1460铝锂合金_1420铝锂合金价格

1.介绍性价比笔记本

2.认准这只鹰（二）—— 鹰之躯

3.如何操作直流脉冲氩弧焊机？说的详细点。

4.航空制造技术的作品目录

5.请教有关氩弧焊的问题

6.4000元左右的笔记本哪款好？

7.c919是全球最大的飞机吗

8.焊接铝都需要什么条件？

介绍性价比笔记本

我个人推荐联想 IdeaPad Y430A-TFI 高性价比和高稳定性 最近很火

上市时间 2008年12月

处理器型号 Intel 酷睿2双核 T3400

标称主频 2GHz

主板芯片组 Intel PM45

标配内存容量 2GB

内存类型 DDRIII

最大支持内存 4GB

硬盘容量 250GB

硬盘描述 SATA

光驱类型 DVD刻录机

显卡类型 独立显卡

显卡芯片 NVIDIA GeForce 9300M GS

流处理器个数 16

显存/位宽 256MB/bit

核心/显存频率 400

显存类型 DDRII

DirectX 10

高清支持 H.2

音频系统 内置音效芯片

扬声器 杜比认证音效，2.1音响（立体声音箱＋低音炮）

屏幕尺寸 14.1英寸

是否宽屏 是

屏幕分辨率 1280×800

屏幕描述 LED WXGA

笔记本重量 2350g

外形尺寸 334×241×26-38mm

外壳描述 光织纹外观

无线网卡 Intel 5100AGN

支持蓝牙 支持

网卡描述 100Mbps网卡

调制解调器 56K

红 外 线 红外线接口

USB接口 3个USB2.0接口

扩展接口 ExpressCard

读卡器 多合一读卡器(SD/MMC, xD, MS, MS pro, SD Pro)

视频输出 HDMI高清端口、标准VGA接口

其他接口 RJ11，RJ45、全阵列式抗噪麦克风,支持立体音的耳机插孔/音频输出，1394接口

电源描述

电池类型 6芯锂电池

电源适配器 90W电源适配器

操作系统 Windows Vista Home Basic

质保时效 3年

附带软件 联想软件礼包

随机附件 鼠标

可选配件 笔记本礼包（需另行购买）

其他性能 130万像素 支持安全易用的人脸识别功能

一键安静模式

杜比音效2.1音响体系

静电感应式多媒体触控操作

飞梭音场控制

HDMI高清输出端口

其他特点 联想一键拯救/联想闪联任意通

我来总结下亮点：

①T00处理器+PM45主板+GF9300 M GS 256兆显卡绝对满足公务和的需求

②外观大方，适合多种场合的要求

③14.1LED液晶屏，而不是较旧的FTF屏，色彩饱和度和色彩还原更好

④采用的2G内存是DDRIII的，这很重要！！这让你的本本有更快的读写速度，跑起vista更轻松。而且使用DDRIII内存，让升级更容易，几年后更容易买到！

⑤联想的软件很强大，系统稳定性不错，用着不用操心

另外，2.1的音响听上去也不错！

价格在五千三左右，可以接受！ 仔细考虑下吧

基本上所有的主流笔记本都能满足，基本上一线品牌的的主流机型从四千到五千，都能满足你。我倾向于联想 宏碁的，传言华硕性能中庸，惠普的自带的软件不怎么好用，还容易出问题。

我粗选出：联想 3000 G430A 联想 IdeaPad Y430A 宏碁 4730 4930 应该都能合适你的，以下是具体参数和价格

推荐联想idealpad Y430-TSI

宏碁Acer Aspire 4935G(1G16Mn)

给你几个链接

符合你配置的主流本太多了，自己选一下，我还是重点推荐3000 G430A

认准这只鹰（二）—— 鹰之躯

本文原作于2018年2月21日

在上一篇《鹰之击》中，我们主要回顾总结了重型猎鹰火箭首次发射的成败得失：马斯克如愿以偿的依靠重型猎鹰一举拿下“现役最强火箭”的头衔。但首次发射也并非如媒体刷屏时描述的那般十全十美：芯一级回收失败，飞天特斯拉也迷路了，未能如计划中的进入地火转移轨道。

详细内容可以移步：

认准这只鹰（一）—— 鹰之击

书接上回，这次我们要来讲讲SpaceX当家主打产品：猎鹰火箭。

SpaceX自成立以来，一共有三款火箭：早期轻型的猎鹰1号，目前绝对主力正值当打之年的猎鹰9号，以及前篇提及的刚刚首次发射成功的重型猎鹰。

要介绍运载火箭，就不得不提火箭的运载能力。火箭的运载能力是按照向不同的轨道能运送的载荷的重量来界定的。因此有必要先简单的介绍一下最常用的两种轨道，因为这两种轨道也是最常用于区分火箭运载能力的。这两种轨道分别是：1，近地轨道，也称为“低地球轨道”，英文缩写LEO；2。地球同步转移轨道，英文缩写GTO

近地轨道LEO

近地轨道，也被称为“低地球轨道”，Low Earth Orbit，也就是LEO，通常是指距地面高度在2000公里以下的环形轨道。大部分的气象卫星、对地观测卫星、新一代的通讯卫星以及空间站等都是运行在近地轨道上。

地球同步轨道转移GTO

地球同步转移轨道，Geostationary Transfer Orbit，也就是GTO，通常是指近地点高度在1000公里以下，远地点则位于地球同步轨道，也即是距地面高度36000公里高度的一条环绕地球的 轨道椭圆形 。GTO并不是一条永久的轨道，没有航天器会长期运行在GTO上。从他的名字“地球同步 转移 轨道”里可以看出，这是一条临时过渡的轨道。当运载火箭将载荷送入GTO后，还要进一步机动变轨进入其他正式轨道。比如高度36000公里的地球同步轨道GEO，以及GEO中最特殊的地球同步静止轨道GSO。我们熟悉的大容量通讯卫星，以及GPS卫星等都运行在GEO或GSO上。

从上面的介绍不难发现，地球同步转移轨道GTO比近地轨道LEO的高度、要求更高。因此运载火箭将载荷送入GTO的能力，也就是能送达GTO的载荷的重量是大大低于将载荷送入近地轨道LEO的。事实上，有一大半的运载火箭完全不具备GTO能力，他们只能将载荷送入近地轨道LEO。比如，猎鹰1号。

准备首次试射的猎鹰1号

猎鹰1号是SpaceX的第一款产品，是钢铁侠的试水之作。这是一种不折不扣的轻型火箭。

猎鹰1号主要参数：

火箭直径： 1.7米

火箭高度： 21.3米

质量： 38.555吨

LEO运载能力：670千克

首次试射之前的猎鹰1号，可以看出很迷你

猎鹰1号采用了主流的2级火箭布局。第一级采用了一台SpaceX自行研制的梅林-1A液氧-煤油发动机，第二级也就是上面级则是采用了一台更小巧的红隼发动机。

装配中的猎鹰1号，

可以清楚看到第一级的梅林-1A发动机

试车中的红隼上面级发动机

猎鹰1号经过4年的研发，与2006年3月25日首次试射。结果由于梅林1A发动机糟糕的可靠性以及SpaceX当初的各种经验不足，包括首次发射在内，猎鹰1号的最初三次发射全部失败。三射三炸！这噩梦般的经历几乎摧毁了当初刚成立4年多的SpaceX，也让“猎鹰火箭”一度被外界嘲笑为“PPT火箭”。

但钢铁侠还是扛过来了，终于在2008年9月28日，猎鹰1号的第4次发射中取得了成功。虽然，在当时猎鹰1号的性能非常一般，运载能力更是排不上号。但是猎鹰1号确实是一款值得载入史册的火箭，因为， 这是第一枚私人航天公司研发的液态轨道火箭成功进入地球轨道 。在此之前，哪一枚火箭的成功不是举国之力凝聚的成果啊。但当时只有区区500多人的SpaceX却做到了。

更为重要的是，钢铁侠在SpaceX成立之初，就确立了“用最低廉的费用发射火箭”的大原则。猎鹰1号的第一级是可用通过降落伞回收并重复使用的（关于这个的详细说明，将放在第四篇《鹰之魂》中介绍）。因此，在2006年时，SpaceX对猎鹰1号的商业发射给出的报价仅仅只有670万美元。当时引得业内一片哗然和震惊。

然而，钢铁侠的目标远不止于此。他不满足猎鹰1号可怜的运载能力，也不满足并猎鹰1号那不完善的伞降回收方式。永远怀揣火星梦的马斯克需要一个“真正的火箭”，一个“大家伙”。于是，有了后来的猎鹰9号。

无论从哪方面说，猎鹰9号都可以称得上一枚真正的运载火箭。一个不折不扣的大家伙。和猎鹰1号相比，目前最新款的猎鹰9号，也就是所谓的“全推力版”猎鹰9，其直径是前者的2.2倍，高度是3.3倍，发射时的重量是14倍，LEO运载能力则变成34倍！更有着猎鹰1号没有的GTO运载能力。和前者已经完全不可同日而语。

猎鹰9号主要参数*：

火箭直径：3.7米

火箭高度：70米

质量：549吨

LEO运载能力：22.8吨

GTO运载能力：8.3吨

*注：上述数据均为猎鹰9号最新型号，也就是“全推力”版本的猎鹰9的数据。运载能力不考虑第一级火箭的回收和复用。

猎鹰9号于2010年6月4日首发成功，当时的猎鹰9号现在被称为1.0版猎鹰9，其性能和目前的全推力版本的猎鹰9还有一定差距。但也是一举成功迈入“中型火箭”之列了。

猎鹰9携带“龙”货运飞船首飞

1.0版猎鹰9，个头比起现在全推力版，除了直径未变，其他都要小上一圈。运载能力也只有目前版本的差不多一半。下图中从左到右依次显示是猎鹰1号以及猎鹰9号从1.0版本到目前全推力版本直到重型猎鹰的“全家福”。

猎鹰火箭全家福

由于SpaceX手里只有“梅林”这一款发动机可用。虽然经过持续改进，从最初的梅林-1A到梅林-1B，直到进化成当时的梅林-1C发动机。但是还是存在着单台发动机推力偏小的问题。那么，能力不足，只能数量来凑了。猎鹰9号1.0版本的第一级就采用了9台梅林-1C发动机并联工作。而且第二级则安装了一台由梅林1C改进来的“真空梅林”发动机来驱动。

猎鹰9号1.0版本时“第一级

九宫格”排列的的9台发动机

而到了1.1版本时，则在第一级安装了进一步改进过的9台梅林-1D发动机。发动机排列方式也从1.0版本的“九宫格”形式改成了现在的1台在中心，具有双维度矢量操作，其余8台分布在周围圆环上只有一个维度的矢量操作的“火环”形式。

“火环”排列形式的9台梅林1-D发动机

两种排列形式的对比

猎鹰9号作为一款中型火箭，性能中规中矩。如要做个简单的对比，其基本性能和我国的长征3号乙系列基本上在同一个水平线上。

但是和猎鹰1号一样，在坚持“最低价”原则的指导下，猎鹰9号具有当前所有同规格运载火箭中最低的发射费用。2018年，SpaceX给出的猎鹰9全推力版本的一次常规的商业发射报价仅为6200万美元。与之相对比，之前依靠“物美价廉”为卖点的俄罗斯国家航天，报价却在1亿美元以上。更别提欧洲的阿丽亚娜5系列每次3亿美元的报价了。

