航空航天发射器的喷管壳加工工艺制造技术

本方案公开了一种航空航天发射器的喷管壳加工工艺，包括锻造、热处理、粗加工、焊接，锻造的毛坯焊件在880～900℃下保温300min

【技术实现步骤摘要】
航空航天发射器的喷管壳加工工艺


[0001]本专利技术属于航天发射器喷管壳的加工
，特别涉及航空航天发射器的喷管壳加工 工艺。

技术介绍

[0002]在固体火箭发动机制造领域，推力矢量控制技术也称推力转向技术，通过控制火箭发动 机喷管喷流方向来控制导弹机动变轨飞行。喷管壳则是推力矢量控制用到的装置。喷管壳的 结构如图3、图4及图5所示，包括成品焊件1和成品焊件2，成品焊件2呈漏斗状，成品 焊件1呈喇叭状，成品焊件2的宽口段和成品焊件1的窄口端通过焊接的方式连接在一起。
[0003]喷管壳体系列零件材料为30CrMnSiA，其化学成份中含C(GJB1951标准质量百分比占 0.28％～0.35％，下同)、Si(0.90％～1.20％)、Mn(0.80％～1.10％)、Cr(0.80％～1.10％) 为主要元素，S(≤0.025％)、P(≤0.025％)、Ni(≤0.40％)、Cu(≤0.025％)为残余元素。 焊件热处理正火+回火(880℃～900℃空冷，690℃～710℃空冷，HB156～229)、焊接、去 应力、探伤后交货。
[0004]试样截面25(是指25
×
25或φ25的截面)，880℃～900℃油淬，500℃～560℃油冷， 力学性能满足σb≥1080MPa，σs≥835MPa，δ5≥10％，ψ≥45％，Akv≥39J，akv≥49J/cm2，HB： 302～363。
[0005]30CrMnSiA材料调质后有较高的强度和足够韧性，属于中碳调质钢，具有较大的淬透性， 因此焊接性能较差。
[0006]加工配管壳的现有技术工艺路线是：锻造、热处理、粗加工、焊接，检验合格后交货。 现有的工艺存在的不足是：(1)用钢锭直接加热、锻造成筒体，锻至如图1所示尺寸，耗 料1950kg，材料利用度203/1950＝0.104＝10.4％。(2)热处理后粗加工到交货尺寸耗时68 小时(一周多的时间)。即现有的喷管壳加工工艺存在材料利用率低，周期长效率低的技术 问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术意在提供一种航空航天发射器的喷管壳加工工艺，以解决现有加工工艺耗料多、 效率低的技术问题。
[0008]本方案中的航空航天发射器的喷管壳加工工艺，包括以下步骤：
[0009]步骤一、毛坯焊件1的制作：
[0010](1)毛坯焊件1的锻造：
[0011]1)下料，用规格棒料，下料长
[0012]2)加热，在120KW高温电炉的温度加热至1000～1200℃，保温150min后得到胚料1；
[0013]3)锻造，在快锻液压机上，将胚料1放入选定的现有胎模中进行镦粗、冲孔、扩孔、 整形，锻后砂冷；
[0014](2)毛坯焊件2的锻造：
[0015]1)下料，用规格棒料，下料长
[0016]2)加热，在120KW高温电炉的温度加热至1000～1200℃，保温150min后得到胚料2；
[0017]3)锻造，在快锻液压机上，将胚料2放入选定的现有胎模中进行镦粗、冲盲孔、冲头 压形、反冲芯料，取出胎模整形，锻后砂冷；
[0018]步骤二、毛坯焊件正火：将锻造后的毛坯焊件1和毛坯焊件2在880～900℃下保温 300min
±
10min后空冷；
[0019]步骤三、毛坯焊件粗加工：将经过步骤二后的毛坯焊件1和毛坯焊件2按所需尺寸进 行粗加工分别得到成品焊件1和成品焊件2，然后将成品焊件1和成品焊件2放在300～400℃ 电炉中保温2h，将成品焊件1和成品焊件2组装到焊接工装上；
[0020]步骤四、焊接：使用直流自动埋弧焊机，焊接条件为：焊接电流1000～1200A，电弧 电压42～44V，焊接速度25～28m/h，电流密度28～42A/mm2，焊丝伸出长度40～50mm， 焊丝与工件倾角6
°
～8
°
；在所述焊接条件下，将成品焊件2的宽口段和成品焊件1的窄口端 焊接得到焊接件；
[0021]步骤五、焊后去应力处理：将焊接件在箱式电阻炉中加热至890～910℃，保温300min 后油冷，回火：温度510～560℃，保温120min后油冷，然后在车床上按所要求的规格进行 机加工既得所述喷管壳。
