空空导弹弹体制造中的先进焊接技术

2013-01-15 14:19:50 作者:航空制造技术网 来源:航空制造技术网 浏览次数:0

焊接就是通过加热或加压,或两者并用,有时还采用填充材料,使焊件达到原子间结合的一种加工方法。焊接技术在空空导弹弹体的制造工艺中占有重要地位。目前,空空导弹弹体中几乎所有的重要部件,包括动力部件壳体、各舱段壳体、舵面和翼面等,都是通过焊接组合而成的。先进焊接技术的采用还使以前认为无法进行加工的焊接结构和难以接近的焊接部位得以实现可靠的焊接,这对新一代先进空空导弹的研制开发起到了重要的促进作用。可以毫无夸张地说,没有先进焊接技术作为支撑,就没有现代空空导弹弹体结构的发展。
空空导弹弹体的焊接特点
1 焊缝质量要求严格
    由于在飞行过程中空空导弹的弹体不但要承受很大的纵向和横向过载,而且动力部件壳体还要承受高速气流的冲击和火药燃烧时高温高压的恶劣环境,这就对其焊缝的质量、焊接接头的力学性能等技术指标提出了很高的要求。因此设计一般都选用国军标、航天系统的标准作为焊缝探伤和接头质量验收的依据,焊缝大都定为I级要求。
2 尺寸精度难以保证
    空空导弹的弹体大都是筒形薄壁细长结构件,设计对其圆度、直线度、跳动量提出了很高的要求。但由于其筒壁薄、刚性差、易变形,而且由多个零件组成,如某舱段壳体,由60多个零件通过多种焊接方法组合为一个整体,不但焊接变形难以控制,而且各零件之间的相对位置精度也难以保证。
3 材料的焊接性较差
    为了减轻重量、增加射程,设计所选用的材料大都是超高强度合金钢、马氏体沉淀硬化不锈钢、高强钛合金、高强铝合金等比强度高的材料。一般来讲,对于钢制零件,材料的强度越高,其焊接性就越差,而高强钛合金、高强铝合金等有色金属由于易出现气孔、裂纹等缺陷更是难以焊接出高质量的焊缝。
空空导弹弹体制造常用的先进焊接方法
    根据空空导弹弹体的焊接结构特点和所用材料的分析,焊接时必须选用能量集中、热输入小、所引起的变形小的焊接方法。
1 真空电子束焊
1.1 焊接原理
    真空电子束焊是利用空间定向高速运动的电子束撞击工件表面后,将部分动能转化成热能,使被焊金属熔化、冷凝、结晶而形成焊缝的,其原理示意于图1。


    焊接时,电子枪的阴极通电加热到高温而发射大量电子,在阴极表面形成一团密集的电子云,这些热电子在强电场的作用下被加速到很高的速度,高速运动的电子经过聚束极、阳极的静电场作用和聚焦透镜的电磁场作用而聚集成高能量密度的一束电子射线,它在工件的轰击点处与材料晶格电子、原子相碰撞时被散射和阻止,其动能转变为晶格振动能量即热能,从而熔化工件、形成焊缝。
1.2 技术特点
   与其他熔化焊方法相比,电子束焊有如下特点:
   (1)电子束能量密度高、束流直径小,能形成深而窄的穿透性焊缝,不开坡口能一次焊成300mm 厚的


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