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喷管的焊接工艺

2021-07-05 09:08:08
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喷管的焊接工艺  

对液体火箭发动冷却喷管,既要求其有足够的结构强度、刚度,以承受轴向的推力、内部的液压、强烈的震动;又要求其重量尽可能轻,以提高发动机推重比。同时,喷管的扩张型面精度还应与设计理论型面接近(如推力型面),以使燃气膨胀,获得比冲。因此,冷却夹层式喷管的制造,一直以来都是液体火箭发动机生产中的难题。   

目前,在工程应用中,夹层式喷管结构,一般有波纹板式、铣槽式和管束式等三种。波纹板式夹层喷管是在喷管的内壁和外壁之间加入一圈一圈的波纹板,波纹板的“波峰”“波谷”分别于内外壁连接。这种喷管在我国的肼类燃料发动机上应用较多。  

铣槽式喷管结构由喷管内壁和外壁组成,在钟型的内壁上,以铣削的方式加工出几百个沿轴向方向的凹槽,槽与槽之间保留的部分称为“肋”。通过工艺,将几百个肋与喷管外壁连接起来,形成几百个封闭的流动通道的喷管夹层结构。  

管束式喷管,按管子的排列形式来分,可以分为直列式和螺旋式。直列管束喷管曾在美国的液体火箭发动机上广泛应用,“土星5号”登月火箭的F-1发动机就是直列管束式冷却喷管。  

螺旋管束喷管,是采用数百根方形等截面的高温合金薄壁管(管壁0.3mm)通过改变螺旋升角的方式拼成,采用手工氩弧焊或机器人将管子与管子的拼接缝焊接在一起。这种喷管具有质量轻、刚性好、使用寿命长等优点。目前主要应用在液氧液氢发动机上。


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