焦君，李国鹏，湛利华，杨有良，胡正根，刘观日

(1.中国运载火箭技术研究院，北京，100076；2.中南大学机电工程学院，湖南长沙，410083；3.北京宇航系统工程研究所，北京，100076)

蠕变时效成形是为了制备高性能高精度大型薄壁构件而发展起来的一种新型成形工艺[1]，其原理是利用材料的蠕变和时效强化特性，使构件在同一个制造环境中同时实现成形与成性。相对于传统成形技术，蠕变时效成形具有成形精度高、可重复性好、成本低等优点，已在国外航空航天运载器例如B-1B 超音速战略轰炸机上机翼壁板、空客A380 的上机翼蒙皮及土星五号火箭贮箱壁板[2−4]中广泛应用。目前，我国也将蠕变时效成形技术运用于新一代运载火箭贮箱瓜瓣与壁板的制造中[5]。运载火箭贮箱一般由整体成形的大型板材作为基本单元拼焊而成，以往贮箱焊接多采用熔焊方法，这种焊接方法存在焊缝缺陷多、焊接变形大、生产周期长等问题[6]。1991年，英国焊接研究所发明的搅拌摩擦焊技术(FSW)成功克服了上述缺陷，使焊接性能大幅提高[7]。以2219 铝合金为例，与TIG焊缝相比，搅拌摩擦焊焊缝的平均抗拉强度提高17%，断后伸长率提高87.5%，缺陷发生率降低90%左右。目前，搅拌摩擦焊已在Delta II和IV 贮箱(2219-T87)、猎鹰9 号贮箱(2198 铝锂合金)、太空发射系统贮箱(2219-T87)等火箭贮箱中得到了广泛应用[6,8]。

通常，焊接后的热处理可以消除残余应力，使晶粒形状更加均匀，是一种能够有效提高焊缝性能的手段[9−10]。但在实际工程中，拼焊成形后的火箭贮箱直径较大(一般为3.35 m)，难以进行整体固溶处理，因此，一般通过调整板材初始坯料状态的方法改善焊缝区域性能。……