而使得SpaceX得以能够报出如此低价的一个重要因素是SpaceX大量采用市场上最常见的元器件，也就是“大路货”来制造火箭。

相比较价格昂贵换代慢的传统航天专用器件，这样不仅有效降低了成本，而且器件采用的技术也更先进、性能指标更好。以CPU为例，航天专用产品虽然寿命高，并且能在极端环境下长期工作，但在工作频率等指标上通常会比商业、工业级产品至少落后两代（对于此部分，也可以参见我之前的文 探索火星近2000天的好奇宝宝趣事四五桩 ）。但火箭毕竟不是卫星、或深空探测器，它的工作寿命以分钟计，而非以月、以年计而且工作高度也比后者低得多，收到宇宙射线辐射干扰的概率也很低。因此，商业、工业级元器件只要经过严格测试后，也是可以使用的。

另外，猎鹰9号大胆采用了很多新型的材料来制造火箭箭体。比如轻铝锂合金以及碳纤维。并在测试过这些新材料的强度和刚度后，“冒天下之大不韪”地将火箭的长径比（长度和直径的比）一举突破到19，大大超出航天业内传统上的极限15。并大胆的采用半气囊式燃料储藏箱等新的设计。这些措施使得猎鹰9的干质比（未装载燃料的“干火箭”和满载时的重量的比例）达到空前的25。要知道我国最新的长征7号系列火箭的干质比才有13左右，而之前的长征2等老一代的运载火箭干质比甚至只有7-9。

另外，经过持续不断改进，性能和初代相比已经天翻地覆的梅林-1D发动机还是保持了结构简单，小巧的的特点。而且完全由SpaceX自己设计制造，成本也是相当低廉。

SpaceX以上这些措施可以说几乎将目前的材料技术和工艺技术发掘到了极致，这也造就了猎鹰9无与伦比的价格优势。

仅一人高的梅林-1D发动机

但Space最大的杀手锏便是第一级火箭的回收和复用。按照马斯克的说法，第一级火箭回后复用可以在目前的基础上再降低成本70%！

在经历了数次回收失败任务之后，在2016年5月28日，猎鹰9号的第20次发射任务时，那枚猎鹰9在完成了一箭十一星的任务后，第一级成功的软着陆在范登堡空军基地的着陆场。SpaceX第一次成功的实现了一级火箭路上软着陆回收。

猎鹰9号首次第一级火箭回收成功

第一枚成功回收的箭体

而仅仅4个月后，难度更大海上回收也终于首次成功了。

首次海上回收成功

SpaceX对使用回收复用的火箭进行发射的活动，目前可以在标准报价的基础上再给出七折的折扣，藉此吸引客户。并且成功的在去年4月，使用复用的火箭为卢森堡SES公司将一颗重5.3吨的通讯卫星送入GTO轨道。并且值得一提的是： 这枚完成首次复用的火箭随后再次回收成功 。

目前猎鹰9号已经是国际商业航天发射市场上炙手可热的产品，虽然在过去的几年，每年都有发射失败的例子。但其极具竞争力的报价以及尚算不错的运载能力还是让SpaceX接单接到手发软。

但就如前面说过的，钢铁侠的目标始终是火星。对于火星任务，猎鹰9虽然号称有着4吨的火星轨道运载能力，但对于实现马斯克的火星梦却帮助不大。这也是为何在猎鹰9号的1.0版本发射成功不久的2012年，马斯克就急不可耐的宣布了重型猎鹰计划。

2012年，马斯克向外界宣布重型猎鹰计划

重型猎鹰计划在当初推出时，几乎没有人相信他会成功。甚至有人认为这是马斯克的一场。但或那时候许只有钢铁侠自己才知道，这才是他火星梦得以实现的真正开始。

重型猎鹰主要参数*：

芯级火箭直径： 4.1米

火箭宽度：12.2米（含助推器）

火箭高度：70米

质量： 1420吨

LEO运载能力： 63.8吨

GTO运载能力： 26.7吨

*注：运载能力不考虑第一级火箭以及助推器的回收和复用。

从数据里不难看出，重型猎鹰是个大家伙！虽然从标准的分类上来说，他还是属于中型火箭级别。但是却远远的将其他对手甩开了。下面这张图是SpaceX官网上放出了重型猎鹰和其他几款航天器的近地轨道运载能力对比。从左到右分别是——重型猎鹰、航天飞机（美国）、质子M火箭（俄罗斯）、重型德尔塔IV型火箭（美国）、大力神IV-B火箭（美国）、阿丽亚娜5 ES火箭（欧洲）、大力神V火箭以及长征3号B型火箭（中国）。

SpaceX官网上的对比图

不过我觉得上述的对比不是太全面，也不是很公平。因为航天飞机早已退役，我国目前运载能力最强的也早已不是长征3系列。而是胖五。同时，这里只列出了近地轨道能力，对于GTO地球同步转移轨道能力却没有提及。因此我自己做了一个对比表：

现役主流运载火箭对比

从上述对比中可以看出，重型猎鹰从运载能力上来说，绝对无愧于“现役最强运载火箭”的头衔。其LEO运载能力几乎超过了之前曾霸占首位的重型德尔塔IV的一倍还多，GTO能力也几乎翻倍！

当之无愧的“现役最强”

可能有人问我：为何一定要强调“现役”。上图中人家SpaceX自己可没有说这个啊。

那是因为，如果只是横向的做比较。重型猎鹰目前可笑傲江湖，没有对手是其一合之敌。但是如果纵向的对比的话，那么在他之前，还有几款“怪兽级”的火箭，其运载能力还远在重型猎鹰之上。

对此，我也做了一张对比表：

历史上的“怪兽级”火箭

对于上表，有几个地方需要说明：

(1) 土星五号，作为阿波罗登月计划的专用火箭。他没有设计GTO能力。45吨是他的将载荷送入月球同步轨道的能力。按照常识，GTO能力应该是比这个数字要大一些，私以为GTO能力至少在60吨。

(2) 能源号，公开渠道也没有找到GTO能力。这个18吨是地球静止轨道GSO的数据。同理，GSO能力也是高于GTO。因此大致猜测能源号的GTO能力应当不低于30吨。

(3) N1火箭，虽然列举在这里。但由于这款火箭四发四炸，从未发射成功过。因此写在这里有点勉强。

(4) 作为苏联的登月火箭，N1火箭同样公布的也是月球轨道能力。因此GTO也应当在30吨上下。

下面就让我见识一下这几款怪兽火箭。

土星五号是人类建造过的最大最强的运载火箭，至今无人超越。这是一款为了阿波罗登月计划量身打造的一款 重型火箭 。起飞时总重量超过3000吨，和二战中一艘驱逐舰的重量相当。

土星五号和自由女神像的大小对比

现存的土星五号

土星5五号第一级5台巨大的F1火箭发动机 和

土星五号的总设计师“火箭狂人”冯布劳恩

土星五号是由著名的“火箭狂人”冯布劳恩主持设计的。冯布劳恩何许人也？曾将伦敦炸的千疮百孔的纳粹德国V2火箭就是他设计的。被美军俘获后，冯布劳恩来到美国，开始主持美国的航天计划。其中最著名的就是阿波罗登月计划。并藉此将美苏太空竞赛推向白炽化。

土星五号历史上在1967年至1973年年，一共发射13次，全部获得成功。其中前12次全部用于执行阿波罗计划。而最后一次则是将“天空实验室”送入太空。随后这个怪兽级的火箭就此功成身退。

能源号是前苏联的一款重型火箭。是在吸取了之前N1火箭失败的经验基础上设计制造的一款性能及其彪悍的运载火箭。

能源号和土星五号，是迄今为止唯二的两款具有100吨以上的近地轨道运载能力的重型火箭。而且，能源号在当时已经非常具有创造性的运用了“模块化”设计理念。在其原本的设计产品路线中，还有多个衍生变种。其中最极端的子型号“祝融星”，其近地轨道能力接近200吨！不折不够的性能怪兽！

能源号规划中最变态的子型号“祝融星”

1987年能源号首次发射成功，并随后连续的发射成功。在当时这是唯一一款LEO能力超过100吨的运载火箭。是当时其他火箭至少三倍至四倍。然而这款本应大放异彩的性能怪兽，却生不逢时。

1989年随着前苏联的轰然倒下，这款优秀的火箭也随之被遗弃。最后一枚能源火箭一只停留在总装厂房中，直到岁月的摧残导致厂房崩塌，最后的能源号也一并被埋葬其中。如今想起，还是令人唏嘘。

弃于总装厂内最后的能源号

如果说土星五号和能源号都是怪兽火箭的话，那么N1火箭则是一个不折不够的怪兽！堪称史上最丑陋的火箭。

N1火箭

这枚有史以来独一无二的5级运载火箭首次出现在世人面前时，由于一个浑身长满了癞疮的怪兽。

起竖状态的N1火箭

在他第一级那直径17米的“超短裙下”，密密麻麻的排列着30台NK-15发动机。

N1第一级上安装了30台发动机

这也是当时被逼无奈的结果。因为当时苏联没有土星五号的F1发动机那样强劲的火箭发动机，只好靠着数量强行堆砌推力。然而N1的悲剧也源于此，当时被美国人登月刺激的心脏病几乎发作的苏联最高***给出了极其苛刻的发射时间表。N1火箭的30台发动机在首次发射前从未进行过哪怕一次整体的试车。

如此多的发动机的控制和协调，在现如今都不是一个简单的事情。在上世纪七十年代更是一个几乎不可能完成的任务。

行政命令无法改变客观事实，N1火箭四发四炸。每一次爆炸都发生在第一级火箭脱离之前。这意味着这款举前苏联全国之力打造的巨兽从未飞出过地球大气层。苏联也只好痛苦的咽下和美国登月竞赛失败的苦果。

回到主题，在前三款怪兽退役之后，本月初成功首发的重型猎鹰变当仁不让的成为了现役最强运载火箭。

重型猎鹰示意图

从结构上来说，重型猎鹰的芯级火箭就是猎鹰九号，两侧两个助推器其实就是两枚猎鹰九号的第一级火箭，只不过在助推器的头部增加了整流罩。

整个重型猎鹰在第一级位置，也就是芯一级外加两个助推器，一共安装了27台梅林-1D发动机！

重型猎鹰的27台发动机

看到这个想起了什么？没错！就是N1火箭的第一级那30台发动机！

这也是为何在2012年钢铁侠宣布重型猎鹰计划时，外界普遍不看好的原因之一。那很难让让不去联想起那四发四炸最终夭折的N1火箭。

事实上，尽管SpaceX反复强调，重型猎鹰并联27台发动机和N1火箭并联30台发动机是有本质的区别——N1是在同一级上并联了30台发动机。而重型猎鹰事实上是在三个箭体上并联27台发动机，每9台还是属于一个独立的箭体。但是，重型猎鹰计划的首次发射还是一推再推，比原计划推迟了4年多。马斯克也承认“研发重型猎鹰的难度超乎想象”。

不过，重型猎鹰还是发射成功了！进40年的技术进步，使得对多台发动机的控制和协调比起N1时代已经有着天壤之别。经过多年打造，性能已趋于极限的梅林-1D发动机也比当初仓促上阵，未经过完整测试的NK-15也要靠谱。

