焊接火箭发动机到底有多难(焊接火箭发动机到底有多难焊)

小编：小丢更新时间：2022-08-25

一个搞电焊的能有多厉害？年薪百万，还送北京两套房？抱歉，这些人家根本看不上。

作为一名专业焊接火箭发动机的电焊工，高凤林绝对是蓝领工人的天花板级别。

那么焊接火箭发动机到底有多难？我国的火箭焊接技术与美国相比，处于一个什么水平呢？

火箭发动机焊接难点在哪？

这是火箭的发动机，发动机尾部这个看着像大喇叭的东西，叫发动机喷管。在火箭点火发射飞行过程中，经过喷管的燃气温度在1000-3000摄氏度之间，太阳表面温度是5500摄氏度，大约是太阳表面温度的一半。虽然温度没有太阳高，但是喷管表面所感受到的热量，可是与太阳表面非常接近。面对如此高的热量和温度，即便是目前人类能制造的最耐高温的材料，也无法承受。

既然硬抗不行，那就要想办法给喷管进行冷却降温，电脑的液冷系统我们都见过，冷却液在主机内部流淌，将热量带走，科学家给喷管降温的方法，与此方法大致相同。改变喷管的结果，将喷管做成中空带夹层，火箭的液体推进剂在进入燃烧室之前，先在这个中空夹层中走一圈，这样就能把热量带走，喷管也就不会被烧毁了。

好，现在方法是有了，但还有一个问题更加棘手。这是夹层式喷管的横截面，中间流淌的推进剂，温度低于零下100度，而夹层外部则是几千度的高温，冰火两重天。而且夹层壁的厚度仅为1毫米，除了巨大的温差，还要承受几十甚至上百个大气压力的冲击，以及发射过程中的强烈震动。这一系列的严苛要求，都对焊接质量提出了巨大挑战，哪怕是一点点的裂缝或者气泡，就可以造成火箭在飞行过程中喷管损毁，进而影响火箭的发射。

上个世纪90年代，我国在研制“长三甲”系列运载火箭时，大推力发动机的大喷管焊接，成为了研发瓶颈。当时的火箭发动机喷管是由248根细方管组成的，方管壁厚只有0.33毫米，比一张纸还要薄。焊接这样的喷管，焊枪哪怕是多停留0.1秒，就有可能把方管烧穿，每焊坏一个这样的喷管，损失就高达百万。更要命的是，还会严重影响火箭的研发进度。

高凤林作为一名航天特种焊工，为了解决喷管的焊接难题，勤学苦练，就连吃饭时，都拿着筷子练习送焊丝的动作，为了焊接动作的一气呵成，高凤林更是练就了10分钟不眨眼的硬功夫，在他的带头下，我国最终攻克喷管焊接的技术难题。到目前为止，我国大约40%的火箭发动机是经由高凤林之手焊接的，被誉为火箭心脏焊接第一人，是真正的大国工匠。

62年出生的高凤林，已经到了退休的年纪，为了将技艺传承下，他组建了学习班，手把手教学，将自己的技艺无条件的传授给其他师傅，为我国航天事业的发展，注入更多新鲜血液。

机器焊接

看到这，我想你不禁会问，在工业高度智能化，自动化的今天，为什么不尝试用机器人焊接火箭呢？别急，下面就介绍一下咱们国家的火箭自动焊接技术。

过去之所以选择人工焊接，是因为焊接火箭的方式很特别，操作流程极为复杂，有些焊接更是需要在真空环境下进行，焊接过程很难实现自动化。但人工焊接的缺点同样非常突出，对操作人员的技术水平要求较高，能干得了这种活的人，全国也没有多少。这就导致了火箭制造周期长，成本过高等问题。

现在随着科技进步，火箭焊接难题，正在逐步被一一解决。8月30日，由武重集团自主研制的，十米级火箭燃料贮箱箱底焊接系统，开始了批量试验件的焊接。在火箭内部，燃料贮箱主要用于储存动能燃料，也是整个火箭一飞冲天的动力源。大型火箭的燃料贮箱的箱底，直径达到9.5米，是由12个弧形材料进行无缝焊接拼装在一起的。如何在材料在不变形的情况，保证焊接精度，让它成为了整个燃料铸件焊接过程中最难的一个环节。武重集团历时3年，四次方案推倒重来，最终攻克了反变形加工，复杂曲面零件骨架制造等一系列卡脖子问题。

那么，武重集团的这个技术，有多牛呢？目前，俄罗斯能做到最大直径是8米，美国是10米，我们和美国差不多，属于是世界最先进水平。有了这样一台设备，未来我们用于探测火星，载人登月的重型火箭，就可以更早地进行试飞，是我国未来进行深空探测的重要利器。