亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        姿軌控系統(tǒng)高壓氣路全焊接結(jié)構(gòu)可行性研究

        2017-06-01 12:47:07孫維平張宇軒何康康
        航天制造技術(shù) 2017年2期
        關(guān)鍵詞:焊縫工藝結(jié)構(gòu)

        孫維平 張宇軒 何康康

        ?

        姿軌控系統(tǒng)高壓氣路全焊接結(jié)構(gòu)可行性研究

        孫維平 張宇軒 何康康

        (北京航天動力研究所,北京 100076)

        為了實現(xiàn)液體姿軌控動力系統(tǒng)的長期貯存,針對高壓氣路全焊接結(jié)構(gòu)開展了可行性研究。分析了高壓氣路系統(tǒng)全焊接結(jié)構(gòu)形式所需異種金屬焊接、全位置焊接、總裝裝配工藝等相關(guān)技術(shù)進行,并通過各類樣件的試制驗證了實現(xiàn)高壓氣路全焊接結(jié)構(gòu)的可行性。

        長期貯存;高壓管路;異種金屬;全位置焊接

        1 引言

        姿軌控系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于航天飛機、衛(wèi)星、飛船等,主要為航天器提供軌道機動的動力,同時為其姿態(tài)穩(wěn)定提供俯仰、偏航和滾轉(zhuǎn)控制力。典型的姿軌控動力系統(tǒng)采用氣體擠壓式供應(yīng)系統(tǒng),高壓氣路主要由氣瓶、導管、多通、充氣閥、電爆閥、高壓傳感器及相關(guān)支架等組成。氣瓶內(nèi)的高壓氣體作為氣體擠壓式供應(yīng)系統(tǒng)正常工作的源動力,必須確保其在長期貯存期間能夠可靠密封。圖1給出了某典型動力系統(tǒng)高壓氣路連接示意圖。隨著姿軌控動力系統(tǒng)小型、輕質(zhì)化要求的不斷提升,需要不斷提升氣瓶內(nèi)增壓氣體的壓力并縮小密封結(jié)構(gòu)的尺寸和質(zhì)量。針對上述問題進行了姿軌控動力系統(tǒng)高壓氣路全焊接結(jié)構(gòu)可行性的研究。

        圖1 某型號動力系統(tǒng)高壓氣路連接示意圖

        2 全焊接結(jié)構(gòu)必要性分析

        目前姿軌控系統(tǒng)高壓氣路環(huán)管與環(huán)管、環(huán)管與組合件間廣泛應(yīng)用著球頭-錐面連接的螺接密封結(jié)構(gòu),具有便于裝配和可拆卸[1,2]的優(yōu)點。該密封方式通常在保證接觸面加工質(zhì)量的前提下,通過增大擰緊力矩獲取較大密封面寬度和平均接觸應(yīng)力,從而達到降低最終漏率的效果,主要存在以下兩方面的局限性。

        a. 在管徑較小的情況下,球頭強度不足以支持較大力矩的存在,密封效果受到影響。例如在姿軌控系統(tǒng)中使用的某些小尺寸的球頭所能施加的力矩小于10N·m,而高壓氣瓶內(nèi)的氣體壓力達到60MPa,根據(jù)文獻[3]中泄漏氣體的計算模型得到氣瓶內(nèi)高壓氦氣的泄漏率超過10-4Pa·m3·s-1,不能滿足氣密性要求。

        b. 由于應(yīng)力松弛的原因,球頭-錐面密封的漏率會隨著時間呈現(xiàn)增大的趨勢,直至達到穩(wěn)定值。文獻[4,5]中通過檢測2種不同內(nèi)壓工況下的漏率,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品漏率分別達到了初始漏率的10倍和16倍。因此,需要對具有該種密封結(jié)構(gòu)的航天產(chǎn)品定期檢測漏率,保證產(chǎn)品符合要求。

        3 全焊接結(jié)構(gòu)可行性分析

        高壓氣路管路連接方式由球頭-錐面的螺接方式更改為全焊接方式,能明顯提升高壓氣路的密封可靠性。要實現(xiàn)高壓氣路的全焊接結(jié)構(gòu),需要實現(xiàn)焊接工藝的突破并進行裝配工藝性的調(diào)整。

        3.1 異種金屬焊接

        為監(jiān)測高壓氣路系統(tǒng)中的高壓氣體壓力,系統(tǒng)中需配套遙測高壓傳感器。高壓傳感器一般為薄膜濺射應(yīng)變式壓力傳感器,采用17-4PH特種彈性不銹鋼作為其核心的壓力敏感元件,通過焊接的形式與壓力接頭(材料為316不銹鋼或1Cr18Ni9Ti不銹鋼[6])連接。高壓氣路鈦合金管材與傳感器不銹鋼殼體之間存在熔點、線膨脹系數(shù)、熱導率差異大和脆性相的生成問題等[7~10],給高壓管路全焊接結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)帶來了一定的困難。此外,高壓氣路中電爆閥由于要具備瞬時切破功能,入口接管嘴處為脆性材料,采用常規(guī)工藝方法與鈦合金導材焊接時,焊縫嚴重塌陷不成形,無法滿足要求。采用釬焊技術(shù)實現(xiàn)了不銹鋼管材和鈦合金管材間的焊接,圖2中給出的焊接樣件,通過了120MPa壓力的強度檢測,滿足管路設(shè)計強度要求。