所有这些才造就了重型猎鹰的成功。

在重型猎鹰发射成功后，会带来什么变化呢？重型猎鹰会替代猎鹰9称为SpaceX新的发射主力吗？

目前来看，至少短时间之内不会出现这样的局面。因为目前的商用卫星重量大多不重。一些军用间谍卫星以及民用的高性能通讯卫星有可能需要7-8吨左右的GTO能力。可以说国际上目前的商业卫星发射任务中的95%以上猎鹰9全推力版都能胜任。

而一次性发射25吨以上载荷到近地轨道的情况，一般也只有建造空间站、空间实验室等载人航天，长时间停留的情况才会需要。而目前美欧在国际空间站之后都暂时没有后续计划。

因此这么看来重型猎鹰的运载能力似乎暂时没有太多用武之地。不过，能力是可以刺激需求的。之前没有这么大能力的载具，很多太空计划或许就不考虑大载荷的发射可能。如今有了重型猎鹰这么个能拉会抗的家伙，很多科研性质的项目或许就会纷纷上马。因为，SpaceX目前给出的重型猎鹰基础发射报价仅为9000万美元。在这个级别的火箭上，几乎是白菜价。要知道，NASA的亲儿子，在研的SLS，也就是太空发射系统其设计中的运载能力虽然在重型猎鹰之上，但预计单次发射费用高达10亿美元，烧钱一点都不含糊。

因此预计，在短时间内重型猎鹰或许不会承接到太多的商业发射任务。但随这“消费刺激”效应，从科研项目开始，会有越来越多的大载荷项目或者是深空探索项目会向SpaceX伸出橄榄枝。尤其是后者，行星际的任务最是需要大载荷运载火箭的存在。

至于还有另外一个可能，就是利用“重型猎鹰”玩一箭多星。这个私以为可能不大。因为一箭多星的往往是微型或中小型卫星，比如去年印度曾不管不顾的天女散花般玩过一箭104星。一股脑的往LEO轨道上倾倒垃圾一般的撒了一堆平均重量不到1公斤的微型卫星，这个不提也罢。

而目前最常用的真正一箭多星则是发射组网卫星群。比如新一代的铱星系统，新的GPS、伽利略、北斗等导航系统。但是这些卫星往往都有比较高的入轨定位要求。一箭多星理论上对这类卫星是由数量限制的，否则就需要大量消耗卫星自己的燃料去重新机动定位。至于那些单个重量在5吨以上的大卫星，往往也是要求直接送入静止轨道GSO的，对定位要求更高。因此，利用重型猎鹰执行一箭多星应该不是很好的选择。这个任务猎鹰九似乎更适合完成。

因此，猎鹰九至少在未来数年中还会是Space的最主要商用发射的火箭。重型猎鹰的戏份会越来越多，并开始更多的题钢铁侠的火星之梦展开各种探索和测试。

本篇概括的介绍了现役的猎鹰家族，和现役其他主力运载火箭做了横向对比，并和历史上的怪兽火箭也做了纵向对比。

下一篇的《鹰之心》中我们将对猎鹰火箭的心脏——梅林发动机进行简单的介绍。具体内容请听下回分解。

如何操作直流脉冲氩弧焊机？说的详细点。

1 前 言

铝合金不但具有高的比强度、比模量、断裂韧度、疲劳强度和耐腐蚀稳定性，同时还具有良好的成形工艺性和良好的焊接性，因此成为在航天工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料。

例如，铝合金是运载火箭及各种航天器的主要结构材料。美国的阿波罗飞船的指挥舱、登月舱，航天飞机氢氧推进剂贮箱、乘务员舱等也都采用了铝合金作为结构材料。我国研制的各种大型运载火箭亦广泛选用了铝合金作为主要结构材料。

航天工业铝合金焊接技术的发展和应用与材料的发展有着密切的联系，本文将简要回顾航天工业铝合金焊接技术的发展并介绍几种极有应用前景的铝合金焊接工艺技术。

2 铝合金焊接技术的发展

2.1 LD10CS铝合金焊接回顾

早期的一些导弹和远程运载火箭的推进剂贮箱结构材料主要采用AlMg系列合金，特别是退火和半冷作硬化状态的LF3、LF6防锈铝的应用最为普遍。这两种铝合金都具有优良的焊接性能〔1〕。

随着航天技术的发展，运载火箭的推进剂贮箱结构材料，从使用非热处理强化的防锈铝，转变到使用可热处理强化的高强度铝合金。LD10CS合金已在多种大型运载火箭和固体导弹上获得成功的应用。由于它的超低温性能较好，因此在三子级的液氢、液氧推进剂贮箱上也获得了应用。

需要指出的是LD10合金的焊接性能较差，焊接时形成热裂纹的倾向较大，对焊接过程中的各种因素也比较敏感，焊接接头的断裂韧度较低，特别是当焊缝部位存在焊接缺陷时，液压强度试验时试验件经常发生低压爆破。

20世纪70年代，在研制LD10合金火箭推进剂贮箱初期，在焊接工艺方面曾遇到了极大的困难。在“三结合”攻关中发明的“两面三层焊”工艺(正面打底、盖面，背面清根封焊)使焊接接头性能达到了设计要求。在LD10焊接生产实践中总结得出：如果焊接接头区的延伸率不小于3%，则焊接接头的塑性可以满足使用要求。在此后的许多年中，一直以“延伸率不小于3%”作为一个重要的验收指标。

几十年来，焊接工艺主要是氩弧焊(TIG)，包括手工氩弧焊和自动氩弧焊。从焊接工艺方面看，为了减少焊接结构的焊接残余应力和变形，通常在焊接工艺选择上都尽量减少焊接热输入量。特别是对于热处理强化铝合金，由于焊接热过程的作用，在焊接热影响区存在软化区，塑性较好，强度较低。焊接接头强度系数为0.5～0.7。

为什么LD10CS贮箱采用两面三层焊工艺?理论分析和实践结果表明，若不采用此焊接方法，就会造成LD10CS铝合金焊接接头塑性较差，且焊缝背面焊趾处易出现裂纹。两面三层焊时，清根和封底焊可消除此种裂纹。同时由于热输入量较大，热影响区发生不同程度的退火或过时效，使硬度降低，塑性提高，焊接拉伸试样断裂的位置是焊接软化区。这样在结构中，焊接接头在复杂的应力状态下以软化区的塑性和变形补偿了熔合区塑性的不足。但贮箱焊缝补焊后，有时仍发生低压爆破。

由于两面焊的特殊要求，限制了自动焊及焊接新技术(如真空电子束焊、变极性等离子焊等)的应用。这是因为，氩弧焊焊接热输入量比高能束的真空电子束焊要大，同时考虑到焊接接头的结构承载适应能力，难以应用焊接热输入较为集中的焊接新技术，制约了焊接新技术的应用。

在焊接生产中，铝合金焊缝内常见的缺陷为焊缝气孔。氢是铝及其合金熔焊时产生气孔的主要原因。基体金属中含氢量、焊丝及基体金属表面氧化膜吸附的水分以及弧柱气氛中的水分都是焊缝气孔中氢的重要来源。航天焊接工作者经过不懈的攻关和努力保证了航天焊接产品的交付和发射成功。但是，由于诸多因素和条件的限制，在生产中个别贮箱仍存在气孔超差。

在焊接材料方面，国外使用的是焊接专用板材，基体金属的氢含量小于2×10-7。而国内铝合金板材制造技术条件中尚无对氢含量的要求。

2.2 铝合金2219和铝锂合金焊接概述

2219高强铝合金的突出特点是焊接性能好，从-253℃到+200℃均具有良好的力学性能、抗应力腐蚀性能，对焊接热裂纹的敏感性较低，焊接接头塑性及低温韧性较好。在美国已作为推进剂贮箱的主要结构材料，美国土星Ⅴ号Ⅰ级贮箱等均采用了2219铝合金。前苏联在能源号和暴风雪号航天飞机均大量采用了1201(相当于2219)铝合金。

国内研制的S147铝合金与2219铝合金相类似，生成焊接裂纹的倾向性较低，但生成气孔的敏感性较强，尤其是熔合区、密集的微气孔是影响焊接接头性能的主要缺陷。

随着航天技术的发展，对铝合金的强度和减重提出了更高的要求，铝锂合金在近几十年得到了迅猛的发展。因为每加入1%Li，可使铝合金质量减轻3%，弹性模量提高6%，比弹性模量增加9%，这种合金与在飞机产品上普遍使用的2024和7075合金相比，密度下降7%～11%，弹性模量提高12%～18%。前苏联的1420合金与广泛使用的杜拉铝(硬铝)Д16(2024)合金相比，密度下降12%，弹性模量提高6%～8%，抗腐蚀性好，疲劳裂纹扩展速率低，强度、屈服强度和延伸率相近、焊接性较好〔2〕。

前苏联航空材料研究所(ВИАМ)И.Н.Фридляндер等人于20世纪60年代在发明了AlMgLi系的1420合金不久，就对该合金的焊接开展了研究。70年代对该合金的焊接研究已经取得了成果，他们认为这种合金氩弧焊时，可采用AMг6、AMг6T和1557焊丝，焊接接头的强度系数达到0.7以上。焊前、焊后热处理对焊接接头强度有很大的影响，淬火状态下焊接的接头强度比淬火及人工时效状态焊接的强度低78.5

MPa，焊后淬火及人工时效又可以使焊接接头的强度系数达到0.9～1.0。1980年1420合金被用于制造米格-29超音速战斗机的焊接机身、油箱、座舱，这使飞机的重量明显降低了24%。至今，1420合金已成功使用了30多年，广泛用于军用、民用飞机和火箭上〔3〕。

20世纪80年代俄罗斯研制了高强度、高模量的1460(AlCuLi)合金，这种合金由于加入了Sc元素强化，使晶粒和亚晶结构变化，拉伸强度提高30～50

MPa，焊接性能明显改善。1460合金焊接工艺与1420合金基本相同，可采用1201(AlCuMn)合金焊丝焊接，也可在焊丝中添加钪(Sc)元素。在对多种成分比较试验后，推荐应用CB-1207或CB-1217焊丝，这种焊丝的成分是在ALCu基础上添加Cu、Sc、Zr、Ti等，具体成分有待于进一步了解。应用此种焊丝可以显著地降低焊缝热裂纹敏感性，氩弧焊焊接接头强度大于250

MPa，焊接接头强度系数大于0.5，焊后热处理焊接接头的强度、硬度增加。〔4～8〕这种焊丝可以保证无裂纹和细晶粒结构的接头，合理的选择焊接工艺和焊前准备可得到无气孔的焊接接头。

