮箱使用性能的影响

运载火箭共底贮箱选用LD-10板材,由6块瓜瓣拼焊,采用拉伸—压型工艺。由于拉伸变形量达到板材的临界变形量,在瓜瓣表面出现粗晶,导致报废。经大量实验,对比临界变形量产生的粗晶与未达临界变形量的细晶材料的力学、焊接、耐腐蚀性能。结果表明:粗晶晶粒度在GB3247-82标准晶粒度4级或4级以下时,对贮箱的使用性能无影响,据此可显著降低废品率;此外,采用减慢变形速率、降低变形温度的上艺技术措施,可增大板材的临界变形量和减小因临界变形所致粗晶尺寸。     

变极性等离子弧焊设备及其铝合金焊接工艺研究

介绍了国产变极性等离子弧焊（VPPAW）设备的组成、变极性电源主电路的工作原理。以及微机控制和焊炬等关键技术。用该设备对不同厚度的高强度可热处理强化铝合金试样、贮箱缩比及1：1试验件进行了VPPAW，并分析了接头形式、起弧与收弧、焊接工艺参数确定、常见缺陷、焊接组织及其力学性能。焊接试验结果表明，用VPPAW设备焊接的铝舍金厚度可达14mm，与交流钨极惰性气体保护焊（TIG）相比，其焊缝质量佳，接头性能优。     

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。