火箭箱底上有上千米焊缝，如今可以一条都没有

　　近日，火箭院703所与总体设计部联合研制出我国首个“3.35米直径铝锂合金箱底”。该箱底为整体成形，一条焊缝都没有，而且材料实现了升级换代，标志着我国运载火箭贮箱制造技术取得重大突破！

△3.35米铝锂合金箱底旋压件

 
火箭箱底上有260道焊缝

  
　　在我国现役火箭上，每一个火箭的燃料贮箱都有两个箱底。每个箱底，看上去就像半个西瓜，传统工艺是由8个瓜瓣儿、1个顶盖和1个过渡环“拼焊”而成。算下来，每个箱底上一共有10条主焊缝。
　　703所旋压专项副主任工程师温涛介绍，一枚火箭上通常有26个箱底，约有260道焊缝，总长度将近一千米。
　　焊缝由于破坏了材料的连续性，是整个箱底上最薄弱的环节。焊接中容易产生气孔、变形、裂纹等缺陷，影响箱底的可靠性和合格率。而焊缝一旦开裂，甚至会导致燃料泄漏，影响火箭发射成败。因此，每一个箱底在交付前，都要经过严格的质量检验。
　　“而且，焊缝的部位比较厚，这样就会增加火箭的重量。取消焊缝后，火箭能够减重60公斤。”温涛说。

  
变“拼焊”为“整体成形”

△试制的第一个铝锂合金箱底

　　之所以会有焊缝的产生，是由于采用的是“拼焊”的生产工艺。焊接前，每一个瓜瓣、顶盖还要历经下料、淬火、拉深成形、修整等十多道工序。因此，火箭箱底一直是火箭贮箱部组件中结构最复杂、制造难度最大、生产周期最长的产品。 
　　温涛介绍，“3.35米铝锂合金箱底”采用的是整体旋压成形工艺，就是一块板材在一个数控程序内、通过一个模具、历经一次装卡，一步成形、整体成形。
　　整体旋压成形，制造工序少、周期短，而且可靠性高，整个箱底上没有一道焊缝。原来，一个箱底的生产周期要两三个月，现在15天到20天就能完成。

  
为重型火箭、新一代载人火箭

  
　　在国际上，铝锂合金箱底代表了运载火箭贮箱的发展方向，整体旋压工艺更是大势所趋，但其整体成形难度很大，目前只有美国、日本、欧洲掌握这项技术。
　　一直以来，我国运载火箭贮箱应用的都是第一至三代的常规铝合金材料，第四代铝锂合金材料一直未能得到成功应用。
　　温涛介绍，铝锂合金是一种先进的轻量化的结构材料，它最大的优势就是密度小、强度高。采用这种材料，能够让箭体结构减重15%以上，运载效率提升20%，这对提升运载能力要求较高的大型运载火箭来说具有重要意义。
　　而相比常规铝合金，铝锂合金却不易成形，整体成形就更难了。703所通过上百次的试验和大量的精确计算，攻克了箱底变形抗力、成形温区、成形路径、变形量与道次分配4大技术难关，试制的第一个铝锂合金箱底就获得成功。 
　　“铝锂合金箱底整体旋压成形”工艺的成功掌握，将为我国重型运载火箭、新一代载人火箭等的研制提供重要技术支撑。
　　温涛介绍，攻克“3.35米铝锂合金箱底”的成形工艺只是第一步。后续，他们还将继续试制“5米铝锂合金箱底”，并实现火箭箱底由有模具成形到无模具成形的跨越。