美国发现者号航天飞机的外贮箱采用了2195(AlCuLiMg)高强铝锂合金，取代原来使用了25～40年的2219合金。新设计的贮箱SLWT(Super

Light Weight Tank超轻重量贮箱)，比原来的贮箱减重5%，即3 405 kg，其中LH2箱减重1 907 kg、LO2箱减重736

kg，箱间段减重341 kg，其他减重422 kg。每减轻1 kg质量可以增加1 kg有效载荷，这样就增加3 405

kg的有效载荷。美国总共生产120台SLWT，完成全部航天飞行计划〔9～10〕。

2195-T8合金的贮箱采用4043焊丝，变极性等离子弧焊

(VPPA)焊接。VPPA具有高的电弧温度、高的电弧电压和更集中的热量。VPPA焊接2195-T8铝锂合金的关键是焊缝背面保护，铝锂合金含有活泼的Li元素，如焊接时背面保护不好，极易氧化。马歇尔飞行中心研制出长229

mm、宽25.4 mm、高152 mm的不锈钢“保护盒”，“保护盒”在焊接时随焊枪行走，使焊缝区域氧气少于0.5%。另外，研制了直径51 mm、长229

mm的不锈钢管装在工件背面，焊接时随焊枪移动，也可有效保护背面焊缝。如果这两种保护装置同时使用，效果更好。

3 极具前途的几种工艺技术

3.1 变极性等离子弧焊接技术(VPPA)

1978年，美国NASA宇航局马歇尔宇航中心决定变极性等离子弧焊技术部分取代钨极氩弧焊工艺焊接航天飞机外贮箱。航天飞机外贮箱材料为2219铝合金，共焊接了00

m焊缝，经100% X射线检测，未发现任何内部缺陷，焊缝质量比TIG多层焊明显提高。

航空制造技术的作品目录

先进焊接技术　　铝/钛异种金属焊接技术研究进展　　陶瓷与金属的连接方法与研究进展　　电解强化的高速钢丝锥切削性能的试验研究　　7A60铝合金搅拌摩擦焊工艺及性能分析　　TB6钛合金高速铣削表面粗糙度与表面形貌研究　　钛合金热成形模具　　REGO-FIX公司为ER刀具夹持系统添加了新产品　　最新TruLaser 1030光纤型激光切割机:更大的切割灵活性　　读来读往　　简讯　　服务客户 引领高端——本刊总编辑刘柱对话GF阿奇夏米尔亚洲区总裁白卫华先生　　航空装备采购现状分析　　辉煌40载 造就CAD/CAM行业先驱——Delcam2012亚洲技术峰会首次登陆椰城　　激活企业研发 向新竞争优势迈进　　搅拌摩擦连接区域表面弧纹图像处理与间距特征提取　　多物理场仿真为用户提升核心竞争力　　创新与合作 推动空管现代化　　提供完整解决方案 实现双赢　　持续提升顾客的满意度　　Terrafugia公司通过达索系统解决方案制造首架适于行驶的飞机　　德国温泽光学测量新产品CORE-M登陆中国　　柔性装配中的数字标工协调　　大型民机发动机关键技术现状与发展趋势　　钛合金小空间曲线焊缝自动化焊接工艺及性能　　双光束激光焊接技术在民用飞机上的应用现状及发展　　基于AND与Petri网映射的分布式装配系统建模方法　　1420铝锂合金典型构件超塑成形研究　　柔性时代即将来临

请教有关氩弧焊的问题

给你看看这个，是否能用

21世纪航天工业铝合金焊接工艺技术展望

摘要：简要回顾了航天工业铝合金焊接技术的发展，并对国内外铝合金在航天器上的应用情况进行了综述和分析。介绍了铝合金焊接技术的最新发展和应用前景，其中包括变极性等离子焊、局部真空电子束焊、气脉冲焊接技术、搅拌摩擦焊、焊接修复技术以及焊接工艺裕度和焊接结构安全评定技术。

关键词：铝合金；焊接；航天

1 前 言

铝合金不但具有高的比强度、比模量、断裂韧度、疲劳强度和耐腐蚀稳定性，同时还具有良好的成形工艺性和良好的焊接性，因此成为在航天工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料。

例如，铝合金是运载火箭及各种航天器的主要结构材料。美国的阿波罗飞船的指挥舱、登月舱，航天飞机氢氧推进剂贮箱、乘务员舱等也都采用了铝合金作为结构材料。我国研制的各种大型运载火箭亦广泛选用了铝合金作为主要结构材料。

航天工业铝合金焊接技术的发展和应用与材料的发展有着密切的联系，本文将简要回顾航天工业铝合金焊接技术的发展并介绍几种极有应用前景的铝合金焊接工艺技术。

2 铝合金焊接技术的发展

2.1 LD10CS铝合金焊接回顾

早期的一些导弹和远程运载火箭的推进剂贮箱结构材料主要采用Al?Mg系列合金，特别是退火和半冷作硬化状态的LF3、LF6防锈铝的应用最为普遍。这两种铝合金都具有优良的焊接性能〔1〕。?

随着航天技术的发展，运载火箭的推进剂贮箱结构材料，从使用非热处理强化的防锈铝，转变到使用可热处理强化的高强度铝合金。LD10CS合金已在多种大型运载火箭和固体导弹上获得成功的应用。由于它的超低温性能较好，因此在三子级的液氢、液氧推进剂贮箱上也获得了应用。

需要指出的是LD10合金的焊接性能较差，焊接时形成热裂纹的倾向较大，对焊接过程中的各种因素也比较敏感，焊接接头的断裂韧度较低，特别是当焊缝部位存在焊接缺陷时，液压强度试验时试验件经常发生低压爆破。

20世纪70年代，在研制LD10合金火箭推进剂贮箱初期，在焊接工艺方面曾遇到了极大的困难。在“三结合”攻关中发明的“两面三层焊”工艺（正面打底、盖面，背面清根封焊）使焊接接头性能达到了设计要求。在LD10焊接生产实践中总结得出：如果焊接接头区的延伸率不小于3%，则焊接接头的塑性可以满足使用要求。在此后的许多年中，一直以“延伸率不小于3%”作为一个重要的验收指标。?

几十年来，焊接工艺主要是氩弧焊（TIG），包括手工氩弧焊和自动氩弧焊。从焊接工艺方面看，为了减少焊接结构的焊接残余应力和变形，通常在焊接工艺选择上都尽量减少焊接热输入量。特别是对于热处理强化铝合金，由于焊接热过程的作用，在焊接热影响区存在软化区，塑性较好，强度较低。焊接接头强度系数为0.5～0.7。?

为什么LD10CS贮箱采用两面三层焊工艺？理论分析和实践结果表明，若不采用此焊接方法，就会造成LD10CS铝合金焊接接头塑性较差，且焊缝背面焊趾处易出现裂纹。两面三层焊时，清根和封底焊可消除此种裂纹。同时由于热输入量较大，热影响区发生不同程度的退火或过时效，使硬度降低，塑性提高，焊接拉伸试样断裂的位置是焊接软化区。这样在结构中，焊接接头在复杂的应力状态下以软化区的塑性和变形补偿了熔合区塑性的不足。但贮箱焊缝补焊后，有时仍发生低压爆破。

由于两面焊的特殊要求，限制了自动焊及焊接新技术（如真空电子束焊、变极性等离子焊等）的应用。这是因为，氩弧焊焊接热输入量比高能束的真空电子束焊要大，同时考虑到焊接接头的结构承载适应能力，难以应用焊接热输入较为集中的焊接新技术，制约了焊接新技术的应用。?

在焊接生产中，铝合金焊缝内常见的缺陷为焊缝气孔。氢是铝及其合金熔焊时产生气孔的主要原因。基体金属中含氢量、焊丝及基体金属表面氧化膜吸附的水分以及弧柱气氛中的水分都是焊缝气孔中氢的重要来源。航天焊接工作者经过不懈的攻关和努力保证了航天焊接产品的交付和发射成功。但是，由于诸多因素和条件的限制，在生产中个别贮箱仍存在气孔超差。?

在焊接材料方面，国外使用的是焊接专用板材，基体金属的氢含量小于2×10-7?。而国内铝合金板材制造技术条件中尚无对氢含量的要求。

2.2 铝合金2219和铝锂合金焊接概述

2219高强铝合金的突出特点是焊接性能好，从-253℃到+200℃均具有良好的力学性能、抗应力腐蚀性能，对焊接热裂纹的敏感性较低，焊接接头塑性及低温韧性较好。在美国已作为推进剂贮箱的主要结构材料，美国土星Ⅴ号Ⅰ级贮箱等均采用了2219铝合金。前苏联在能源号和暴风雪号航天飞机均大量采用了1201（相当于2219）铝合金。?

国内研制的S147铝合金与2219铝合金相类似，生成焊接裂纹的倾向性较低，但生成气孔的敏感性较强，尤其是熔合区、密集的微气孔是影响焊接接头性能的主要缺陷。

随着航天技术的发展，对铝合金的强度和减重提出了更高的要求，铝锂合金在近几十年得到了迅猛的发展。因为每加入1%Li，可使铝合金质量减轻3%，弹性模量提高6%，比弹性模量增加9%，这种合金与在飞机产品上普遍使用的2024和7075合金相比，密度下降7%～11%，弹性模量提高12%～18%。前苏联的1420合金与广泛使用的杜拉铝(硬铝)Д16(2024)合金相比，密度下降12%，弹性模量提高6%～8%，抗腐蚀性好，疲劳裂纹扩展速率低，强度、屈服强度和延伸率相近、焊接性较好〔2〕。

前苏联航空材料研究所(ВИАМ)И.Н.Фридляндер等人于20世纪60年代在发明了Al?Mg?Li系的1420合金不久，就对该合金的焊接开展了研究。70年代对该合金的焊接研究已经取得了成果，他们认为这种合金氩弧焊时，可采用AM?г6、AM?г6T和1557焊丝，焊接接头的强度系数达到0.7以上。焊前、焊后热处理对焊接接头强度有很大的影响，淬火状态下焊接的接头强度比淬火及人工时效状态焊接的强度低78.5 MPa，焊后淬火及人工时效又可以使焊接接头的强度系数达到0.9～1.0。1980年1420合金被用于制造米格-29超音速战斗机的焊接机身、油箱、座舱，这使飞机的重量明显降低了24%。至今，1420合金已成功使用了30多年，广泛用于军用、民用飞机和火箭上〔3〕。

20世纪80年代俄罗斯研制了高强度、高模量的1460（Al?Cu?Li）合金，这种合金由于加入了Sc元素强化，使晶粒和亚晶结构变化，拉伸强度提高30～50 MPa，焊接性能明显改善。1460合金焊接工艺与1420合金基本相同，可采用1201（Al?Cu?Mn）合金焊丝焊接，也可在焊丝中添加钪（Sc）元素。在对多种成分比较试验后，推荐应用CB-1207或CB-1217焊丝，这种焊丝的成分是在AL?Cu基础上添加Cu、Sc、Zr、Ti等，具体成分有待于进一步了解。应用此种焊丝可以显著地降低焊缝热裂纹敏感性，氩弧焊焊接接头强度大于250 MPa，焊接接头强度系数大于0.5，焊后热处理焊接接头的强度、硬度增加。〔4～8〕?这种焊丝可以保证无裂纹和细晶粒结构的接头，合理的选择焊接工艺和焊前准备可得到无气孔的焊接接头。

美国发现者号航天飞机的外贮箱采用了2195（Al?Cu?Li?Mg）高强铝锂合金，取代原来使用了25～40年的2219合金。新设计的贮箱SLWT(Super Light Weight Tank超轻重量贮箱)，比原来的贮箱减重5%，即3 405 kg，其中LH2箱减重1 907 kg、LO2箱减重736 kg，箱间段减重341 kg，其他减重422 kg。每减轻1 kg质量可以增加1 kg有效载荷，这样就增加3 405 kg的有效载荷。美国总共生产120台SLWT，完成全部航天飞行计划〔9～10〕。

2195-T8合金的贮箱采用4043焊丝，变极性等离子弧焊 (VPPA)焊接。VPPA具有高的电弧温度、高的电弧电压和更集中的热量。VPPA焊接2195-T8铝锂合金的关键是焊缝背面保护，铝锂合金含有活泼的Li元素，如焊接时背面保护不好，极易氧化。马歇尔飞行中心研制出长229 mm、宽25.4 mm、高152 mm的不锈钢“保护盒”，“保护盒”在焊接时随焊枪行走，使焊缝区域氧气少于0.5%。另外，研制了直径51 mm、长229 mm的不锈钢管装在工件背面，焊接时随焊枪移动，也可有效保护背面焊缝。如果这两种保护装置同时使用，效果更好。

3 极具前途的几种工艺技术

3.1 变极性等离子弧焊接技术（VPPA）

1978年，美国NASA宇航局马歇尔宇航中心决定变极性等离子弧焊技术部分取代钨极氩弧焊工艺焊接航天飞机外贮箱。航天飞机外贮箱材料为2219铝合金，共焊接了00 m焊缝，经100% X射线检测，未发现任何内部缺陷，焊缝质量比TIG多层焊明显提高。?

