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。     

变极性等离子弧自动焊接技术在大型密封结构焊接中的应用

文章简要介绍了变极性等离子弧焊接技术在国内外的发展状况以及新一代大型载人航天器密封舱体的结构和材料焊接特点,对变极性等离子弧焊接技术的工程化应用难点进行了分析,并提出关键工艺解决措施。通过研究和试验验证表明,采用变极性等离子弧焊接技术是解决中厚度铝合金焊接结构最好的工艺方案之一;对变极性等离子弧自动焊接技术的应用前景进行了展望。     

铝合金变极性等离子弧焊接电源的研制

介绍了铝合金穿孔等离子弧焊接专用的变极性电源的工作原理,利用80c196单片机为控制核心,研制了400A的变极性电源。该电源的正、负半波的比例和幅值分别可调。主要应用于铝合金变极性穿孔等离子弧焊接工艺。     

28钢薄壁件微束等离子弧焊接

前言 为提高运载火箭的速度和推力,减轻燃烧室壳体重量,超高强度钢的应用日趋广泛。 超高强度钢的焊接难点是如何避免裂纹,对于薄壁件,尚须注意结构的变形。理论和实践均证明,选择合适的焊接方法,合理的工艺参数及热处理制度,上述问题是可以解决的。 微束等离子弧由于本身所具有的特点,对薄壁超高强度钢组件的焊接是有效的。     

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。     

穿孔等离子弧焊接技术研究

论述了等离子弧焊接的新进展,介绍一脉一孔的等离子弧焊接工艺、正面弧光传感器、焊接质量模糊控制系统以及采用该系统进行的焊接质量控制的初步试验结果。研究表明在不锈钢等离子弧焊接过程中,采用该系统可以提高等离子弧焊接焊缝的质量。     

乌克兰巴顿焊接研究所技术发展综述

概述了巴顿焊接研究所的研究特色，介绍了其在焊接方法、焊接设备、焊接材料、焊接应力应变计算与检测及太空焊接实验等方面的焊接技术成果与应用情况。     

焊接机器人工作站应用研究

介绍了机器人焊接系统的通用结构,通过对焊接机器人工作站的变位机与工作平台进行研究,设计了具有同步运动控制方式的9自由度机器人系统平台。针对目前机器人示教编程方法中存在精度不稳定、效率低等问题,提出了机器人焊接平台的设计方案与编程系统的解决方案。     

宇航大型容器封头焊接自动化系统

较详细地介绍了宇航大型容器封头焊接自动化系统的构成及其技术特点。该系统已成功地用于火箭大型容器封头的焊接中，效果良好，解决了长期以来手工焊质量难以控制的难题，提高了生产效率，改善了劳动条件，保证了产品焊接质量，具有广泛的推广应用价值。     

A514B钢的焊接

针对 Ａ５１４ Ｂ 钢的性能特点， 详细介绍了 Ａ５１４ Ｂ 钢的焊接性、焊接方法和焊接工艺参数。经 Ｘ 光探伤表明， 焊接接头达到 Ｉ 级焊缝要求， 焊接试验结果正确。     

铝热沉的焊接工艺选择及其实施

文章介绍了在新型空间环境模拟器中铝热沉的焊接工艺选择和实施过程。该热沉是用2千多根铝管和4千多条焊缝焊成的。它要求焊缝在长期冷热交变作用下仍具有高度的气密性。实践证明了这种工艺选择的正确性,并很好地满足了设计要求。     

某型号30CrMnSiA气瓶焊接裂纹的研究

为了消除某型号蓄压器瓶体组合体的焊接裂纹、提高产品质量，分析了产生裂纹的原因，提出了防止产生裂纹的两项措施。该两项措施实施后，产品的一次合格率由４％提高到９０％。     

