CN102950351B - 过氧化氢推力室身部扩散钎焊制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种过氧化氢推力室身部扩散钎焊制造方法，具体步骤为：（a）控制推力室内壁的外表面与喷管外壁、中段外壁的内表面之间的装配间隙在0.04~0.9mm；（b）在推力室内壁的外表面点焊0.01~0.5mm镍基钎料，并将喷管外壁、中段外壁分别套在推力室内壁外；（c）将喷管外壁、中段外壁分别与连接半环进行周向定位氩弧焊，然后在喷管外壁和中段外壁连接件的两端氩弧焊接推力室集合器；（d）利用正压钎焊炉进行推力室内壁的外表面与喷管外壁、中段外壁的内表面之间的扩散钎焊。本发明焊接工艺简单、可靠性高、产品质量稳定、高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及产品焊接技术，具体涉及一种过氧化氢推力室身部扩散钎焊制造方法。
背景技术
推力室是液体火箭发动机的重要组成部部分，是实现能量转化形成推力的装置。随着发动机性能要求的提高，推力室的工作压力和热负载也显著增加，要求推力室内外壁材料和制造技术水平相应地提升。
如图1所示，推力室具有曲面内外壁，其中推力室内壁2的外表面带有200~300条通道6，推力室外壁由喷管外壁1和中段外壁4组成，推力室需焊接内外壁，从而在内外壁间形成通道6，以便冷却剂的通过。目前过氧化氢推力室的内外壁采用的焊接方法存在如下问题：（1）常见的熔焊等焊接方法生产周期长、生产成本高；（2）常见的钎焊方法难以形成良好的焊接质量，不能满足液压强度；（3）无论是熔焊还是钎焊，焊接过程中易堵塞内外壁形成的通道，并且成型后产生变形，影响推力室的推力最终造成火箭发射失败。
发明内容
本发明的目的提供一种过氧化氢推力室身部扩散钎焊制造方法，该工艺简单、可靠性高、产品质量稳定、高生产效率。
实现本发明目的的技术方案：一种过氧化氢推力室身部扩散钎焊制造方法，所述的推力室具有曲面内外壁，其中推力室内壁的外表面带有若干条通道，推力室外壁包括喷管外壁和中段外壁，喷管外壁和中段外壁通过连接半环连接，喷管外壁和中段外壁两端连接有推力室集合器；其所述的推力室内壁与推力室外壁之间采用扩散钎焊连接，具体步骤为：
（a）在焊接前，控制推力室内壁的外表面与喷管外壁、中段外壁的内表面之间的装配间隙在0.04~0.9mm；
（b）在推力室内壁的外表面点焊0.01~0.5mm镍基钎料，并将喷管外壁、中段外壁分别套在推力室内壁外，同时使得喷管外壁、中段外壁与连接半环的对接间隙不大于1.5mm，错位不大于0.5mm；
（c）将喷管外壁、中段外壁分别与连接半环进行周向定位氩弧焊；再在连接半环外圈配装加强半环，定位氩弧焊接加强半环；然后在喷管外壁和中段外壁连接件的两端氩弧焊接推力室集合器；上述焊接电流在5~100A，氩气量在2~30L/min；
（d）利用正压钎焊炉进行推力室内壁的外表面与喷管外壁、中段外壁的内表面之间的扩散钎焊；放置于正压钎焊炉内的推力室内壁与喷管外壁、中段外壁在焊接过程中保持旋转，转速在1~10r/min；对正压钎焊炉抽真空，保证钎焊炉炉膛真空度在10Pa～800Pa；然后向炉膛回填氩气，回填炉膛压力不大于0.4MPa，对炉膛进行加热，温度保持在1000~1200℃，保温时间在10~50min，停止加热，冷却产品。
如上所述的一种过氧化氢推力室身部扩散钎焊制造方法，其所述的推力室内壁与喷管外壁、中段外壁在扩散钎焊前，采用酸洗、汽油清洗、酒精清洗工序做预处理。
如上所述的一种过氧化氢推力室身部扩散钎焊制造方法，其所述的推力室内壁的外表面带有200~300条通道。
本发明的效果在于：
本发明采用扩散钎焊技术制造过氧化氢推力室身部，生产效率和产品质量得到明显提高。推力室是两个曲面内外壁，首先在内外壁中间预置一定厚度的镍基钎料，通过装配使内外壁与钎料贴合，利用推力室集合器对推力室进行封堵形成封闭空间。
