研究太空环境下焊接冶金过程、焊缝及热影响区的变形、破坏等行为对保障航天器的安全运行,提高其使用寿命和可靠性具有极其重要的意义。本课题采用地面模拟的办法研究太空环境下的焊丝熔化、焊接电弧形态、焊接电弧物理特性及能量分布,探索太空环境下新材料及异种材料的焊接冶金过程、钎料的润湿铺展及毛细现象,分析熔化金属汽化过程及寻找防止自由漂浮的方法。分析真空、冷热循环、离子辐射等环境因素对接头性能的影响和焊接缺陷
本项目围绕航空、航天飞行器舱体及高精度、长寿命、轻量化武器装备中存在的异种材料复杂焊接结构,对铬青铜与双相不锈钢、陶瓷和金属、TiAl金属间化合物和钢、C/C(或SiC/C)复合材料与金属等异种材料的连接进行研究。同时,为实现空间飞行器及空间构件在太空环境下的焊接,建立了空间焊接实验室,并正在对空间焊接地面模拟设备进行研制。本项目的研究结果如下开发出异种材料薄壁件电子束自熔钎焊技术和焊接变形预测软件,其可解决新型火箭发动机异种材料关键部件的焊接及地空导弹发动机壳体焊接变形控制问题。TiC金属陶瓷和钢的研究改变了Ag-Cu-Zn钎料不能用于真空钎焊的传统观点,纠正了陶瓷和金属活性钎焊必须采用Ag-Cu-Ti钎料的理论。特别是,国外对TiA/钢增压涡轮的连接技术实现封锁,现通过研究,不仅可以对其实现连接,还能对接头力学性能进行控制。自蔓延反应辅助连接可实现TiAl与TiC金属陶瓷高质量、高效率连接,该技术可用于导弹燃气舵构件的焊接。另外,常规的焊接方法无法对SiC/C、C/C复合材料及SiO2玻璃陶瓷与金属进行连接,本项目采用真空钎焊或复合反应钎焊方法可获得它们较可靠的焊接接头。