火箭發(fā)動機是火箭最重要的組部件，有火箭“心臟”之稱。噴管位于火箭發(fā)動機推力室中，負責將推進劑燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓燃氣的熱能轉(zhuǎn)化為動能，它直接影響發(fā)動機的比沖性能。近年來，商業(yè)航天加速發(fā)展，低成本低、短周期、可批量化生產(chǎn)逐漸成為追求方向。人工焊接耗時數(shù)月的生產(chǎn)周期，及對專家技師的高度依賴，并不適應市場對于量產(chǎn)的需求，火箭企業(yè)開始探索機器人焊接工藝。
TQ-12發(fā)動機噴管的直徑1米以上，采用機器人進行激光焊接，用時僅為兩天。隨著后續(xù)工藝進一步成熟，焊接時間或壓縮至10小時內(nèi)，制造周期和成本僅為傳統(tǒng)的噴管制造工藝的1/10左右。
噴管在大推力液體火箭發(fā)動機工作過程中，需要承受燃氣劇烈的高溫加熱，每平方米感受到的熱量接近于太陽表面。人類目前掌握的最好耐高溫金屬材料也無法承受如此巨大的熱流。
因此，工程師們將噴管的結構做成夾層，讓推進劑在進入燃燒室前，先在夾層里高速流動，帶走熱量，從而保證噴管不被燒毀。
這種再生冷卻噴管需要具有足夠的結構強度和剛度，以承受發(fā)動機軸向的推力、內(nèi)部的液壓、強烈的震動；還需要足夠輕的重量，以提高發(fā)動機推重比；以及最優(yōu)的型面精度，以使燃氣以最優(yōu)的方式膨脹，獲得最高的比沖。
在目前的工程應用中，夾層式噴管結構主要有波紋板式、銑槽式和管束式等三種。
其中，管束式結構，按管子的排列形式來分，可分為直列式和螺旋式。藍箭航天采用的為螺旋管束式結構，數(shù)百根管壁厚度約3毫米的合金管，以改變螺旋升角的方式被焊接在一起。
在對真空加壓釬焊、擴散焊、激光焊等多種工藝進行比較分析，以及對相關設備企業(yè)進行調(diào)研后，研究團隊最終選擇了激光焊接夾層噴管工藝。該工藝具備多種優(yōu)勢，包括焊縫強度高、承壓能力強、自動化程度高、焊接速度快、能在大氣環(huán)境操作等。
目前激光裝備制造集團合作建成了整套機器人激光焊接設備。通過使用大型噴管機器人，完成全自動激光焊接。該設備最大焊接功率8000瓦，最大可焊深度10毫米，最大可焊直徑接近2米，適應各類不銹鋼、高溫合金、鋁合金、銅-鋼異種金屬等的焊接。
創(chuàng)鴻激光結束語：
隨著機器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修)，而單機價格不斷下降，對機器人系統(tǒng)的可靠性提出了更高的要求。在保證系統(tǒng)可靠的前提下，功能多樣化也一直是激光設備發(fā)展的一個方向。可在激光焊接機器人設備上集成切割、熔覆、表面處理等多種激光加工手段。
激光焊接作為高速發(fā)展的新興的高能束焊接手段，對環(huán)境要求相對較低、加工幅面可無限擴展，可以成為滿足復雜結構件的焊接制造需求的重點發(fā)展方向。事實上，機器人激光焊接加工技術正朝著高精度、低成本、高可靠性、高集成化等趨勢發(fā)展。通過提高設備性能和選擇適當?shù)墓に噮?shù)等方式獲得提高加工精度。在速度方面，既要獲得高速，又要減小慣性力，就要盡量減少運動部分的質(zhì)量。
東莞市創(chuàng)鴻激光智能科技有限公司是一家從事激光焊接，切割，打標，激光自動化于一體的激光智創(chuàng)型企業(yè)。公司位于東莞大朗鎮(zhèn)，占地面積近5000平米。公司產(chǎn)品線豐富，專注細分領域開挖，在水龍頭行業(yè)，運動器材行業(yè)，小家電行業(yè)，電力行業(yè)，齒輪行業(yè)，鋁門窗行業(yè)，汽車行業(yè)，電機行業(yè)開發(fā)出了面對市場，實用，安全，穩(wěn)定，性價比高的一系列單機，專機，產(chǎn)線等產(chǎn)品。
創(chuàng)鴻激光面對未來競爭，矢志在細分領域開花結果。為此公司在人才方面，大力引入了光路工程師，C#電氣軟件工程師，玻璃工藝工程師，機械手焊接工程師，機械設計工程師等領先人才，開發(fā)了皮秒玻璃激光切割機，激光機械手焊接機，激光機械手切割機，流水線打標機，平臺激光焊接機，電機定子生產(chǎn)線等機型供客戶選擇。
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