变极性等离子焊接技术用于铝合金焊接，单道焊接铝合金厚度可达25.4 mm。其工艺特点是在焊接过程中，在焊接熔池中心存在一穿透的小孔，而且在实际生产中通常采用立向上焊工艺，既有利于焊缝的正面成形，又有利于熔池中氢的逸出，减少气孔缺陷。因此被称为“零缺陷焊接”。?

“八五”期间，在引进国外某公司的变极性等离子焊接系统的基础上，进行了LF6、LD10铝合金平板（厚3 mm、6 mm、10 mm）焊接工艺试验〔11〕。?

“九五”期间，与哈尔滨工业大学联合开展了变极性等离子焊接技术研究，研制了变极性等离子焊接设备样机，并进行了LF6和LD10铝合金板材（厚3 mm、5 mm、12 mm）焊接工艺试验，完成了带有纵缝和环缝的贮箱模拟件焊接，解决了环缝焊接时起弧打孔和收弧填孔及焊缝首尾相接的难题，焊接模拟件通过了液压试验，将变极性等离子焊接技术的工程应用向前推进了一大步。

随着2219铝合金和2195铝锂合金的应用，在未来中厚度的大型贮箱焊接生产中，变极性等离子焊接技术有着广阔的应用前景。

3.2 局部真空电子束焊接技术

由于真空电子束焊接工艺是将被焊工件置于真空环境中进行焊接，因此可以得到优质的焊缝。同时，电子束高的能量密度使焊缝较窄，深宽比大，焊接应力和变形较小，在工业各领域尤其是国防工业中得到了广泛的应用。

但对于一些大型构件如运载火箭贮箱壳体等，如果采用真空电子束焊接工艺，则需要较大的真空室，其容积可达数百立方米，这种电子束焊接设备造价很高。为了解决这一问题，国外开始设计和应用局部真空电子束焊接设备，不是将被焊工件整体放入真空室，而是在焊缝局部建立真空环境，从而完成焊接。

前苏联将局部真空电子束焊接技术应用于不同类型和尺寸火箭燃料贮箱壳体的焊接，在壳体的纵缝、对接环缝及法兰环缝焊接中，有7种类型焊缝（纵缝、对接环缝、法兰环缝）应用局部真空电子束焊接工艺。20世纪90年代初已用于Φ2.5 m直径壳体环缝焊接，能源号火箭贮箱纵缝采用局部真空电子束焊接工艺，壁厚为42 mm，局部密封采用磁流体密封、橡胶圈密封等技术。?

国内在“九五”期间，与中科院电工所合作研制了国内第1台法兰环缝局部真空电子束焊机(专利号：ZL002631776.6)〔12〕。电子枪与上真空室采用动密封结构，工件与上、下真空室间为静密封结构。焊接时电子枪可以实现极坐标运动。电子枪径向移动采用步进电机驱动，光栅尺检测位移；圆周方向转动通过交流伺服电机驱动，光码盘检测器角位移。二次电子焊缝对中系统用于实现焊缝轨迹示教。采用两级微机控制，可编程序控制器（PLC）控制焊接参数可实现柔性焊接，即可焊接100～300 mm直径的法兰环缝。局部真空室的真空度达到5×10-3Pa,高于国外同类产品水平。?

在未来的2219铝合金和2195铝锂合金航天器厚壁结构中，特别对于焊接残余应力和变形要求较高的法兰环缝焊接生产中，局部真空电子束焊接技术应用对焊接质量的提高有着极为重要的意义。

3.3 气脉冲TIG和MIG焊接技术

在航天工业中，铝合金焊接中应用较广的TIG和MIG工艺，保护气体采用氩气和氦气，其中以氩气应用较多。

就TIG焊而言，有交流氩弧焊和直流正接氦弧焊两种工艺。氦（He）和氩（Ar）相比，其最小电离能高，在其它条件和参数相同时，电弧电压较高。因此，氦弧焊电弧温度高，焊接热输入量大，也具有更高的能量密度，与氩弧焊相比熔深较大，焊接缺陷特别是焊接气孔较少。

据资料介绍，由于直流正接氦弧焊没有交流氩弧焊阴极雾化去除氧化膜的作用，氧化膜的破坏程度取决于电弧长度的大小，故直流正接氦弧焊采用短弧焊去除氧化膜。这样使得焊接时填丝变得较为困难，加上设备等因素的制约，直流正接氦弧焊一直未大面积推广应用。

为了利用氦气电弧热高的优点并避免纯氦带来的缺点，国外采用气脉冲Ar+He TIG和MIG焊接技术焊接铝合金，可大大减少焊接气孔。?

借鉴国外的经验，近几年开始进行气脉冲TIG焊接技术研究，初步试验表明，采用气脉冲（Ar+He）TIG焊接工艺焊接S147铝合金抑制焊接气孔方面有明显的效果。不开坡口可一次焊透7 mm平板，且表面光泽与氩弧焊相同，避免直流正接氦弧焊焊缝表面发暗。焊接工艺性、可操作性也与氩弧焊无异，弧长也无特别限制。这对于未来型号将应用对气孔较敏感的S147铝合金和2195铝锂合金有极大的应用价值。?

3.4 搅拌摩擦焊技术

宇航工业飞行器结构大量使用铝合金，由于某些材料熔焊焊接性不良不得不采用铆接结构。英国焊接研究所（TWI）1991年发明的搅拌摩擦焊为此类材料连接提供了一个新思路〔13〕。由于此方法属于固相焊，特别适合应用于熔化焊接性差的有色金属。相对于熔化焊接方法，不会产生与熔化有关的焊接缺陷，如热裂纹和气孔。但由于方法的限制，其应用仅限于简单结构的工件。

搅拌摩擦焊的原理是，利用摩擦发生的热，在高速旋转的搅拌头特形指棒周围的金属迅速被加热，并形成了很薄的热塑性金属层。随着搅拌头的移动形成了搅拌摩擦焊的焊缝。目前，已成功地进行了搅拌摩擦焊研究的铝合金包括：2000系列（Al?Cu）、5000系列（Al?Mg）、6000系列（Al?Mg?Si）、7000系列（Al?Zn）、8000系列（Al?Li）。美国波普公司的空间防御实验室在1998年将此技术用于火箭某些部件焊接。目前，ESAB公司正在制造可供商业应用的搅拌摩擦焊机，计划于2002年安装在TWI，用来焊接尺寸为8 m×5 m的工件，预计可焊接的工件厚度为1.5～18 mm。国内某些院校和研究所也开始了这方面的研究工作，有理由相信，国内最具备搅拌摩擦焊技术应用前景的将是航天工业。

3.5 焊接修补技术

铝合金结构件的焊接修补是航天器在生产和使用中不可避免地会遇到的问题。在焊接生产中，由于材料、结构、设备、工艺及环境条件等方面的偶然因素，在焊后会发现焊缝中存在超出标准的焊接缺陷，这就需要补焊。传统的手工TIG焊方法虽然操作简便、易行，但由于局部焊接热输入量较大，可能产生晶粒长大，局部韧性降低，同时在补焊部位引起较大的残余应力，往往成为“低压爆破”的裂源。另一方面，未来可重复使用运载器，在重复使用后，可能在某些构件局部出现裂纹等缺陷，需要进行焊接修补，此时在运载器外部覆有绝热材料，对温升有极严格的要求，必须采取热输量集中而且较小的焊接工艺。

1995年英国剑桥焊接研究所发明摩擦塞焊技术〔14〕，洛马公司和国家宇航局马歇尔飞行中心进行了补焊工艺研究，2000年已用于外贮箱焊接修补。这是一种新的焊接修补技术，在焊缝缺陷位置，钻一楔形孔，将一个与孔的形状相类似的楔形旋转塞插入孔内，高速旋转时完整的楔形塞与孔表面摩擦生热而实现焊接。焊接参数包括塞的直径、旋转速度、施加的压力和塞的位移。它不同于熔焊修补，在缺陷去掉之前，要反复打磨和填充，焊接修补比通常的TIG熔焊修补强度高20%，改善了补焊部位的力学性能，而且不易产生焊接缺陷。采用这种修补工艺还可大大减少修补时间，降低成本。

此外，也有人提出激光补焊的设想。铝合金激光焊的难点在于铝合金对CO2激光束（波长为10.6?μm）极高的表面初始反射率（超过90%以上），对YAG激光束（波长为1.06μm）反射率接近80%。而且，铝合金激光束还易产生气孔。这些问题都有待于进行深入的研究工作。

3.6 焊接工艺和焊接结构安全评定技术

由于航天产品的特殊性，对产品质量和可靠性极为重视。随着焊接技术的发展，对航天产品焊接质量和可靠性不断提出新的要求。在实际生产中，焊接工艺的优劣不仅要看其是否能够完成所针对结构的焊接，而且要看其是否具有相对稳定的使焊接质量达到产品验收标准的能力。“焊接性”概念回答了是否能实现焊接的问题；90年代，航天焊接工作者提出的“焊接工艺裕度”概念回答了一种焊接工艺是否能达到焊接质量标准的问题〔15〕。换言之，“焊接工艺裕度”概念是焊接工艺评定的基础。例如：可根据焊接工艺裕度的评价方法对其保证焊接质量的能力进行评定，分为“合格工艺”、“限用工艺”以及“禁用工艺”等。当然，对某一特定工艺进行评定，仍需进行必要的实验工作，首先要找准影响焊接质量的关键因素，而后方可对这些因素进行综合评定。

由于目前技术水平和生产条件的限制，仅依靠焊后对焊缝的无损检测尚不能完全评定焊接接头的全部性能。在实际生产中，目前对铝合金焊缝也只检测气孔、夹杂、裂纹、未焊透等几类缺陷，而且难以做到100%检测，尤其对于角焊缝，尚难进行有效的检测。即使对于铝合金焊接时常见的气孔缺陷，X射线的分辨率目前也只能检测到0.2 mm以上气孔，而对于对接头塑性影响较大的微气孔尚不能做到充分判定。总之，焊接工艺仍是决定焊接质量的直接因素，对焊接工艺在生产中保证质量能力进行科学的评定是非常必要的。

