搅拌摩擦焊舱段与铸造舱段应用比较分析
肖任勤唐众民？
范开春！
郭辉荣
（1中国航天三江集团设计所，武汉430040）（2中国航天三江集团红阳厂，孝感432100）
文摘从生产工艺、力学性能、产品质量等几方面，将搅拌摩擦焊（FSW)舱段与传统的铸造舱段进行对比分析，得出搅择摩擦焊舱段具有性能稳定、承载能力高、尺寸精度高的优势。
关键词搅拌摩擦焊，铸造，舱段，优势
ComparisonandAnalysisofFSWCabinsandCastingCabins
Fan Kaichun'
Guo Huirong
Xiao Renqin'
Tang Zhongmin
(1 China Aerospace SanJiang Group Design Corporation, Wuhan 430040)(2China Aerospace SanJiang Group Hongyang Machinery plant,Xiaogan432100)
AbstractThis paper compares the cabins made in welding with traditional casting cabins from production process, mechanical properties and product quality. And getting the conclusion that the cabins made in welding has
the advantages of stable performance, high camrying capacity and high dimensional accuracy. Key wordsFriction stir welding(FSW),Casting,Cabins,Advantages
0引言
航空、航天等单位相继开展了搅拌摩擦焊研究工作，实现了搅拌摩擦焊接技术在航空航天等制造领域的工程应用。首都航天机械公司编制了国内首份搅拌摩擦焊航天行业标准QJ20043-—2011《铝合金中厚板搅拌摩擦焊技术要求》"]。但是，目前国内搅拌摩擦焊主要在小型的、受到载荷较小的结构件上应用较多，在大型的弹体结构舱段应用上还鲜有报道。本文对搅拌摩擦焊舱段与铸造舱段应用进行比较分析。搅拌摩擦焊舱段与铸造舱段
舱段作为弹体结构的主承力件，结构形式主要有以下几种：铆接舱段、锻件整体机加舱段、整体铸造舱段。铆接舱段由于结构自身的缺陷，不适于承受大载荷，不用于大射程、大载荷的弹体结构上，应用范围有限；整体机加舱段虽然承载能力高、刚性好，但是加工周期长，加工余量大，原材料毛坏生产周期长，成本高整体铸造舱段具有刚性好、成本低、便于批量生产等优点，已得到广泛的应用。整体铸造的缺点在于产品质量一致性难以保证，舱体壁厚难以控制，易出现针孔、疏松等缺陷。
中国航天三江集团从2003年以来，与中国揽拌摩擦焊中心合作，对LD7、LY12等热强性铝合金材料收稿日期：2013-0503
进行了摩擦焊工艺的研究和探索。在完成一系列工艺试验（主要是力学性能测试、金相组织分析、热处理工艺优化等)的基础上，完成了搅拌摩擦焊舱段的试制。综合考虑原材料、加工、焊接性能等各项综合因素，将舱段壳体分为前端框、筒体、后端框三部分。结构示意图见图1。
2
前端框
焊接加工后最终外形(简体)
焊接时的外形后端柜
图1揽拌摩擦焊舱段示意图
Fig.1Schematics of FSW cabins
舱段承载能力计算 2
在导弹弹体结构设计中，圆筒（锥）壳占有十分重要的地位。不管是搅拌摩擦焊舱段还是整体铸造舱段，从结构形式上讲均属于圆筒（锥)壳。弹体在地面停放、起吊、运输以及飞行过程中要承受弯矩、轴
作者简介：范开春，1965年出生，高级工程舞，主要从事弹体结构设计及成形工艺研究。E-mail：h@tom.con-84
宇航材料工艺
万方数据
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2013年第3期