火箭贮箱筒段搅拌摩擦焊缝圆度影响因素研究

摘要

2219铝合金被广泛应用于新一代运载火箭贮箱结构,搅拌摩擦焊接技术因焊接性能好等优点被广泛应用于贮箱焊接。然而贮箱完成焊接后,筒段搅拌摩擦焊缝处圆度时常不理想,绝热层因此发生局部开裂现象,不满足低温绝热要求,甚至导致火箭发射失利,因此开展新一代运载火箭贮箱筒段搅拌摩擦焊缝圆度分析与研究。通过开展贮箱焊接、充压等试验以分析贮箱筒段圆度的影响因素,开展绝热试验以分析筒段圆度对绝热层的影响,同时利用有限元分析(FEA)软件ABAQUS模拟2219铝合金材料筒段充压过程分析不同筒段圆度下的最大变形量。结果表明:贮箱筒段壁板焊前自身圆度及搅拌摩擦焊接工艺特点综合导致贮箱完成焊接后筒段搅拌摩擦焊缝处圆度不理想,贮箱在总装及测试阶段经过反复充压,圆度超差较大,位置变形量较大,致使随之变形的绝热层超过自身伸长率而发生局部开裂现象。