激光焊接夹层喷管的技术现状

激光焊接冷却通道壁技术是适应商业需要(降低制造费用和缩短开发时间)开发的科研成果.沃尔沃公司(VOLVO)已经研究出其核心技术,即应用于焊接通道壁技术的激光焊接法和X射线辅助连接系统.此项技术最初的开发目的是应用于一次性使用发动机,但是现在发现其应用于可重复使用发动机上也很有优势.使用寿命、热负荷、最小内壁厚度和材料疲劳特性等综合决定了此项技术的适用范围.目前,已经进行了夹层喷管热试,并且制造出了具有典型尺寸的用于演示的夹层喷管.正在研究应用于非再生冷却系统的激光焊接夹层技术.研究成果表明,这项技术可用于各种发动机,即从助推级到上面级均适用.现在,欧洲和美国正在讨论应用此项技术加工Vulcain和RL60发动机的喷管夹层结构.本文对下面内容进行了叙述激光焊接夹层技术概况;目前激光焊接夹层技术在一次性使用发动机上的应用情况;可重复使用发动机用激光焊接夹层技术的一些特性.     

小孔径三维扭曲弯管高温合金精密铸造工艺研究

发动机上小孔径三维扭曲弯管的机械加工、焊接、弯管机弯曲成型都无法实现，因此提出采用精密铸造技术研制K4202合金小孔径三维扭曲弯管的方法。结果表明，通过快速成型技术制造蜡模且采用特定的浇注工艺，浇注出的铸件质量满足设计和使用要求。     

全位置氩弧焊工艺在液体火箭发动机导管焊接中的应用

导管的全位置焊工艺是一种先进的焊接技术,焊接质量好,合格率高。为充分发挥引进全位置焊接设备的作用,针对液体火箭发动机导管焊接接头结构特点,对引进管焊钳进行了适用性改造,实现了直线段较短导管的焊接及对接时不同轴的导管焊接,扩大了管焊钳适用范围。采取有效工艺措施,解决了不等壁厚导管焊接问题,克服了导管焊接缝凹陷。通过试验,确定了Φ6一Φ32多种规格不锈钢导管的焊接参数,替代了手工焊工艺,提高了焊接质量和合格率。对焊缝的外观和内部质量进行了检查,完全达到QJ2865—97Ⅰ级要求和设计要求。该工艺已全面应用于我厂研制生产的各型号发动机导管焊接生产中。     

航天运载器推进系统焊接自动化技术

针对目前人为因素对发动机工作可靠性的严重影响 ,以美国航天飞机和欧洲阿里安推进系统机器人焊接技术发展为背景 ,论述了推进系统焊接自动化的必要性 ;用商用机器人进行焊接自动化的必备条件 ;欧美航天运载器推进系统焊接自动化现状及我们实现航天推进系统焊接自动化的几点意见。     

空间发动机激光焊功率阈值研究

对空间发动机模拟件进行了激光焊功率阈值研究,结果表明:焊接速度、离焦量、光束质量、保护气体等工艺因素均与阈值区间有关,阈值区间与焊接速度和离焦量成正向关系,光束质量对阈值区间的影响需要用焊接试验的实测值来确定,保护气体成分对YAG激光焊的阈值区间基本没有影响,但吹送方式和流量对阈值区间有明显作用。在空间发动机激光焊功率阈值的理论研究与工艺试验基础之上得到了最优激光焊工艺规范,采用该规范焊接的产品已通过了飞行试验考核,由此表明:空间发动机激光焊功率阈值研究的结果是正确、合理和有效的。     

航天飞机发动机的焊接

美国洛克威尔公司Rocketdyne分公司用机器人气体保护钨极电弧焊焊接航天飞机主发动机.该公司在独特的焊接结构中采用的是高强度合金钢,其中包括镍基和铁基的铬铁镍合金和不锈钢.采用机器人技术能解决这一焊接所带来的难题.这项技术包括初步使用预编程机器人焊接单元、视觉焊缝跟踪器、焊缝熔池焊透传感器和脱机编程.对该焊接系统结构、性能和操作顺序作了详细介绍.焊接系统的核心是Cybotech机器人和RC-6控制器.最后叙述马歇尔空间飞行中心和Rocketdyne公司对这一技术的研究工作.     

微束等离子焊接

简要介绍了微束等离子焊接的工艺设备。通过对乌克兰巴顿焊接研究所几个实例的介绍，较全面地阐述了微束等离子焊接工艺方案、焊接设备的各项技术要求和特性。与氩弧焊、激光焊进行了比较，认为微束等离子焊接具有电弧收缩、能量集中、适用于薄壁件焊接的特点，在我国具有广阔的应用前景。     

复杂结构阀门控温焊接

某型号循环补燃发动机是一种新研制的大型液体环保型火箭发动机,其活门结构复杂,弹性件、塑料件多,使用工况恶劣。为提高活门可靠性,设计上采用了焊接封装结构。为了保证活门性能,对活门溫度要求区进行温控焊接,设计制造一磁温控焊接系统。本文简要介绍了本系统组成,进行了焊接工艺试验,并取得了一定的效果。     