针对焊接结构的可靠性评定，是近20年焊接结构安全评定技术不断发展。这里仅介绍“合于使用”原则的概念〔16〕。“合于使用”原则是针对“完美无缺”原则而言的。在焊接结构发展初期，要求结构在制造和使用过程中均不能有任何缺陷存在，即结构应完美无缺，否则就要返修或报废；后来曾任英国焊接研究所所长的Edgar Fuchs通过大量实验证明：在铝合金焊接接头中，即使存在某种程度的气孔，对接头强度的影响可能微乎其微，而并非必要的返修补焊却会造成局部残余应力的增大和微观组织结构的不利变化，导致使用性能的降低。基于这一研究，英国焊接研究所首先提出了“合于使用”的概念。在断裂力学出现和广泛应用后，这一概念成为焊接结构长期研究的中心课题之一，现已逐渐发展成为原则，并且有了明确的定义。在一些国家已建立了应用于焊接结构设计、制造和验收的“合于使用”原则的标准。

在“合于使用”评定标准中，均需输入载荷、类裂纹缺陷和断裂韧度3个参量，并可粗略地将安全评定方法分为断裂力学方法和结构试验方法。

4 结束语

铝合金是航天产品的主要结构材料之一。随着材料技术的发展，铝合金家族不断壮大。在美国和俄罗斯，2219，1201，1420铝合金都已获得了广泛的应用，2195铝合金也已开始应用。在国内，S147和2195等在未来航天型号中的应用前景不容忽视。载人航天和可重复使用航天器对焊接结构的可靠性提出了更高的要求。随着这一进程的出现，新焊接技术在航天工艺焊接生产中的应用必将获得突飞猛进的发展，焊接自动化和高的质量及可靠性保证能力将是21世纪对焊接技术的基本要求。尤其是铝合金中厚板和厚板焊接技术在近几年将成为航天焊接工作者研究和推广的热点之一。

参 考 文 献

1 材料工艺. 北京：宇航出版社，1989.?

2 The first space shuttle super lightweight tank presented to NASA. 1998?01?16. Email-98-7-14．?

3 DC-X demonstrates key maneuver. Aviation Week & Space Technology, 1995?0717

4 Fridlyander I N et al. High?strength weldable 1460 alloy for cryogenic application. Al?Li Conf.，6：1245～1250?

5 Ш алин Р Е, Е фремов и др И С. Опыт проектирования иизговления крупногабариттных конструций из алюминиево-литиевых сплавов изделий ракетно-космической техники. Сварочное Производство, 1996(11)：14～18?

6 Дриц А М, Т В Крымова. Российский Высокопрочный Свариваемый Алюминиево-Литиевый Сплав Марки 1460. Цветный металлы, 1996(3)：68～73?

7 Рязанев В И, Федосеев В А. Технология дуговой сварки алюминиевых сплавов с литием. Сварочное Производство, 1996(6)：4～9 ?

8 Фридлядер И Н, Дриц А М, Крымова Т В. Возможностьсоздания свариваемых сплавов на основе системы Al?Cu?Li. МиТОМ， 1991(9)：30～32?

9 Stanley W K. Lightweight aluminum?based materials challenge nonmetallics in aerospace uses. Aviation Week & Space Technology, 1991?04?15： 57～60

10 Aerospace technology: to the 21st century. Aerospace Engineering, 199101．

11 沈江红 等.铝合金中厚板变极性等离子电弧焊焊接工艺的研究.宇航材料工艺,1997(3)．?

12 刘志华 等.法兰环缝局部真空电子束焊机的研制.宇航材料工艺，2001(3)：52～56?

13 唐 伟 等.搅拌摩擦焊及其在铝合金连接中的应用.第九次全国焊接会议论文集,1999：529～532?

14 Friction plug weld repair of space shuttle external tank. Welding & Metal Fabrication, 2000?09：6～8?

15 Liu Zhihua et al. Welding technology margin and its application in welding quality assurance. Proceedings of 47th International Welding Annual Conference, Beijing, China, 1994.?

16 霍立兴.焊接结构安全评定技术的现状及进展. 第九次全国焊接会议论文集,1999：82～95

4000元左右的笔记本哪款好？

给楼主推荐几款性价比比较高机吧价格在4000-5000元左右的：

一、联想G430

配置方面：联想3000 G430A-TFI采用了Intel 酷睿2双核 T5800处理器(2GHz主频、800MHz系统前端总线，2MB二级缓存)、Intel GM45主板芯片组、1G内存、250GB硬盘、NVIDIA GeForce 9300M GS独显（支持DireetX 10、高清H.2）、康宝光驱，预装Windows Vista Home Premium操作系统。

二、联想天逸F41A-PT

显示屏尺寸 14.1英寸

笔记本处理器 Intel 奔腾双核 T2330

笔记本主频 1600MHz

笔记本芯片组 Intel 965PM

标准内存容量 1024MB

硬盘容量 160GB

光驱类型 DVD刻录机

标准分辨率 1280×800

显卡芯片 nVidia Geforce 8400M GS

显存容量 独立128MB,共享最大支持256MB

无线网卡 802.11 b/g

I/O接口 3个USB2.0接口， Express Card接口，VGA接口，RJ11，RJ45、麦克风，耳机/音频输出，S-Video接口、1394接口

读卡器 六合一读卡器(SD/Pro, MS/pro, MMC, xD)

笔记本重量 2.400Kg

集成摄像头 集成130万像素摄像头

预装操作系统 Windows vista Home Basic

其它性能 IGRS闪联3.5+蓝牙模块, 130万像素摄像头, 支持安全易用的人脸识别功能, 通过顶级专业的杜比音效认证, 全新联想高触感键盘, 集成读卡器, 镜面高亮宽屏

三、神舟优雅 HP870

英特尔? 酷睿?2 双核处理器 P7350

15.4高亮宽屏

2G DDR2

250GSATA

DVDRW刻录光驱

512M G9600M GS独显

四、三星 R458-DS0S

配置方面，三星 R458-DS0S以最新的迅驰2平台为基础，采用英特尔酷睿2 T5800处理器，搭配1GB内存，160GB硬盘，以及DVD刻录光驱，处理器和存储方面都是目前的高端。显卡方面采用NVIDIA Geforce9200M GS显卡

五、戴尔Inspiron 1420

配置方面：戴尔Inspiron 1420采用了Intel 奔腾双核 T2390处理器（1.86GHz主频，533MHz前端总线，1MB二级缓存）、Intel PM965主板芯片组、1G内存、250G硬盘、NVIDIA GeForce 8400M GS独显、DVD刻录机，预装Windows Vista Home Basic操作系统。

六、惠普Compaq Presario CQ60

奔腾双核T3200处理器，搭载PM45芯片组，NVIDIA GeForce 9200M GS独立显卡，显存容量为256M，标配1G内存，160G硬盘，DVD刻录光驱，802.11a/b/g无线网卡。16英寸的16∶9宽屏幕

七、东芝Satellite M306

东芝Satellite M306采用了英特尔奔腾双核处理器T2390，主频为1.86GHz，Intel 965芯片组，ATI Mobility Radeon HD 3470独立显卡；1GB内存，160GB硬盘；DVD SuperMulti 双层刻录光驱，14.1英寸高亮超显炫彩屏。

八、三星 P459(DS01)

处理器类型:Core 2 Duo T00

标称主频(MHz):2000

标准内存容量(MB):1024

硬盘容量:250GB

显示屏尺寸(英寸):14.1

重量(kg):2.4

九、Acer TravelMate 5720G(4AG16Mi)

处理器类型:Core 2 Duo T5470

标称主频(MHz):1600

标准内存容量(MB):1024

硬盘容量:160GB

显示屏尺寸(英寸):15.4

重量(kg):2.88

十、DELL LATITUDE E5400(T7250/1G/160G)

处理器类型:Core 2 Duo T7250

标称主频(MHz):2000

标准内存容量(MB):1024

硬盘容量:160GB

显示屏尺寸(英寸):14.1

重量(kg):2.54

以上楼楼主参考啊，

c919是全球最大的飞机吗

截止2019年C919不是全球最大的飞机。c919是中国首款按照最新国际适航标准，具有自主知识产权的干线民用飞机，是由中国商用飞机有限责任公司于2008年开始研制的。C919客机属中短途商用机，实际总长38米，翼展35.8米，高度12米，其基本型布局为168座。标准航程为4075公里，最大航程为5555公里，经济寿命达9万飞行小时。

在使用材料上，C919将采用大量的先进复合材料、先进的铝锂合金等，其中复合材料使用量将达到20%，再通过飞机内部结构的细节设计，把飞机重量往下压缩，另外，C919将会使用占全机结构重量20-30%的国产铝合金、钛合金及钢等材料。

扩展资料：

C919的座席为168座，是不折不扣的大飞机。从航程上来说，C919的航程共有5555公里，基本可以覆盖国内的主要二线城市。C919飞机整体采用自主设计，包括外形、气动特性（飞完全靠气动特性）等，其中气动特性是我国自己的核心技术。另外，从系统集成上来看，C919也是属于我国自己的飞机。

舒适性是C919机舱设计的首要目标。机舱座位布局将采用单通道，两边各三座，其中中间的座位空间将加宽，有效地缓解以往坐中间座位乘客的拥挤感。据官方资料表示，C919采用先进的环控、照明设计，提供给旅客更大观察窗，更好的客舱空间，提供给旅客更好的舒适性；同时降低剖面周长0.326%，降低剖面面积0.711%，机身结构重量降低26.7kg。

百度百科——C919

人民网——国产大飞机C919冲向蓝天 告诉你何谓“国之重器”

焊接铝都需要什么条件？

给你看看这个，是否能用

21世纪航天工业铝合金焊接工艺技术展望

摘要：简要回顾了航天工业铝合金焊接技术的发展，并对国内外铝合金在航天器上的应用情况进行了综述和分析。介绍了铝合金焊接技术的最新发展和应用前景，其中包括变极性等离子焊、局部真空电子束焊、气脉冲焊接技术、搅拌摩擦焊、焊接修复技术以及焊接工艺裕度和焊接结构安全评定技术。

关键词：铝合金；焊接；航天

1 前 言

铝合金不但具有高的比强度、比模量、断裂韧度、疲劳强度和耐腐蚀稳定性，同时还具有良好的成形工艺性和良好的焊接性，因此成为在航天工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料。

例如，铝合金是运载火箭及各种航天器的主要结构材料。美国的阿波罗飞船的指挥舱、登月舱，航天飞机氢氧推进剂贮箱、乘务员舱等也都采用了铝合金作为结构材料。我国研制的各种大型运载火箭亦广泛选用了铝合金作为主要结构材料。

航天工业铝合金焊接技术的发展和应用与材料的发展有着密切的联系，本文将简要回顾航天工业铝合金焊接技术的发展并介绍几种极有应用前景的铝合金焊接工艺技术。

2 铝合金焊接技术的发展

2.1 LD10CS铝合金焊接回顾

早期的一些导弹和远程运载火箭的推进剂贮箱结构材料主要采用Al?Mg系列合金，特别是退火和半冷作硬化状态的LF3、LF6防锈铝的应用最为普遍。这两种铝合金都具有优良的焊接性能〔1〕。?