大型宇航容器环缝的适应控制自动焊

介绍了一种大型宇航容器环向焊缝适应控制TIG自动焊接系统的设计方案。该方案采用交流变频调速驱动系统、双逆变交流矩形波焊接电源、矩形波交流电弧的弧长自动调节系统、可编程控制(PLC)为主控器的焊接程序控制系统等。并分析了在新的焊接条件下适应控制自动焊主要工艺参数对焊接质量的影响。     

一级燃料箱后底环缝错位的研究

为改善一级燃料箱后底环缝的错位变形，提高产品质量，分析探讨了环缝错位变形的形成机理，从装配和焊接两个方面，提出了相应的工艺措施，并在生产中得到了验证，后底环缝错位明显减小。     

肼推进系统管路工艺孔的一种自动焊技术

介绍了氩气保护自动堵孔焊技术及其所用设备、换气焊接系统、焊接电源等。同时给出了试样焊接、模拟实样堵焊试样的检测试验数据。介绍了焊接的质量，试验表明，各项数据全部符合设计要求。实践证明，自动堵孔焊技术是完全可行的，其设备稳定可靠，重复性好。     

自动氩弧焊控制电路的改进

为了对某航天产品的焊接焊缝的熔深控制在规定的范围内，对自动氩弧焊焊接设备的控制器作了改进，并设计了一套控制电路。实际应用证明，改进后的设备可靠性高，稳定性好，并可用于非接触引弧的各类直流焊机上。     

2A14铝合金返修焊技术

根据2A14铝合金的冶金特点，针对对接接头和锁底焊缝的不同要求，提出了相应的采用缺陷槽的补焊工艺。分析了焊接位置、补焊层数及两面补焊、预热和缓冷、补焊的收／起弧及长度、电源选择、环境控制、补焊顺序和方向，以及装配等因素的影响。由不同运载贮箱补焊的结果可知，该工艺措施有效，补焊质量较好，提高了补焊的一次合格率。     

Friction Stir Welding of Metal Matrix Composites for use in aerospace structures

Friction Stir Welding (FSW) is a relatively nascent solid state joining technique developed at The Welding Institute (TWI) in 1991. The process was first used at NASA to weld the super lightweight external tank for the Space Shuttle. Today FSW is used to join structural components of the Delta IV, Atlas V, and Falcon IX rockets as well as the Orion Crew Exploration Vehicle. A current focus of FSW research is to extend the process to new materials which are difficult to weld using conventional fusion techniques. Metal Matrix Composites (MMCs) consist of a metal alloy reinforced with ceramics and have a very high strength to weight ratio, a property which makes them attractive for use in aerospace and defense applications. MMCs have found use in the space shuttle orbiter's structural tubing, the Hubble Space Telescope's antenna mast, control surfaces and propulsion systems for aircraft, and tank armors. The size of MMC components is severely limited by difficulties encountered in joining these materials using fusion welding. Melting of the material results in formation of an undesirable phase (formed when molten Aluminum reacts with the reinforcement) which leaves a strength depleted region along the joint line. Since FSW occurs below the melting point of the workpiece material, this deleterious phase is absent in FSW-ed MMC joints. FSW of MMCs is, however, plagued by rapid wear of the welding tool, a consequence of the large discrepancy in hardness between the steel tool and the reinforcement material. This work characterizes the effect of process parameters (spindle speed, traverse rate, and length of joint) on the wear process. Based on the results of these experiments, a phenomenological model of the wear process was constructed based on the rotating plug model for FSW. The effectiveness of harder tool materials (such as Tungsten Carbide, high speed steel, and tools with diamond coatings) to combat abrasive wear is explored. In-process force, torque, and vibration signals are analyzed to assess the feasibility of on-line monitoring of tool shape changes as a result of wear (an advancement which would eliminate the need for off-line evaluation of tool condition during joining). Monitoring, controlling, and reducing tool wear in FSW of MMCs is essential to the implementation of these materials in structures (such as launch vehicles) where they would be of maximum benefit.