[發明專利]內壁溝槽結構再生冷卻身部成型方法

有效

• 申請號: 202011630987.7
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112792505B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 李毓磊;李淮陽;陳祥;杜利亞;馮志磊
• 申請（專利權）人: 湖北三江航天江北機械工程有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;F02K9/64
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西;張繼巍

本發明公開了一種內壁溝槽結構再生冷卻身部成型方法，再生冷卻身部包括身部本體及集液裝置，身部本體包括外壁和外壁，內壁機加成型?外壁機加成型?內、外壁鍍層?內、外壁裝配并焊接封邊?內、外壁熱等靜壓擴散焊?身部精加工?集液裝置焊接并檢測。采用熱等靜壓擴散焊，解決了機械加壓接觸壓力不均勻的問題，從而使焊接過程受控；提高了產品合格率、加工精度，降低了產品成本。

技術領域

本發明屬于液體火箭發動機推力室再生冷卻身部制造領域，具體涉及一種內壁溝槽結構再生冷卻身部成型方法。

背景技術

再生冷卻身部是在高溫、大壓力和強振動等惡劣條件下工作，通常為雙層結構，內外壁之間形成再生冷卻通道，以供推進劑中的一個組元流通，用以降溫內壁溫度。

現代發動機推力室廣泛使用的冷卻通道結構分為：波紋板冷卻通道、銑槽式冷卻通道及管束式冷卻通道。其中波紋板冷卻通道結構的推力室由于其結構特點，有一半的冷卻液不能與內壁直接接觸，不利于內壁溫度的降低；管束式冷卻通道雖然結構質量輕、散熱快，但受限于結構剛性差，研制成本高，多用于大面積、低熱流、高音速的噴管延伸段；內壁溝槽式再生冷卻結構在高熱流、亞音速到音速區具有更高的性能，一般用于身部。

綜上所述，高性能、輕質量、循環壽命高、低成本的最佳組合推力室多采用銑槽式再生冷卻身部、管束式再生冷卻噴管延伸段上段和C-C噴管延伸段下段。身部是薄壁結構，為提高內、外壁之間的連接強度、增加剛度，通常采用釬焊、熔焊等工藝方，使其牢固地連成一個整體。內壁溝槽結構是再生冷卻身部的主要結構形式之一，由一定數量的成形管子組合裝配在一起，用釬焊和熔焊的方法焊接成整體。

但是，此類零件采用傳統的加工工藝，材料利用率低、加工成本高，且周期較長。

發明內容

本發明的目的就是針對現有模壓技術的缺陷，提供一種能提高產品合格率、提供加工精度且降低產品成本的內壁溝槽結構再生冷卻身部成型方法。

為實現上述目的，本發明所設計的內壁溝槽結構再生冷卻身部成型方法，再生冷卻身部包括身部本體及集液裝置，身部本體包括外壁和外壁，所述成型方法包括如下步驟：

1)內壁機加成型

采用銅棒料機加成型內壁，并將內壁外型面溝槽和加強筋部位加工至尺寸，機加完成后，對內壁外型面進行拋光；

2)外壁機加成型

采用不銹鋼棒料機加成型外壁，并在外壁兩端的延長段內型面均增加應力釋放槽；

外壁采用分瓣的形式與內壁進行裝配焊接，分瓣前將外壁外型面機加至尺寸、內型面保留單邊不小于1mm的加工余量形成半精車外壁，通過線切割將半精車外壁沿母線方向對半切開，對分瓣后的半精車外壁通過外型面卡箍或模具緊固后整體機加外壁內型面；

3)內、外壁鍍層

內壁外型面鍍Ag和Cu，鍍層時，使用石蠟填充內壁溝槽；外壁內型面鍍層Ni；

4)內、外壁裝配并焊接封邊

裝配前檢查內壁溝槽及外壁的多余物，采用熱裝的方式進行內外壁裝配，將外壁加熱后取出外壁，將分瓣后一瓣的外壁與內壁完成裝配，確保分瓣面對應內壁加強筋，然后將另一半外壁裝配完成后使用焊接工裝抱緊外壁；然后采用激光焊將外壁分瓣處進行封邊焊接；

5)內、外壁熱等靜壓擴散焊

采用熱等靜壓擴散焊接，并采用階梯加熱的方式進行加熱；

6)身部精加工

身部本體擴散焊完成后車加工去除兩端延長段并在兩端面預留焊后精加工余量，然后車加工集液裝置焊接裝配面，然后外型面精車加工；

7)集液裝置焊接并檢測