宇宙飞船制造中的钎焊技术应用

钎焊在宇宙飞船的制造中也获得了广泛的应用。在美国有“钎焊使阿波罗（Appollo）上天”之说。在“阿波罗”载人登月计划中，从“土星”运载火箭发动机推力室到各种舱内管道系统大量采用了钎焊连接。

1.F-1发动机推力室

用作土星V运载火箭助推器的F-1发动机，推力为6800kN。它的推力室由178根主管与356根次管经钎焊而成。主管和次管均为变截面管，材料为Inconel X-750。装配前，表面镀镍，镍层厚20～30μm。在氩气保护炉中钎焊前，先将一根0.6mm壁厚的主管与两根0.45mm壁厚的次管连接成排管，采用自动感应钎焊，钎料为Au-27Pd-22Ni-10Cr，熔点为1177℃，用体积分数为95%的氩气和体积分数为5%的氢气的混合气体保护；随后将上面焊好的排管再与表面已镀镍的Inconel 718合金加强箍、外壳、支管基体等组合装配成推力室，进行炉中钎焊。钎料为Ag-20Pd-5Mn，钎焊温度为1149℃，采用氩气保护。钎焊后对钎缝进行目视检查、液压试验和X射线检测。有缺欠的钎缝再用Au-18Ni钎料在1010℃进行炉中补焊或用Au-18Ni焊丝进行手工补焊。

2.J-2发动机推力室

J-2发动机用于土星V运载火箭的第二、第三级，使用液氢、液氧推进剂。其推力室为0.3mm壁厚的347型不锈钢薄壁管，外壳和加强箍等为Inconel 718合金。钎焊前，Inconcl 718合金表面镀镍。将装配好的管束式推力室在干燥氢气保护的钎焊炉中钎焊。钎料为Ag90-Pd10合金，钎焊温度为1093～1125℃，钎焊保温时间为30min。对上述钎焊的钎缝进行X射线检测，然后进行第二次钎焊，其时喷管延伸段朝上，采用Au-18Ni丝状钎料，钎焊温度为971～982℃。钎焊完成的推力室应对每道钎缝进行目视检查和X射线照相，未焊透处应添加Au-18Ni钎料再次进行钎焊。

3.蜂窝夹层结构(www.xing528.com)

金属蜂窝夹层结构具有比强度和比刚度高、质量轻、隔热、消声和抗疲劳性能好、外形气动力小，以及良好的多轴承载能力等优点，在B-58战略轰炸机中就大面积使用了17-7PH不锈钢蜂窝夹层壁板，在B-70洲际轰炸机中也使用了几千平方米的PH15_-7Mo不锈钢钎焊夹层壁板。在“阿波罗”宇宙飞船上的许多部位使用了蜂窝夹层结构壁板。例如，在“阿波罗”指挥舱外壳采用PH14-8Mo不锈钢蜂窝夹层结构壁板，作为锥裙和底部隔热壁板，此蜂窝夹层壁板直径3.9m，壁板厚度由锥端处的50.8mm渐变为12.7mm，钎焊用电热陶瓷模。“阿波罗”服务舱通信装置中有四个微波反射器，直径为800mm，截面中心厚度为13mm，而四周边缘仅为6mm，采用Rene’41高温合金作蜂窝材料，钎料选用Au_-18Ni，炉中钎焊，每个反射器质量仅为1.8kg。“阿波罗”登月舱反射器也是蜂窝夹层结构件，面板为A-286高温合金，蜂窝芯材为347型不锈钢，呈抛物面形状，直径达660mm，质量仅为1.6kg。

4.导管

“阿波罗”载人登月飞船的指挥舱、服务舱和登月舱的供水、排水系统，盛宇航员粪便系统和遥控系统的导管，均采用感应钎焊连接。每个飞船的燃料、氧化剂和高压氦气输送系统有1046处钎焊接头，管子外径范围由5mm到50mm，管材为304L型不锈钢，钎料为BAg-19（Ag-7.5Cu-0.2Li）。对与N₂O₄氧化剂腐蚀介质接触的导管接头，选用Au-18Ni钎料。

“阿波罗”飞船反推火箭管路系统的铝导管与不锈钢导管的连接也采用钎焊。“双子星座”-4飞船的氧化剂和燃料导管系统，在发射之前采用多次重复钎焊（即对钎焊好的导管接头除钎、拆卸、再重新组装后钎焊）反复达9次之多。

此外，“阿波罗”载人飞船的铍合金惯性控制仪支架及核子辅助动力装置SNAP-27RTG（月球表面试验设备）也都是全钎焊结构，所用钎料为BAg-19。“阿波罗”飞船仪器舱内的环境系统采用了钎焊的针柱夹层结构，壁板为6061铝合金，钎料为No23。