鈦合金貯箱薄壁殼體電子束焊接

（上海空間推進研究所，上海 201112）

某鈦合金推進劑貯箱直徑達到1100mm，球殼的厚度僅為1.3mm，焊口加強厚度為2mm。最后上下兩半球殼體合攏焊接是整個研制過程中的關鍵工序，貯箱合攏焊接采用真空電子束焊接方法，焊接設備為LAR52真空電子束焊機，是國產真空系統和法國進口電子槍組合成的電子束焊機，電子槍是法國TECHMETA公司產品，是60kW中壓電子束焊機。

焊接前的酸洗及預處理工藝是：酸洗→烘干（80℃±5℃）→焊口打磨→丙酮擦洗→電吹風吹干。

焊接前的裝配精度是保證電子束焊接質量的重要因素，按照裝配工藝的要求，兩半球赤道縫焊口的端面間隙不大于0.02毫米，徑向間隙（即上半球殼體的鎖底與下半球殼體的配合）不大于0.03，裝配后測量端跳動不大于0.10mm，徑向跳動不大于0.15mm。

焊接后進行該焊縫X射線拍片，發現2處未熔合缺陷。由于補焊位置不易確定，沒有補焊，通過液壓強度試驗與聲發射試驗確認其強度。貯箱合攏焊縫情況如圖1所示。上、下殼體材料均為TC4鈦合金，焊縫為有鎖底結構。

表1 上、下殼焊縫的焊接參數

1 試驗結果與分析

焊后經750℃真空退火熱處理消除焊接應力，進行該貯箱的液壓強度試驗。試驗過程如下：緩慢增壓同時用聲發射監測，過程是升壓至1.0MPa，保壓5min聲發射信號逐漸收斂；繼續增壓至1.5MPa，保壓5min，聲發射信號逐漸收斂；繼續增壓至2MPa，保壓5min，，聲發射信號逐漸收斂；繼續增壓至2.5MPa，保壓5min聲發射信號逐漸收斂，繼續增壓；增壓至2.8MPa，保壓5min，聲發射信號平靜穩定；繼續增壓至要求壓力3.0MPa，開始保壓，約10s后，貯箱在上下殼體合攏焊縫處爆裂?！?br>