        圖2 不銹鋼與鈦合金異種材料焊接件

        3.2 封閉容腔導管焊接

        導管的焊縫主要采取全位置自動焊方式焊接,在焊接過程中需流動氬氣對焊縫內(nèi)外表面同時進行保護,防止焊縫處金屬材料在通電融化時被氧化而導致焊縫內(nèi)出現(xiàn)氣孔雜質(zhì)等有害物,提高焊縫質(zhì)量,導管焊接示意圖見圖3。

        圖3 導管全位置焊接示意圖

        圖4 高壓氣路系統(tǒng)全焊接示意圖

        高壓氣路全焊接結(jié)構(gòu)示意圖見圖4,圖中6處箭頭所示焊縫,由于氣瓶、電爆閥、高壓傳感器屬于容腔封閉性組合件,即在焊接這些組合件入口處焊縫時,無法對焊縫內(nèi)表面進行持續(xù)性流動氬氣保護。為在現(xiàn)有焊接設(shè)備條件下實現(xiàn)封閉容腔導管焊接,經(jīng)過工藝研究和樣件試制,采用增加工藝孔方案解決流動氬氣保護的問題,即在封閉容腔前進行導管焊接時,在焊縫下游打一個帶坡度的工藝小孔,利用此孔在導管全位置焊接時導出氬氣,確保焊接時焊縫有持續(xù)流動氬氣保護,全位置焊接完成后對工藝小孔進行堵焊[11,12]。經(jīng)X光檢查為Ⅰ級焊縫,成品率高,具備工程化使用條件。在樣件試制過程中,對下游打孔位置、孔大小、孔坡度、氬氣壓力及其相對應(yīng)的焊接工藝參數(shù)匹配性開展了研究,掌握了規(guī)律,同時完成了工藝小孔封堵焊工藝參數(shù)的確定。該方案焊接樣件試制后經(jīng)過2倍工作壓力液壓強度試驗未見泄漏,圖5為工藝小孔堵焊前后實物圖。圖6為堵焊焊縫金相圖,晶體組織較為均勻細小,沒有異常長大的晶粒,對材料機械性能無影響,未見裂紋、氣孔等焊縫缺陷。

        圖5 工藝孔堵焊試制樣件

        圖6 堵焊焊縫金相圖

        3.3 焊接裝配工藝

        高壓氣路系統(tǒng)采用全焊接方式后,各組合件和導管成為有機整體,對操作工藝性帶來影響。通常的工藝流程是將各類組部件固定連接后進行導管彎制,然后進行裝配,操作便利,導管焊縫檢查出缺陷只需更換導管重新焊接即可。而采用全焊接方案,導管與組部件已焊接成一體,不同組部件焊接時會相互影響,在焊接時需對焊接順序進行調(diào)整優(yōu)化,避免工序不當造成無法安裝操作的問題。在高壓氣路全焊接結(jié)構(gòu)樣件制作過程中,由于部分組合件焊接后導致后續(xù)焊接操作空間局促,焊鉗需深入高壓氣路系統(tǒng)內(nèi)部狹小空間焊接,為此制作了手動機械臂裝置作為焊接裝卡工裝,如圖7所示。

        圖7 高壓氣路系統(tǒng)裝配焊接工裝

        圖7中所示高壓氣路部分環(huán)管焊縫共18處,容易因1處焊縫質(zhì)量未滿足Ⅰ級焊縫要求而導致整個高壓氣路整體管路報廢。為減少因焊縫合格率而造成報廢問題,氣瓶等組合件設(shè)計時在空間允許的范圍內(nèi)將氣瓶焊接段直管適當加長,允許一次焊接失敗后允去除焊縫及其周邊熱影響區(qū),重新進行二次焊接。

        4 結(jié)束語

        針對氣體擠壓式液體姿軌控系統(tǒng)高壓氣體長期貯存適應(yīng)性,提出高壓氣路系統(tǒng)全焊接結(jié)構(gòu)方案并做了詳細闡述,異種金屬焊接和密閉容腔導管焊接技術(shù)的應(yīng)用是實現(xiàn)姿軌控系統(tǒng)全焊接結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。通過裝配專用工裝設(shè)計、焊接樣件的試制表明高壓氣路全焊接結(jié)構(gòu)方案具備工程化研制基礎(chǔ),能夠滿足動力系統(tǒng)的研制要求。同時對其它類似系統(tǒng)的研制提供一定借鑒意義。

        1 周鑫,龐賀偉,閆少光,等. 球頭-錐面連接結(jié)構(gòu)非線性接觸分析[J]. 航天環(huán)境工程,2005,22(4):211~214

        2 李曉麗,王勇,劉勝,等. 衛(wèi)星推進分系統(tǒng)發(fā)動機螺接頭漏率變化規(guī)律試驗研究[J]. 航天環(huán)境工程,2014,31(6):646~650

