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贺长三乙火箭二级氧箱箱底焊接通过院级验收

日期:2012-02-02(文章部分资料来源:中国航天报)

运载火箭贮箱常用的材料是比强度高、比刚度高的铝合金或性能更好的铝锂合金。在航天产品中,特别是在制造运载火箭贮箱中,焊接工艺是一项关键的制造技术。

搅拌摩擦焊技术是一项新兴的焊接方法,是铝合金对接、搭接的首选连接方式。采用该技术焊接运载火箭铝合金贮箱,具有焊接变形小、质量高和成本低等特点。

美国是第一个将搅拌摩擦焊技术应用到运载火箭贮箱的制造中,解决批量生产问题的国家。目前,包括波音公司、洛克希德马丁公司、欧洲宇航局以及三菱重工等均已将搅拌摩擦焊技术作为贮箱类结构的核心焊接技术,基本替代了氩弧焊和变极性等离子弧焊等熔焊技术,已经实现了包括筒段纵缝、箱底曲线焊缝以及对接环缝在内的全结构搅拌摩擦焊接。

 2006年,北京赛福斯特技术有限公司为上海航天设备制造总厂(149厂)设计制造了一台航天箱底大部件结构焊接的搅拌摩擦焊设备(设备型号:FSW-7XB-008),主要针对直径4m以下的铝合金筒体封底曲线焊缝的焊接。针对特定产品,使用8轴进行系统控制,同时实现3轴联动控制和在线实时液动补偿伺服控制,实现空间抛物线轨迹的拟合跟踪以进行搅拌摩擦焊连接。

图1 图2 FSW-7XB-008型航天火箭燃料贮箱箱底搅拌摩擦焊设备、图3 图4 FSW-7XB-010型航天火箭燃料贮箱箱底搅拌摩擦焊设备

2010年,赛福斯特公司为首都航天机械公司(211厂)自主研制一台新型航天运载火箭燃料贮箱箱底搅拌摩擦焊设备(设备型号FSW-7XB-010)。该设备针对铝合金材料椭球形或球形箱底类结构的搅拌摩擦焊接而设计并创新性的使用了多项新技术,完美实现箱底抛物线焊缝自动搅拌摩擦焊接。

近日,中国运载火箭技术研究院首都航天机械公司将搅拌摩擦焊技术用于长三乙火箭二级氧箱箱底焊接,并通过了院级验收,不久将接受飞行试验考核。

此前,该公司已率先在国内航天领域迈出了搅拌摩擦焊工程化应用的第一步,即在长征三号甲系列、长征五号等型号火箭的贮箱筒上应用搅拌摩擦焊技术,使焊缝性能提高了10%至20%。目前,已有四发采用此项技术的长三甲系列火箭成功发射。

作为国内搅拌摩擦焊技术的开拓者和先锋,赛福斯特公司得到了国内航天领域各兄弟企业的信任和支持,已开发了一系列专用搅拌摩擦焊设备和配套工装,实现了直径100-5000mm、厚度1.5-30mm的铝合金筒形结构零件的纵、环缝焊接以及能够针对封底结构实现空间曲面的焊接。搅拌摩擦焊技术在航天运载火箭燃料贮箱、导弹壳体和舱体部件等结构的应用中越来越突出和重要。

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