利用正压钎焊炉进行推力室内壁的外表面与喷管外壁和中段外壁的内表面之间的扩散钎焊，通过旋转保证扩散钎焊的焊缝的均匀性，通过扩散钎焊技术同时使200~300条通道与外壁形成高强度焊缝，保持200~300条通道焊接过程中不发生堵塞和变形现象，满足后续推力室的工作工况。采用回填氩气使钎焊炉形成正压，对推力室内外壁形成加压钎焊。本发明焊接工艺简单、可靠性高、产品质量稳定、高生产效率。
附图说明
图1为过氧化氢推力室身部结构示意图；
图2为图1的剖视图。
图中：1.喷管外壁；2.推力室内壁；3.推力室集合器；4.中段外壁；5.连接半环；6.喷管通道；7.加强半环；8.装配间隙。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所述的过氧化氢推力室身部扩散钎焊制造方法做进一步详细说明。
实施例1
如图1所示，本发明所述的一种过氧化氢推力室身部扩散钎焊制造方法，所述的推力室具有曲面内外壁，其中推力室内壁2的外表面带有250条通道6，推力室外壁包括喷管外壁1和中段外壁4，喷管外壁1和中段外壁4通过连接半环5连接，喷管外壁1和中段外壁4两端连接有推力室集合器3；所述的推力室内壁2与推力室外壁之间采用扩散钎焊连接，具体步骤为：
（a）在焊接前，控制推力室内壁2的外表面与喷管外壁1、中段外壁4的内表面之间的装配间隙8在0.2mm；
（b）在推力室内壁2的外表面点焊0.1mm镍基钎料，并将喷管外壁1、中段外壁4分别套在推力室内壁2外，同时使得喷管外壁1、中段外壁4与连接半环5的对接间隙不大于1.5mm，错位不大于0.5mm；
（c）将喷管外壁1、中段外壁4分别与连接半环5进行周向定位氩弧焊；再在连接半环5外圈配装加强半环7，定位氩弧焊接加强半环7；然后在喷管外壁1和中段外壁4连接件的两端氩弧焊接推力室集合器3；上述焊接电流在50A，氩气量在20L/min；
（d）利用正压钎焊炉进行推力室内壁2的外表面与喷管外壁1、中段外壁4的内表面之间的扩散钎焊；
放置于正压钎焊炉内的推力室内壁2与喷管外壁1、中段外壁4在焊接过程中保持旋转，转速在5r/min；
对正压钎焊炉抽真空，保证钎焊炉炉膛真空度在100Pa；然后向炉膛回填氩气，回填炉膛压力不大于0.4MPa，对炉膛进行加热，温度保持在1100℃，保温时间在30min，停止加热，冷却产品。
上述的推力室内壁2与喷管外壁1、中段外壁4在扩散钎焊前，采用酸洗、汽油清洗、酒精清洗工序做预处理，保持沟槽通畅、内外壁待焊接区域无缺陷。
本发明产品经过制定液压和气压的液气压试验，未出现泄漏现象，正式产品通过了CT检查、液压试验、液流试验、热试车等各项技术指标考核，满足图纸要求。
实施例2
如图1所示，本发明所述的一种过氧化氢推力室身部扩散钎焊制造方法，所述的推力室具有曲面内外壁，其中推力室内壁2的外表面带有200条通道6，推力室外壁包括喷管外壁1和中段外壁4，喷管外壁1和中段外壁4通过连接半环5连接，喷管外壁1和中段外壁4两端连接有推力室集合器3；所述的推力室内壁2与推力室外壁之间采用扩散钎焊连接，具体步骤为：
（a）在焊接前，控制推力室内壁2的外表面与喷管外壁1、中段外壁4的内表面之间的装配间隙8在0.04mm；
（b）在推力室内壁2的外表面点焊0.01mm镍基钎料，并将喷管外壁1、中段外壁4分别套在推力室内壁2外，同时使得喷管外壁1、中段外壁4与连接半环5的对接间隙不大于1.5mm，错位不大于0.5mm；
（c）将喷管外壁1、中段外壁4分别与连接半环5进行周向定位氩弧焊；再在连接半环5外圈配装加强半环7，定位氩弧焊接加强半环7；然后在喷管外壁1和中段外壁4连接件的两端氩弧焊接推力室集合器3；上述焊接电流在5A，氩气量在2L/min；
（d）利用正压钎焊炉进行推力室内壁2的外表面与喷管外壁1、中段外壁4的内表面之间的扩散钎焊；
放置于正压钎焊炉内的推力室内壁2与喷管外壁1、中段外壁4在焊接过程中保持旋转，转速在1r/min；
对正压钎焊炉抽真空，保证钎焊炉炉膛真空度在10Pa；然后向炉膛回填氩气，回填炉膛压力不大于0.4MPa，对炉膛进行加热，温度保持在1000℃，保温时间在10min，停止加热，冷却产品。
上述的推力室内壁2与喷管外壁1、中段外壁4在扩散钎焊前，采用酸洗、汽油清洗、酒精清洗工序做预处理，保持沟槽通畅、内外壁待焊接区域无缺陷。
