钎焊技术在航天飞机制造中的应用探析

在美国航天飞机的主发动机上和前苏联的“暴风雪”航天飞机上都大量使用了的钎焊连接。

1.美国航天飞机主发动机

美国航天飞机主发动机（SSME）为一高温高压补燃发动机，主发动机大多数钎焊组件采用氢气保护炉中钎焊，使用贵金属钎料连接各种高温合金。

主发动机的喷管为管束式钎焊结构。1086根A-286高温合金锥形管，每根长3.05m，装配成钟形喷管，并与Inconel 718外壳和加强环钎焊成一体，重423kg。所用钎料为Au70-Ni22-Pd8和Au82-Ni18等，在锥形管与喷管外壳组装中共使用了7kg钎料；此外，管子之间的连接还需要更多的钎料，管端插入歧管钻孔处还有2160个钎焊接头，钎缝总长度超过4277m。富金钎料的钎缝虽然其耐应力腐蚀性能和高温强度与薄壁喷管基体一致，但金含量太高，密度又大，如Au82-Ni18钎料的密度达17.16g/cm³，为此研制了两种多元合金钎料：Au35-Mn10-Pd10-Ni14-Cu31和Au50-Ni25-Pd25，来代替含金量高的钎料，前者的密度仅为10.64g/cm³，用其钎焊A-286合金，钎缝的室温抗剪强度可达351～527MPa。

预燃室的Inconel 625合金组件采用Au70-Ni22-Pd8钎料在氢气保护炉中钎焊。紊流器和喷注器隔板内外管材料均为NARIoy-A铜合金[w（Ag）：3%、w（Zr）=0.15%]采用金镀层作界面材料，进行扩散钎焊连接。(www.xing528.com)

2.“暴风雪”航天飞机组件钎焊_[8]

在前苏联的“暴风雪”号航天飞机上大量采用蜂窝夹层结构，所用材料有耐热钢、钛合金和铝合金等。耐热钢和钛合金采用钎焊连接工艺，用于关键承载部位或高温部分。钛合金钎焊蜂窝夹层结构，短时工作温度可达750～800℃，可减轻质量20%～40%，在该航天飞机上，钎焊的蜂窝壁板面积超过100m²。大尺寸蜂窝结构（三层壁板）采用在气体保护箱中钎焊。

“暴风雪”号航天飞机有3000多个焊接和钎焊的导管接头，其中不少是钛导管和钢导管的钎焊接头。钎焊的导管直径为6～100mm，壁厚为1.0～2.5mm。在连接钛合金导管过程中，采用了固定式焊接装置和在安装条件下进行的高频感应加热气体保护搭接钎焊工艺。对“暴风雪”号航天飞机钎焊接头进行了非破坏性检验，大量的检验工作使用了射线检测法，可以得到被检零件接头组织在X射线胶片上的图像。