工業(yè)機(jī)器人可以完全解決火箭噴管焊接的問題么？
工業(yè)機(jī)器人可以完全解決火箭噴管焊接的問題么？
答：是的,！
機(jī)器人全自動(dòng)激光焊接,，可大幅度降低噴管制造成本，縮短制造周期,，提高產(chǎn)品質(zhì)量，便于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的批量化制造。
豎焊,、直接成型、無需在線定位系統(tǒng)……2月25日,，藍(lán)箭航天發(fā)布工業(yè)激光焊接機(jī)器人焊接火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管的視頻,，其自主研發(fā)的“天鵲”（TQ-12）80噸液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)噴管，由機(jī)器人進(jìn)行激光焊接一次成功,，目前已經(jīng)順利下線,。
“以前熟練的焊接技術(shù)人員兩個(gè)人同時(shí)焊接需要一個(gè)月時(shí)間，現(xiàn)在用機(jī)器人焊接兩天時(shí)間就能完成,?！彼{(lán)箭航天創(chuàng)始人,、CEO張昌武介紹，80噸液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)的噴管直徑約為1米以上,，機(jī)器人全自動(dòng)激光焊接,，可大幅度降低噴管制造成本，縮短制造周期,，提高產(chǎn)品質(zhì)量,，便于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的批量化制造。
噴管像“蜂巢”,，能抗“水深火熱”
火箭發(fā)射和飛行時(shí),，經(jīng)過噴管的燃?xì)鉁囟仍?000—3000攝氏度之間?！半m然溫度沒有太陽高,，但是每平方米感受到的熱量與太陽表面非常接近?！睒I(yè)內(nèi)專家表示,，人類目前掌握的耐高溫金屬材料，均無法承受,。
為此,，液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)上使用推進(jìn)劑對(duì)噴管進(jìn)行冷卻。通過將噴管的結(jié)構(gòu)做成夾層,，讓推進(jìn)劑在進(jìn)入燃燒室之前,，先在夾層里“轉(zhuǎn)一圈”，帶走熱量,，保證噴管不被燒毀,。
夾層式噴管的橫斷面更像一個(gè)蜂巢板，中間流淌的是“冰”,，表面則要耐受太陽般的熱度,。“水深火熱”的模式對(duì)夾層間的“牢固度”提出了巨大的挑戰(zhàn),。
工程上保證“牢固度”的方法是依靠焊接,，讓構(gòu)成夾層的內(nèi)外“兩體”合為“一體”，但是噴管的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,、外形龐大,、且焊接變形控制要求高，一點(diǎn)點(diǎn)裂縫或者氣泡就可以造成火箭在飛行過程中噴管損毀,，因此對(duì)焊接質(zhì)量提出了非常高的要求,。
機(jī)器人“出手”，提質(zhì)增效
除了溫度的驟變，噴管還要經(jīng)受各種力的“蹂躪”——軸向的推力,、內(nèi)部的液壓,、強(qiáng)烈的震動(dòng)……因此要有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度,，但航天部件又要盡可能輕,，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)推重比。因此噴管在輕和薄的同時(shí),，又要?jiǎng)偤晚g,。
焊接壁管往往小于1毫米，且要克服焊接造成的變形,，對(duì)于人工來說要求相當(dāng)苛刻,。很多航天“焊將”為了練得合格的技術(shù)，甚至手綁沙袋長時(shí)間訓(xùn)練,。
“為了實(shí)現(xiàn)液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的智能化制造,，藍(lán)箭航天‘天鵲’80噸液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)噴管選擇了機(jī)器人激光焊接。一年多時(shí)間里,，我們的工程師不斷試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了自主創(chuàng)新,，同時(shí)建成了噴管機(jī)器人激光自動(dòng)化焊接設(shè)備,。”張昌武介紹,，機(jī)器人“焊將”無需使用內(nèi)壁肋條X光在線定位系統(tǒng),，大幅度降低了設(shè)備的復(fù)雜性和成本，而且形變可控,、可以直接成型,。
由于其柔性化程度高，可達(dá)面積大,，機(jī)器人“焊將”還可兼顧發(fā)動(dòng)機(jī)其他零組件焊接,。張昌武說，隨著后續(xù)工藝的進(jìn)一步成熟,，焊接時(shí)間有望壓縮至10小時(shí)以內(nèi),，制造周期和成本僅為螺旋管束噴管的1/10左右。整套工藝,、工裝方案已于2018年全面申報(bào)發(fā)明專利,。
特域冷水機(jī)為您解答：
就在前日，湖州一民營火箭企業(yè)成功突破激光焊接夾層噴管技術(shù),。
機(jī)器人的智能化與自動(dòng)化,，加上高科技的激光焊接技術(shù)，將為后續(xù)探索更深的領(lǐng)域提供強(qiáng)大的力量。
不過,，其中依舊要對(duì)激光焊接機(jī)進(jìn)行冷卻,。