一辈子都没见过：火箭发动机是怎么焊接的？

张麻子

我们先看看火箭发动机的构成和材料：
液体火箭发动机主要由涡轮、推进剂输送泵和燃烧室组成。涡轮材料主要是镍基、钴基合金。泵壳体采用高强度、高致密性的铝合金铸件或钢铸件。

燃烧室的工作环境最为严酷，室内燃烧温度高达3000°C以上。任何材料在这温度下都会软化以至熔化，只有对燃烧室进行冷却才能保证材料有必要的强度。

燃烧室按冷却方式分为三类结构：

①再生冷却式燃烧室，其结构又分为夹壁式和管束式两种。夹壁式燃烧室的内外壁大多用不锈钢经高温钎焊制成。某些大型液氧-液氢发动机燃烧室内壁用铜-银-锆合金制造，以增加冷却效果，外壁用金属镍电铸成形。管束式燃烧室是用多根纯镍或不锈钢薄壁异形变截面管捆绑钎焊而成。

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②辐射冷却式燃烧室用钼、铌等难熔金属制造，延伸喷管则用铌、钴、钛合金制造，表面涂覆抗氧化和具有高辐射系数的特殊涂层。

③烧蚀冷却式燃烧室的内壁用高硅氧纤维增强树脂作烧蚀材料，外部用钛合金作承力壳体，喉部装有石墨镶块以增强耐烧蚀能力。有的发动机用多孔金属面板作为顶部推进剂喷注器的安装板，以增加冷却效果。
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由此可以看出火箭需要焊接的部件，是液体运载火箭的发动机喷管和燃烧室部分及储罐部分。
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通常火箭发动机的焊接部分采用无焊丝焊接的热等静压焊接以及摩擦焊（异种材料间的焊接），然而焊丝焊接大多数是氩弧焊或者激光焊，焊接的是同质材料，焊接的是铌合金C一103、Nb一752、312不锈钢、铝合金、镍基合金等这类发动机材料，不锈钢和镍基合金和铝合金（铝合金大多数是用于铸造涡轮泵的外壳，很少用到焊接）的焊接不再赘述，这个采用同牌号材料的焊丝就能焊接，以下的图表是铌合金C一103、Nb一752使用的焊丝。
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