[0022]本方案的工作原理及有益技术效果是：
[0023](1)在交货尺寸图的基础上加放3mm～5mm的加工余量，设计出成品焊件装配图，有 效防止焊接变形、保证焊接件粗车后满足交货尺寸要求。
[0024](2)先进行毛坯焊件的制作，通过现有胎模、冲头等工装，按所设计的成品焊件要求， 大大节省了原材料。
[0025](3)在所设定的条件下进行焊后去应力处理，稳定毛坯焊件组织、消除锻造应力；所 选择技术参数，有效保证成品焊件本体、焊缝组织均匀，消除焊接应力，满足成品焊件整体 性能要求。
[0026](4)节省材料，提高材料利用率。本方加工出的喷管壳达标且达到交货状态时重量为 203kg，锻造成直筒体加工消耗材料1950kg，材料利用率10.4％，组合件消耗材料735kg， 材料利用率27.6％，节省材料1215kg，节省材料提高62.3％。
[0027](5)本方案整体制造周期为78h左右，而现有技术的制造周期是112h左右，因此本方 案缩短了制造周期，提高了加工效率。而且，从现有工艺技术路线和本专利技术技术路线来看， 检测试验和包装运输所需时间，两种方法所用时间一致，且检测试验均在本体上取样，淬火 +回火后加工试样后进行力学性能检测试验，没有大的变化。
[0028]进一步，步骤三中焊接时用石棉布覆盖在焊接部位保温。保温可以防止焊缝冷却过快而 开裂。
[0029]进一步，焊接后及焊后去应力处理前，将焊接件冷却，先打磨或车焊接部位，然后依次 进行液体渗透检查和超声波检查。用液体渗透检查是否有表面焊接裂纹，再用超声波检查是 否有焊接内部裂纹，如果存在焊接裂纹和内部裂纹，在焊后去应力处理前进行及时补救，可 以降低最终检验不合格导致的返工或丢弃的情况发生。
[0030]进一步，所述步骤一中高温电炉的温度加热至1180
±
10℃。1180℃
±
10℃是
300min
±
10min后空冷；
[0054]步骤三、毛坯焊件粗加工：将经过步骤二后的毛坯焊件1和毛坯焊件2按图4和图5 所示的尺寸进行粗加工分别得到成品焊件1和成品焊件2，焊接时用石棉布覆盖在焊接部位 保温，然后将成品焊件1和成品焊件2放在400℃电炉中保温2h，将成品焊件1和成品焊件 2组装到焊接工装上；
[0055]步骤四、焊接：
[0056](1)焊接前的准备：采用焊丝的规格是6
×6×
L，焊剂为选用HJ431，定位焊条A507， 焊剂和焊条都进行烘干，烘干条件为200℃，保温1h以上，分隔开放置，堆高60mm 以下，使用前放在保温箱贮存备用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.航空航天发射器的喷管壳加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、毛坯焊件1的制作：(1)毛坯焊件1的锻造：1)下料，用规格棒料，下料长2)加热，在120KW高温电炉的温度加热至1000～1200℃，保温150min后得到胚料1；3)锻造，在快锻液压机上，将胚料1放入选定的现有胎模中进行镦粗、冲孔、扩孔、整形，锻后砂冷；(2)毛坯焊件2的锻造：1)下料，用规格棒料，下料长2)加热，在120KW高温电炉的温度加热至1000～1200℃，保温150min后得到胚料2；3)锻造，在快锻液压机上，将胚料2放入选定的现有胎模中进行镦粗、冲盲孔、冲头压形、反冲芯料，取出胎模整形，锻后砂冷；步骤二、毛坯焊件正火：将锻造后的毛坯焊件1和毛坯焊件2在880～900℃下保温300min
±
10min后空冷；步骤三、毛坯焊件粗加工：将经过步骤二后的毛坯焊件1和毛坯焊件2按所需尺寸进行粗加工分别得到成品焊件1和成品焊件2，然后将成品焊件1和成品焊件2放在300～400℃电炉中保温2h，将成品焊件1和成品焊件2组装到焊接工装上；步骤四、焊接：使用直流自动埋弧焊机，焊接条件为：焊接电流1000～1200A，电弧电压42～44V，焊接速度25～28m/h，电流密度28～42A/mm2，焊丝伸出长度40～50mm，焊丝与工件倾角6
°
～8
°
；在所述焊接条件下，将成品焊件2的宽口段和成品焊件1的窄口端焊接得到焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宗华，黄小腾，罗方，任光豪，
申请(专利权)人：遵义航天新力精密铸锻有限公司，
类型：发明
国别省市：