随着航天技术的发展，运载火箭的推进剂贮箱结构材料，从使用非热处理强化的防锈铝，转变到使用可热处理强化的高强度铝合金。LD10CS合金已在多种大型运载火箭和固体导弹上获得成功的应用。由于它的超低温性能较好，因此在三子级的液氢、液氧推进剂贮箱上也获得了应用。

需要指出的是LD10合金的焊接性能较差，焊接时形成热裂纹的倾向较大，对焊接过程中的各种因素也比较敏感，焊接接头的断裂韧度较低，特别是当焊缝部位存在焊接缺陷时，液压强度试验时试验件经常发生低压爆破。

20世纪70年代，在研制LD10合金火箭推进剂贮箱初期，在焊接工艺方面曾遇到了极大的困难。在“三结合”攻关中发明的“两面三层焊”工艺（正面打底、盖面，背面清根封焊）使焊接接头性能达到了设计要求。在LD10焊接生产实践中总结得出：如果焊接接头区的延伸率不小于3%，则焊接接头的塑性可以满足使用要求。在此后的许多年中，一直以“延伸率不小于3%”作为一个重要的验收指标。?

几十年来，焊接工艺主要是氩弧焊（TIG），包括手工氩弧焊和自动氩弧焊。从焊接工艺方面看，为了减少焊接结构的焊接残余应力和变形，通常在焊接工艺选择上都尽量减少焊接热输入量。特别是对于热处理强化铝合金，由于焊接热过程的作用，在焊接热影响区存在软化区，塑性较好，强度较低。焊接接头强度系数为0.5～0.7。?

为什么LD10CS贮箱采用两面三层焊工艺？理论分析和实践结果表明，若不采用此焊接方法，就会造成LD10CS铝合金焊接接头塑性较差，且焊缝背面焊趾处易出现裂纹。两面三层焊时，清根和封底焊可消除此种裂纹。同时由于热输入量较大，热影响区发生不同程度的退火或过时效，使硬度降低，塑性提高，焊接拉伸试样断裂的位置是焊接软化区。这样在结构中，焊接接头在复杂的应力状态下以软化区的塑性和变形补偿了熔合区塑性的不足。但贮箱焊缝补焊后，有时仍发生低压爆破。

由于两面焊的特殊要求，限制了自动焊及焊接新技术（如真空电子束焊、变极性等离子焊等）的应用。这是因为，氩弧焊焊接热输入量比高能束的真空电子束焊要大，同时考虑到焊接接头的结构承载适应能力，难以应用焊接热输入较为集中的焊接新技术，制约了焊接新技术的应用。?

在焊接生产中，铝合金焊缝内常见的缺陷为焊缝气孔。氢是铝及其合金熔焊时产生气孔的主要原因。基体金属中含氢量、焊丝及基体金属表面氧化膜吸附的水分以及弧柱气氛中的水分都是焊缝气孔中氢的重要来源。航天焊接工作者经过不懈的攻关和努力保证了航天焊接产品的交付和发射成功。但是，由于诸多因素和条件的限制，在生产中个别贮箱仍存在气孔超差。?

在焊接材料方面，国外使用的是焊接专用板材，基体金属的氢含量小于2×10-7?。而国内铝合金板材制造技术条件中尚无对氢含量的要求。

2.2 铝合金2219和铝锂合金焊接概述

2219高强铝合金的突出特点是焊接性能好，从-253℃到+200℃均具有良好的力学性能、抗应力腐蚀性能，对焊接热裂纹的敏感性较低，焊接接头塑性及低温韧性较好。在美国已作为推进剂贮箱的主要结构材料，美国土星Ⅴ号Ⅰ级贮箱等均采用了2219铝合金。前苏联在能源号和暴风雪号航天飞机均大量采用了1201（相当于2219）铝合金。?

国内研制的S147铝合金与2219铝合金相类似，生成焊接裂纹的倾向性较低，但生成气孔的敏感性较强，尤其是熔合区、密集的微气孔是影响焊接接头性能的主要缺陷。

随着航天技术的发展，对铝合金的强度和减重提出了更高的要求，铝锂合金在近几十年得到了迅猛的发展。因为每加入1%Li，可使铝合金质量减轻3%，弹性模量提高6%，比弹性模量增加9%，这种合金与在飞机产品上普遍使用的2024和7075合金相比，密度下降7%～11%，弹性模量提高12%～18%。前苏联的1420合金与广泛使用的杜拉铝(硬铝)Д16(2024)合金相比，密度下降12%，弹性模量提高6%～8%，抗腐蚀性好，疲劳裂纹扩展速率低，强度、屈服强度和延伸率相近、焊接性较好〔2〕。

前苏联航空材料研究所(ВИАМ)И.Н.Фридляндер等人于20世纪60年代在发明了Al?Mg?Li系的1420合金不久，就对该合金的焊接开展了研究。70年代对该合金的焊接研究已经取得了成果，他们认为这种合金氩弧焊时，可采用AM?г6、AM?г6T和1557焊丝，焊接接头的强度系数达到0.7以上。焊前、焊后热处理对焊接接头强度有很大的影响，淬火状态下焊接的接头强度比淬火及人工时效状态焊接的强度低78.5 MPa，焊后淬火及人工时效又可以使焊接接头的强度系数达到0.9～1.0。1980年1420合金被用于制造米格-29超音速战斗机的焊接机身、油箱、座舱，这使飞机的重量明显降低了24%。至今，1420合金已成功使用了30多年，广泛用于军用、民用飞机和火箭上〔3〕。

20世纪80年代俄罗斯研制了高强度、高模量的1460（Al?Cu?Li）合金，这种合金由于加入了Sc元素强化，使晶粒和亚晶结构变化，拉伸强度提高30～50 MPa，焊接性能明显改善。1460合金焊接工艺与1420合金基本相同，可采用1201（Al?Cu?Mn）合金焊丝焊接，也可在焊丝中添加钪（Sc）元素。在对多种成分比较试验后，推荐应用CB-1207或CB-1217焊丝，这种焊丝的成分是在AL?Cu基础上添加Cu、Sc、Zr、Ti等，具体成分有待于进一步了解。应用此种焊丝可以显著地降低焊缝热裂纹敏感性，氩弧焊焊接接头强度大于250 MPa，焊接接头强度系数大于0.5，焊后热处理焊接接头的强度、硬度增加。〔4～8〕?这种焊丝可以保证无裂纹和细晶粒结构的接头，合理的选择焊接工艺和焊前准备可得到无气孔的焊接接头。

美国发现者号航天飞机的外贮箱采用了2195（Al?Cu?Li?Mg）高强铝锂合金，取代原来使用了25～40年的2219合金。新设计的贮箱SLWT(Super Light Weight Tank超轻重量贮箱)，比原来的贮箱减重5%，即3 405 kg，其中LH2箱减重1 907 kg、LO2箱减重736 kg，箱间段减重341 kg，其他减重422 kg。每减轻1 kg质量可以增加1 kg有效载荷，这样就增加3 405 kg的有效载荷。美国总共生产120台SLWT，完成全部航天飞行计划〔9～10〕。

2195-T8合金的贮箱采用4043焊丝，变极性等离子弧焊 (VPPA)焊接。VPPA具有高的电弧温度、高的电弧电压和更集中的热量。VPPA焊接2195-T8铝锂合金的关键是焊缝背面保护，铝锂合金含有活泼的Li元素，如焊接时背面保护不好，极易氧化。马歇尔飞行中心研制出长229 mm、宽25.4 mm、高152 mm的不锈钢“保护盒”，“保护盒”在焊接时随焊枪行走，使焊缝区域氧气少于0.5%。另外，研制了直径51 mm、长229 mm的不锈钢管装在工件背面，焊接时随焊枪移动，也可有效保护背面焊缝。如果这两种保护装置同时使用，效果更好。

3 极具前途的几种工艺技术

3.1 变极性等离子弧焊接技术（VPPA）

1978年，美国NASA宇航局马歇尔宇航中心决定变极性等离子弧焊技术部分取代钨极氩弧焊工艺焊接航天飞机外贮箱。航天飞机外贮箱材料为2219铝合金，共焊接了00 m焊缝，经100% X射线检测，未发现任何内部缺陷，焊缝质量比TIG多层焊明显提高。?

变极性等离子焊接技术用于铝合金焊接，单道焊接铝合金厚度可达25.4 mm。其工艺特点是在焊接过程中，在焊接熔池中心存在一穿透的小孔，而且在实际生产中通常采用立向上焊工艺，既有利于焊缝的正面成形，又有利于熔池中氢的逸出，减少气孔缺陷。因此被称为“零缺陷焊接”。?

“八五”期间，在引进国外某公司的变极性等离子焊接系统的基础上，进行了LF6、LD10铝合金平板（厚3 mm、6 mm、10 mm）焊接工艺试验〔11〕。?

“九五”期间，与哈尔滨工业大学联合开展了变极性等离子焊接技术研究，研制了变极性等离子焊接设备样机，并进行了LF6和LD10铝合金板材（厚3 mm、5 mm、12 mm）焊接工艺试验，完成了带有纵缝和环缝的贮箱模拟件焊接，解决了环缝焊接时起弧打孔和收弧填孔及焊缝首尾相接的难题，焊接模拟件通过了液压试验，将变极性等离子焊接技术的工程应用向前推进了一大步。

随着2219铝合金和2195铝锂合金的应用，在未来中厚度的大型贮箱焊接生产中，变极性等离子焊接技术有着广阔的应用前景。

3.2 局部真空电子束焊接技术

由于真空电子束焊接工艺是将被焊工件置于真空环境中进行焊接，因此可以得到优质的焊缝。同时，电子束高的能量密度使焊缝较窄，深宽比大，焊接应力和变形较小，在工业各领域尤其是国防工业中得到了广泛的应用。

但对于一些大型构件如运载火箭贮箱壳体等，如果采用真空电子束焊接工艺，则需要较大的真空室，其容积可达数百立方米，这种电子束焊接设备造价很高。为了解决这一问题，国外开始设计和应用局部真空电子束焊接设备，不是将被焊工件整体放入真空室，而是在焊缝局部建立真空环境，从而完成焊接。

前苏联将局部真空电子束焊接技术应用于不同类型和尺寸火箭燃料贮箱壳体的焊接，在壳体的纵缝、对接环缝及法兰环缝焊接中，有7种类型焊缝（纵缝、对接环缝、法兰环缝）应用局部真空电子束焊接工艺。20世纪90年代初已用于Φ2.5 m直径壳体环缝焊接，能源号火箭贮箱纵缝采用局部真空电子束焊接工艺，壁厚为42 mm，局部密封采用磁流体密封、橡胶圈密封等技术。?

国内在“九五”期间，与中科院电工所合作研制了国内第1台法兰环缝局部真空电子束焊机(专利号：ZL002631776.6)〔12〕。电子枪与上真空室采用动密封结构，工件与上、下真空室间为静密封结构。焊接时电子枪可以实现极坐标运动。电子枪径向移动采用步进电机驱动，光栅尺检测位移；圆周方向转动通过交流伺服电机驱动，光码盘检测器角位移。二次电子焊缝对中系统用于实现焊缝轨迹示教。采用两级微机控制，可编程序控制器（PLC）控制焊接参数可实现柔性焊接，即可焊接100～300 mm直径的法兰环缝。局部真空室的真空度达到5×10-3Pa,高于国外同类产品水平。?