耐蚀软磁合金1J116与奥氏体不锈钢0Cr18Ni9Ti焊接工艺研究

通过分析耐蚀软磁合金1J116与奥氏体不锈钢0Cr18Ni9Ti的物理性能、化学性能、化学成分及微观组织,探究了两种钢的可焊性。分析了某型号液体火箭发动机用冷气关断阀外壳体部件的结构,合理地设计了定位工装和散热工装。通过舍弗勒组织图分析了焊接参数对焊缝组织及性能的影响,制定了合理的焊接工艺。通过应力与变形机理分析,设计了合理的焊接顺序。经以上工艺攻关,成功焊接了一批产品,经外观检验和氦质谱检漏试验,焊接合格率达到100%。     

低合金钢厚板的拼焊

通过对钢构架中大板梁翼板100mm厚的19Mn6材料的焊接性分析，在焊接试验工艺的基础上，制定了翼板拼接的焊接工艺，并对焊接过程中，焊缝中心产生热裂纹的原因展开分析，修改焊接工艺，增加预防措施，达到技术条件要求。     

发射梁焊接变形控制

由于发射梁的结构特点决定其刚性差，焊接时易产生多种复杂变形。通过建立发射梁数学模型来计算焊接变形量，作为焊接时预留收缩量及反变形量的依据，采用可靠的焊接方法及工艺装备，有效地控制了发射梁焊接变形。应用VSR时效技术消除焊接残余应力，稳定了产品尺寸精度。     

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.     

火箭发动机弹翼支座氩弧焊工艺技术

在对母材焊接性及焊接结构特殊性进行分析的基础上,结合试验研究,制定出氩弧焊工艺方案及过程控制和保障措施,实现固体火箭发动机的弹翼支座与其燃烧室壳体异种材料间连接。测试结果表明,焊缝成型良好,接头区域微观组织和性能不均匀性不影响产品使用性能。生产统计数据显示,产品质量与性能稳定,承压能力显著高于设定目标,表明该型号发动机的弹翼支座TIG焊接技术具有切实的可靠性。     

基于Pro/E的参数化驱动固体发动机模装设计

为实现参数化驱动的固体火箭发动机结构设计、零件装配及其与平行层燃面退移的一体化集成，以Pro/E族表技术为核心，利用WinForm框架和XML等技术，提出了实现固体火箭发动机结构参数化模装设计和整机自动化装配的技术途径，实现了发动机各零部件三维模型的参数化驱动及发动机整机的自动化装配，实现了复杂三维药柱退移过程中的拓扑结构变化。该研究开发完成固体火箭发动机结构参数化模装设计软件系统，系统中包含29个发动机零件，通过灵活设定结构参数，可自动化构建多达720种不同结构形式的发动机结构实体模型，实现平行层燃面退移，得到发动机工作过程中的动态结构质量特性，同时计算出发动机的内弹道性能，并且具有可扩展性。该技术能够为进一步研究固体火箭发动机的设计、仿真、优化的一体化系统奠定基础。     

发动机起动箱的研制

起动箱是为保证发动机平稳、可靠地起动和点火而研制的燃料贮箱.壳体采用新研制的材料,胶囊采用专用橡胶.该起动箱通过胶囊快速、平稳翻转,将燃料供入发动机管路,挤破点火导管,从而将点火剂挤入发生器和推力室,进行点火.在研制中,主要解决了起动箱的结构设计、翻转胶囊的研制和生产、球壳焊接时对胶囊的热影响及异种材料的焊接等关键技术问题.一台起动箱已通过了各种力学环境试验及性能试验的考核.     

总公司专家组到沈阳两厂现场宣贯和咨询新焊接标准

总公司下发有关实施新焊接标准文件后,各单位积极组织宣贯新焊接标准,总公司也加强了技术指导工作。1998年5月19～21日,总公司派出了周万盛、郑世才等组成的专家组,到沈阳111厂和119厂对QJ 1842—95等新焊接标准进行现场宣贯和技术咨询。 专家组分别在111厂和119厂重点对焊接、探伤工作进行了检查和技术咨询。检查了液体火箭发动机焊缝的编号情况、焊缝等级、探伤、检验等,并抽查了X射线照相底片。对     

固体火箭发动机羽流特征信号检测技术研究

介绍了固体火箭发动机装药的行征信号需要检测的内容，诸如一二次烟雾、辐射、羽流温度和包覆层烟雾。通过实验的方法，研究了发动机一二次烟雾衰减测量技术和包覆层烟雾测量技术，并介绍了国内外该领域的前沿测试技术。     

激光切割加工叶型孔工艺研究

以激光切割技术加工航天涡扇发动机内外壳体叶型孔为背景,通过对补偿方式、拐角烧伤、锥度控制以及切口质量等工艺问题设计实验,得到较优的工艺方法及工艺参数,利用此工艺实现了叶型孔尺寸精度和切口质量的双重控制,且叶型孔的加工成功率高,在后续与叶型钎焊工序中焊接质量好。     

固体火箭发动机能量管理技术及其新进展

固体发动机在工作过程,中通过对能量输出进行调节控制,可明显提高武器系统性能。文章综述了固体双脉冲发动机、固体变推力发动机、固体姿轨控发动机3种典型能量管理发动机技术国内外研究现状。通过对固体发动机能量管理技术发展特点及趋势进行分析,梳理了3种典型发动机关键技术进展情况,并对固体火箭发动机能量管理技术提出了相关建议。     

液体火箭发动机喷管延伸段制造新技术

对未来液体火箭发动机喷管延伸段制造技术——激光焊接夹层结构的加工工艺进行了详细的论述,包括内外壁的成型、加工、激光焊,以及已申请专利的焊缝跟踪系统等,最后介绍了此工艺技术的后续发展及未来应用。