        3 周鑫,龐賀偉,劉宏陽. 球面密封結(jié)構(gòu)的漏率預(yù)估[J]. 宇航學報,2007,28(3):762~766

        4 韓沖,張勇. 導管連接件球頭-錐面結(jié)構(gòu)密封性能研究[J]. 潤滑與密封,2012,37(10):105~111

        5 王勇,閆榮鑫. 應(yīng)力松弛對球頭密封結(jié)構(gòu)漏率影響的分析[J]. 航天環(huán)境工程,2009,26(5):455~457

        6 朱大治. 濺射薄膜壓力傳感器研制及應(yīng)用[C]. 第九屆全國敏感元件與傳感器學術(shù)會議. 2005

        7 程挺宇,鄭鋒,薛為林. 鈦-不銹鋼異種金屬焊接技術(shù)[J]. 稀有金屬與硬質(zhì)合金,2009,37(2):63~64

        8 邵冰,吳怡,張震. 不銹鋼、鈦合金導管高頻釬焊工藝方法的改進[J]. 飛機設(shè)計,2013,33(6):76~80

        9 張鵬賢,李慧芳. 鈦/鋼異種金屬感應(yīng)釬焊料及其工藝性能的研究[J]. 熱加工工藝,2013,42(11):212~217

        10 楊忠波. 鈦合金/不銹鋼電子束釬焊界面組織及接頭性能研究[D]. 哈爾濱工業(yè)大學,2013

        11 黃本生,黃龍鵬,李慧. 異種金屬焊接研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 材料導報,2011,25(12):118~121

        12 黃哲云,丁國忠,馬俊. 鈦合金導管的全位置氬弧焊工藝[J]. 上海航天,1999 (6):56~60

        Feasibility Research on Application of Fully-welded High-pressure Pipeline in Divert and Attitude Control System

        Sun Weiping Zhang Yuxuan He Kangkang

        (Beijing Aerospace Propulsion Institute, Beijing 100076)

        In order to achieve the long-term storage of divert and attitude control propulsion system, the feasibility research on application of fully-welded high-pressure pipeline is presented in this paper. The technologies of dissimilar metals welding, all position welding and general assembly, which is necessary for the fully-welded structurein divert and attitude control system, are analyzed. And the relevant prototypes have been made to prove the feasibility.

        long-term storage;high-pressure pipeline;dissimilar metals;all position welding

        孫維平(1985-),博士,航空宇航推進理論與工程專業(yè);研究方向:空間推進。

        2017-03-13

        猜你喜歡
        焊縫工藝結(jié)構(gòu)
        《形而上學》△卷的結(jié)構(gòu)和位置
        哲學評論(2021年2期)2021-08-22 01:53:34
        基于焊縫余高對超聲波探傷的影響分析
        TP347制氫轉(zhuǎn)油線焊縫裂紋返修
        轉(zhuǎn)爐高效復合吹煉工藝的開發(fā)與應(yīng)用
        山東冶金(2019年6期)2020-01-06 07:45:54
        論結(jié)構(gòu)
        中華詩詞(2019年7期)2019-11-25 01:43:04
        5-氯-1-茚酮合成工藝改進
        機器人在輪輞焊縫打磨工藝中的應(yīng)用
        論《日出》的結(jié)構(gòu)
        一段鋅氧壓浸出與焙燒浸出工藝的比較
        光譜分析在檢驗焊縫缺陷中的應(yīng)用
        国产亚洲精品综合一区| 免费一级欧美大片久久网| 国产三级欧美| 国产福利一区二区三区视频在线看| 久久精品伊人久久精品| av网站免费在线浏览| 久久精品女人天堂av免费观看| 亚洲综合欧美在线一区在线播放 | 久久丫精品国产亚洲av| 亚洲欧美日韩综合在线观看| 欧美破处在线观看| 免费国产自拍视频在线观看| 中文字幕亚洲乱码熟女1区| 亚洲一卡2卡3卡4卡5卡精品| 亚洲精品成人网站在线观看| 96免费精品视频在线观看| 亚洲专区在线观看第三页| 日本一区二区视频在线| 高h喷水荡肉爽文np肉色学校| 亚洲v欧美v国产v在线观看| 无码电影在线观看一区二区三区| 人人妻人人澡av| 蜜桃视频在线免费视频| 精品精品国产高清a毛片| 国产成人av大片大片在线播放 | 国产精品网站夜色| 伊人影院在线观看不卡| 国产精品高清国产三级国产av| 亚洲天堂成人av影院| 日本人与黑人做爰视频网站| 日韩国产欧美视频| 蜜桃视频在线免费观看完整版| 二区三区日本高清视频| 亚洲愉拍99热成人精品热久久 | 亚洲无毛成人在线视频| 亚洲爆乳无码精品aaa片蜜桃| 老司机在线精品视频网站| 国产粉嫩高清| 亚洲av综合日韩精品久久| 无码专区人妻系列日韩精品| 精品国产一区av天美传媒|