在未来的2219铝合金和2195铝锂合金航天器厚壁结构中，特别对于焊接残余应力和变形要求较高的法兰环缝焊接生产中，局部真空电子束焊接技术应用对焊接质量的提高有着极为重要的意义。

3.3 气脉冲TIG和MIG焊接技术

在航天工业中，铝合金焊接中应用较广的TIG和MIG工艺，保护气体采用氩气和氦气，其中以氩气应用较多。

就TIG焊而言，有交流氩弧焊和直流正接氦弧焊两种工艺。氦（He）和氩（Ar）相比，其最小电离能高，在其它条件和参数相同时，电弧电压较高。因此，氦弧焊电弧温度高，焊接热输入量大，也具有更高的能量密度，与氩弧焊相比熔深较大，焊接缺陷特别是焊接气孔较少。

据资料介绍，由于直流正接氦弧焊没有交流氩弧焊阴极雾化去除氧化膜的作用，氧化膜的破坏程度取决于电弧长度的大小，故直流正接氦弧焊采用短弧焊去除氧化膜。这样使得焊接时填丝变得较为困难，加上设备等因素的制约，直流正接氦弧焊一直未大面积推广应用。

为了利用氦气电弧热高的优点并避免纯氦带来的缺点，国外采用气脉冲Ar+He TIG和MIG焊接技术焊接铝合金，可大大减少焊接气孔。?

借鉴国外的经验，近几年开始进行气脉冲TIG焊接技术研究，初步试验表明，采用气脉冲（Ar+He）TIG焊接工艺焊接S147铝合金抑制焊接气孔方面有明显的效果。不开坡口可一次焊透7 mm平板，且表面光泽与氩弧焊相同，避免直流正接氦弧焊焊缝表面发暗。焊接工艺性、可操作性也与氩弧焊无异，弧长也无特别限制。这对于未来型号将应用对气孔较敏感的S147铝合金和2195铝锂合金有极大的应用价值。?

3.4 搅拌摩擦焊技术

宇航工业飞行器结构大量使用铝合金，由于某些材料熔焊焊接性不良不得不采用铆接结构。英国焊接研究所（TWI）1991年发明的搅拌摩擦焊为此类材料连接提供了一个新思路〔13〕。由于此方法属于固相焊，特别适合应用于熔化焊接性差的有色金属。相对于熔化焊接方法，不会产生与熔化有关的焊接缺陷，如热裂纹和气孔。但由于方法的限制，其应用仅限于简单结构的工件。

搅拌摩擦焊的原理是，利用摩擦发生的热，在高速旋转的搅拌头特形指棒周围的金属迅速被加热，并形成了很薄的热塑性金属层。随着搅拌头的移动形成了搅拌摩擦焊的焊缝。目前，已成功地进行了搅拌摩擦焊研究的铝合金包括：2000系列（Al?Cu）、5000系列（Al?Mg）、6000系列（Al?Mg?Si）、7000系列（Al?Zn）、8000系列（Al?Li）。美国波普公司的空间防御实验室在1998年将此技术用于火箭某些部件焊接。目前，ESAB公司正在制造可供商业应用的搅拌摩擦焊机，计划于2002年安装在TWI，用来焊接尺寸为8 m×5 m的工件，预计可焊接的工件厚度为1.5～18 mm。国内某些院校和研究所也开始了这方面的研究工作，有理由相信，国内最具备搅拌摩擦焊技术应用前景的将是航天工业。

3.5 焊接修补技术

铝合金结构件的焊接修补是航天器在生产和使用中不可避免地会遇到的问题。在焊接生产中，由于材料、结构、设备、工艺及环境条件等方面的偶然因素，在焊后会发现焊缝中存在超出标准的焊接缺陷，这就需要补焊。传统的手工TIG焊方法虽然操作简便、易行，但由于局部焊接热输入量较大，可能产生晶粒长大，局部韧性降低，同时在补焊部位引起较大的残余应力，往往成为“低压爆破”的裂源。另一方面，未来可重复使用运载器，在重复使用后，可能在某些构件局部出现裂纹等缺陷，需要进行焊接修补，此时在运载器外部覆有绝热材料，对温升有极严格的要求，必须采取热输量集中而且较小的焊接工艺。

1995年英国剑桥焊接研究所发明摩擦塞焊技术〔14〕，洛马公司和国家宇航局马歇尔飞行中心进行了补焊工艺研究，2000年已用于外贮箱焊接修补。这是一种新的焊接修补技术，在焊缝缺陷位置，钻一楔形孔，将一个与孔的形状相类似的楔形旋转塞插入孔内，高速旋转时完整的楔形塞与孔表面摩擦生热而实现焊接。焊接参数包括塞的直径、旋转速度、施加的压力和塞的位移。它不同于熔焊修补，在缺陷去掉之前，要反复打磨和填充，焊接修补比通常的TIG熔焊修补强度高20%，改善了补焊部位的力学性能，而且不易产生焊接缺陷。采用这种修补工艺还可大大减少修补时间，降低成本。

此外，也有人提出激光补焊的设想。铝合金激光焊的难点在于铝合金对CO2激光束（波长为10.6?μm）极高的表面初始反射率（超过90%以上），对YAG激光束（波长为1.06μm）反射率接近80%。而且，铝合金激光束还易产生气孔。这些问题都有待于进行深入的研究工作。

3.6 焊接工艺和焊接结构安全评定技术

由于航天产品的特殊性，对产品质量和可靠性极为重视。随着焊接技术的发展，对航天产品焊接质量和可靠性不断提出新的要求。在实际生产中，焊接工艺的优劣不仅要看其是否能够完成所针对结构的焊接，而且要看其是否具有相对稳定的使焊接质量达到产品验收标准的能力。“焊接性”概念回答了是否能实现焊接的问题；90年代，航天焊接工作者提出的“焊接工艺裕度”概念回答了一种焊接工艺是否能达到焊接质量标准的问题〔15〕。换言之，“焊接工艺裕度”概念是焊接工艺评定的基础。例如：可根据焊接工艺裕度的评价方法对其保证焊接质量的能力进行评定，分为“合格工艺”、“限用工艺”以及“禁用工艺”等。当然，对某一特定工艺进行评定，仍需进行必要的实验工作，首先要找准影响焊接质量的关键因素，而后方可对这些因素进行综合评定。

由于目前技术水平和生产条件的限制，仅依靠焊后对焊缝的无损检测尚不能完全评定焊接接头的全部性能。在实际生产中，目前对铝合金焊缝也只检测气孔、夹杂、裂纹、未焊透等几类缺陷，而且难以做到100%检测，尤其对于角焊缝，尚难进行有效的检测。即使对于铝合金焊接时常见的气孔缺陷，X射线的分辨率目前也只能检测到0.2 mm以上气孔，而对于对接头塑性影响较大的微气孔尚不能做到充分判定。总之，焊接工艺仍是决定焊接质量的直接因素，对焊接工艺在生产中保证质量能力进行科学的评定是非常必要的。

针对焊接结构的可靠性评定，是近20年焊接结构安全评定技术不断发展。这里仅介绍“合于使用”原则的概念〔16〕。“合于使用”原则是针对“完美无缺”原则而言的。在焊接结构发展初期，要求结构在制造和使用过程中均不能有任何缺陷存在，即结构应完美无缺，否则就要返修或报废；后来曾任英国焊接研究所所长的Edgar Fuchs通过大量实验证明：在铝合金焊接接头中，即使存在某种程度的气孔，对接头强度的影响可能微乎其微，而并非必要的返修补焊却会造成局部残余应力的增大和微观组织结构的不利变化，导致使用性能的降低。基于这一研究，英国焊接研究所首先提出了“合于使用”的概念。在断裂力学出现和广泛应用后，这一概念成为焊接结构长期研究的中心课题之一，现已逐渐发展成为原则，并且有了明确的定义。在一些国家已建立了应用于焊接结构设计、制造和验收的“合于使用”原则的标准。

在“合于使用”评定标准中，均需输入载荷、类裂纹缺陷和断裂韧度3个参量，并可粗略地将安全评定方法分为断裂力学方法和结构试验方法。

4 结束语

铝合金是航天产品的主要结构材料之一。随着材料技术的发展，铝合金家族不断壮大。在美国和俄罗斯，2219，1201，1420铝合金都已获得了广泛的应用，2195铝合金也已开始应用。在国内，S147和2195等在未来航天型号中的应用前景不容忽视。载人航天和可重复使用航天器对焊接结构的可靠性提出了更高的要求。随着这一进程的出现，新焊接技术在航天工艺焊接生产中的应用必将获得突飞猛进的发展，焊接自动化和高的质量及可靠性保证能力将是21世纪对焊接技术的基本要求。尤其是铝合金中厚板和厚板焊接技术在近几年将成为航天焊接工作者研究和推广的热点之一。

参 考 文 献

1 材料工艺. 北京：宇航出版社，1989.?

2 The first space shuttle super lightweight tank presented to NASA. 1998?01?16. Email-98-7-14．?

3 DC-X demonstrates key maneuver. Aviation Week & Space Technology, 1995?0717

4 Fridlyander I N et al. High?strength weldable 1460 alloy for cryogenic application. Al?Li Conf.，6：1245～1250?

5 Ш алин Р Е, Е фремов и др И С. Опыт проектирования иизговления крупногабариттных конструций из алюминиево-литиевых сплавов изделий ракетно-космической техники. Сварочное Производство, 1996(11)：14～18?

6 Дриц А М, Т В Крымова. Российский Высокопрочный Свариваемый Алюминиево-Литиевый Сплав Марки 1460. Цветный металлы, 1996(3)：68～73?

7 Рязанев В И, Федосеев В А. Технология дуговой сварки алюминиевых сплавов с литием. Сварочное Производство, 1996(6)：4～9 ?

8 Фридлядер И Н, Дриц А М, Крымова Т В. Возможностьсоздания свариваемых сплавов на основе системы Al?Cu?Li. МиТОМ， 1991(9)：30～32?

9 Stanley W K. Lightweight aluminum?based materials challenge nonmetallics in aerospace uses. Aviation Week & Space Technology, 1991?04?15： 57～60

10 Aerospace technology: to the 21st century. Aerospace Engineering, 199101．

11 沈江红 等.铝合金中厚板变极性等离子电弧焊焊接工艺的研究.宇航材料工艺,1997(3)．?

12 刘志华 等.法兰环缝局部真空电子束焊机的研制.宇航材料工艺，2001(3)：52～56?

13 唐 伟 等.搅拌摩擦焊及其在铝合金连接中的应用.第九次全国焊接会议论文集,1999：529～532?

14 Friction plug weld repair of space shuttle external tank. Welding & Metal Fabrication, 2000?09：6～8?

15 Liu Zhihua et al. Welding technology margin and its application in welding quality assurance. Proceedings of 47th International Welding Annual Conference, Beijing, China, 1994.?

16 霍立兴.焊接结构安全评定技术的现状及进展. 第九次全国焊接会议论文集,1999：82～95