实施例3
如图1所示，本发明所述的一种过氧化氢推力室身部扩散钎焊制造方法，所述的推力室具有曲面内外壁，其中推力室内壁2的外表面带有300条通道6，推力室外壁包括喷管外壁1和中段外壁4，喷管外壁1和中段外壁4通过连接半环5连接，喷管外壁1和中段外壁4两端连接有推力室集合器3；所述的推力室内壁2与推力室外壁之间采用扩散钎焊连接，具体步骤为：
（a）在焊接前，控制推力室内壁2的外表面与喷管外壁1、中段外壁4的内表面之间的装配间隙8在0.9mm；
（b）在推力室内壁2的外表面点焊0.5mm镍基钎料，并将喷管外壁1、中段外壁4分别套在推力室内壁2外，同时使得喷管外壁1、中段外壁4与连接半环5的对接间隙不大于1.5mm，错位不大于0.5mm；
（c）将喷管外壁1、中段外壁4分别与连接半环5进行周向定位氩弧焊；再在连接半环5外圈配装加强半环7，定位氩弧焊接加强半环7；然后在喷管外壁1和中段外壁4连接件的两端氩弧焊接推力室集合器3；上述焊接电流在100A，氩气量在30L/min；
（d）利用正压钎焊炉进行推力室内壁2的外表面与喷管外壁1、中段外壁4的内表面之间的扩散钎焊；
放置于正压钎焊炉内的推力室内壁2与喷管外壁1、中段外壁4在焊接过程中保持旋转，转速在10r/min；
对正压钎焊炉抽真空，保证钎焊炉炉膛真空度在800Pa；然后向炉膛回填氩气，回填炉膛压力不大于0.4MPa，对炉膛进行加热，温度保持在1200℃，保温时间在50min，停止加热，冷却产品。
上述的推力室内壁2与喷管外壁1、中段外壁4在扩散钎焊前，采用酸洗、汽油清洗、酒精清洗工序做预处理，保持沟槽通畅、内外壁待焊接区域无缺陷。
本发明产品经过制定液压和气压的液气压试验，未出现泄漏现象，正式产品通过了CT检查、液压试验、液流试验、热试车等各项技术指标考核，满足图纸要求。
Claims (3)
1.一种过氧化氢推力室身部扩散钎焊制造方法，所述的推力室具有曲面内外壁，其中推力室内壁(2)的外表面带有若干条通道(6)，推力室外壁包括喷管外壁(1)和中段外壁(4)，喷管外壁(1)和中段外壁(4)通过连接半环(5)连接，喷管外壁(1)和中段外壁(4)两端连接有推力室集合器(3)；其特征在于：所述的推力室内壁(2)与推力室外壁之间采用扩散钎焊连接，具体步骤为：
(a)在焊接前，控制推力室内壁(2)的外表面与喷管外壁(1)、中段外壁(4)的内表面之间的装配间隙(8)在0.04～0.9mm；
(b)在推力室内壁(2)的外表面点焊0.01～0.5mm镍基钎料，并将喷管外壁(1)、中段外壁(4)分别套在推力室内壁(2)外，同时使得喷管外壁(1)、中段外壁(4)与连接半环(5)的对接间隙不大于1.5mm，错位不大于0.5mm；
(c)将喷管外壁(1)、中段外壁(4)分别与连接半环(5)进行周向定位氩弧焊；再在连接半环(5)外圈配装加强半环(7)，定位氩弧焊接加强半环(7)；然后在喷管外壁(1)和中段外壁(4)连接件的两端氩弧焊接推力室集合器(3)；焊接电流在5～100A，氩气量在2～30L/min；
(d)利用正压钎焊炉进行推力室内壁(2)的外表面与喷管外壁(1)、中段外壁(4)的内表面之间的扩散钎焊；
放置于正压钎焊炉内的推力室内壁(2)与喷管外壁(1)、中段外壁(4)在焊接过程中保持旋转，转速在1～10r/min；
对正压钎焊炉抽真空，保证钎焊炉炉膛真空度在10Pa～800Pa；然后向炉膛回填氩气，回填炉膛压力不大于0.4MPa，对炉膛进行加热，温度保持在1000～1200℃，保温时间在10～50min，停止加热，冷却产品。
2.根据权利要求1所述的一种过氧化氢推力室身部扩散钎焊制造方法，其特征在于：所述的推力室内壁(2)与喷管外壁(1)、中段外壁(4)在扩散钎焊前，采用酸洗、汽油清洗、酒精清洗工序做预处理。
3.根据权利要求1所述的一种过氧化氢推力室身部扩散钎焊制造方法，其特征在于：所述的推力室内壁(2)的外表面带有200～300条通道(6)。
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