国内首台、国际领先，武重研制成功重型火箭智能化焊接装备

近日，中国兵器工业集团武汉重型机床集团有限公司（以下简称“武重集团”）与中国航天科技集团有限公司一院211厂共同设计，武重集团自主研制的10m级贮箱箱底搅拌摩擦焊接系统完成了国内首件直径9.5米箱底圆环的组合焊接。这标志着，我国的重型火箭柔性、智能化焊接装备制造进入国际领先水平。



国内首台大直径贮箱箱底焊接设备

瓜瓣是火箭燃料贮箱的关键结构件之一。厂区内，国内首台大直径贮箱箱底焊接设备上，12片直径9.5米的火箭燃料贮箱瓜瓣将在这里实现“无缝衔接”，最终形成椭球形的箱底圆环。武重集团善福公司技术研究院副院长谢晶：“设备现在已经研制成功了，第一件试件已经焊制成功，就已经验证了它的技术的成熟性，今后将进入批量化的生产。”

火箭负载重量、飞行距离，跟燃料储存能力密切相关。贮箱用于储存动能燃料，其位置、焊接技术均非常关键。其中，箱底装配焊接是整个贮箱装配焊接的难点之一。

近年来，武重先后为我国长征五号、六号、七号等火箭燃料贮箱及火箭筒体制造了多台（套）火箭制造用的大型高精度数字化专用成套装备，加工规格从3.35米到5米，涵盖了我国目前在役运载火箭的所有型号。与此前国内最大的直径5米、厚度8-10厘米贮箱瓜瓣相比，9.5米级直径和厚度均增大近一倍，这对机床的刚性与精度提出了更高要求。

武重集团装备技术研究院副院长、善福公司总工程师、党支部书记周荣田：“现在这个设备，它的龙门的宽度达到了12.5米，高度达到了6米，突破了常规大型高刚性龙门的技术。整个龙门可以承载10吨的顶端力，相当于在它的运行过程中，要承受10吨的力，对龙门的刚性要求是比较高的。”



武重集团装备技术研究院副院长、善福公司总工程师、党支部书记周荣田

直径18、25毫米两种规格的5轴搅拌头，通过摩擦搅拌焊技术，将两片瓜瓣“合二为一”。而不过如五角硬币大小的接触面，顶端力达到10吨，搅拌头每分钟近1000转。如何保证高精度作业，控制系统尤为关键。周荣田：“瓜瓣它是一个椭球形的焊接，要求整个机床运行过程中，整个机床的焊接的主轴要跟这个椭球的法线要始终在一条线上面，整个的搅拌头它的运行的轨迹是一个空间的，因此搅拌头方面我们进行了一个多轴的设计，目前控制系统应该来说也是我们唯一目前能够达到控制水平的。”

重型运载火箭是我国进行深空探测的主力火箭。武重集团历经多年研发，攻克了超规格横梁的反变形加工、纵缝焊接模胎组合整体加工以及复杂曲面零件琴键骨架制造等多重难题，设计制造了10米级贮箱箱底搅拌摩擦焊接系统。

目前，整机装配调试完成并顺利进行首件直径9.5米箱底圆环纵缝焊接，填补了国内超大直径贮箱产品领域的空白，也标志着重载火箭生产的重大突破。周荣田：“这个项目主要是为了我国火星探测的重载运载火箭而研发的。目前在国外，俄罗斯现在做的是8米的，美国做的是10米的。那么有了这台设备，我们就能跟他们一起进入航天强国的序列。”