航天包裝箱制作技術(shù)淺探

文／康建召·中電科技（三河）精密制造有限責(zé)任公司

導(dǎo) 語(yǔ)

對(duì)于鈑金企業(yè)來(lái)說(shuō)，往往容易囿于單一鈑金加工的狹窄制造領(lǐng)域，如此一來(lái)卻飽嘗作繭自縛的苦果。我們的企業(yè)在冷靜反思之后，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局中，及時(shí)調(diào)整產(chǎn)品方向，切入航天包裝箱制作行業(yè)。本文以具體產(chǎn)品為例，介紹了航天包裝箱產(chǎn)品的技術(shù)要求，并解析了該類(lèi)產(chǎn)品的制作技術(shù)要點(diǎn)。

十三五時(shí)期，我國(guó)航天通信衛(wèi)星事業(yè)有了迅猛的發(fā)展，不斷刷新的發(fā)射記錄彰顯了我們國(guó)家的整體實(shí)力。與此同時(shí)，通信衛(wèi)星事業(yè)也帶動(dòng)了相關(guān)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，比如，航天包裝箱就是一種服務(wù)于通信衛(wèi)星關(guān)鍵零部件運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)產(chǎn)品，能夠在衛(wèi)星關(guān)鍵零部件運(yùn)輸過(guò)程中提供潔凈、恒定溫濕度、減緩振動(dòng)及氮?dú)馓畛涞榷喾N保護(hù)功能。航天包裝箱內(nèi)有類(lèi)似于飛機(jī)的“黑匣子”，可以監(jiān)測(cè)、記錄、顯示包裝箱內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)。所以航天包裝箱產(chǎn)品的應(yīng)用日益廣泛，該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制作是對(duì)企業(yè)技術(shù)實(shí)力和生產(chǎn)底蘊(yùn)的考驗(yàn)。

在當(dāng)今激烈競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)格局中，我們企業(yè)并非一味拘泥于單一的鈑金加工，而是將視野擴(kuò)展至多個(gè)領(lǐng)域，進(jìn)行了艱苦不懈的探索。在我們的努力之下，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的技術(shù)攻關(guān)，終于切入航天包裝箱產(chǎn)品制作行業(yè)，以匠人精神打造產(chǎn)品，獲得了客戶的最終好評(píng)。該產(chǎn)品的制作也體現(xiàn)了我們企業(yè)的責(zé)任擔(dān)當(dāng)以及為祖國(guó)航天事業(yè)服務(wù)的決心。本文介紹了航天包裝箱產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)和制作技術(shù)要點(diǎn)。

圖1所示的產(chǎn)品是我司為中國(guó)電科集團(tuán)第三十九研究所定制的一款航天包裝箱產(chǎn)品，該產(chǎn)品承載通信衛(wèi)星太陽(yáng)電池陣裝置，需滿足1000公里以上的公路運(yùn)輸要求，具有很高的技術(shù)難度，目前已成功交付用戶。

圖1 中國(guó)電科集團(tuán)第三十九研究所的太陽(yáng)電池陣運(yùn)輸包裝箱

航天包裝箱產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)

航天包裝箱產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)為：

⑴箱內(nèi)潔凈度優(yōu)于十萬(wàn)級(jí)。

⑵箱內(nèi)填充高純氮?dú)獠⒈３终龎?，一般高于?dāng)?shù)卮髿鈮?00～3000Pa，箱體密封的氣體漏率一般不大于300Pa/24h。

⑶箱內(nèi)有沖擊減振措施，在鐵路及公路運(yùn)輸時(shí)，傳到航天零部件上的振動(dòng)加速度均方根值不大于0.6g，沖擊加速度不大于1g。

⑷包裝箱應(yīng)有足夠的剛性，箱內(nèi)壁應(yīng)能承受最高5000Pa的內(nèi)壓，且不會(huì)導(dǎo)致箱內(nèi)壁材料的塑性變形。

⑸箱內(nèi)承載航天零部件的接地電阻應(yīng)小于1Ω。

航天包裝箱產(chǎn)品制作技術(shù)要點(diǎn)解析

通過(guò)解讀航天包裝箱的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)資料，結(jié)合以往在各類(lèi)鋁制包裝箱產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制作上積累的經(jīng)驗(yàn)，我們分析該類(lèi)產(chǎn)品的制作技術(shù)要點(diǎn)在于箱體材質(zhì)選擇、箱體熔透焊接、箱體結(jié)構(gòu)仿真、減振裝置選用、接地部件材質(zhì)、檢測(cè)等環(huán)節(jié)。

⑴箱體材質(zhì)選用高強(qiáng)度航空防銹鋁，既最大限度地減輕了箱體自重又達(dá)到了耐壓指標(biāo)，為了減少焊接的工作量，盡量選用大幅面的板料，使焊線長(zhǎng)度最短。

⑵為了保證焊接后箱體的氣密性，箱體內(nèi)膽的主要焊縫采用單面熔透焊接。鋁材在焊接之前，需要先有效去除鋁材表面的氧化皮，因?yàn)檠趸さ娜埸c(diǎn)大于鋁材的熔點(diǎn)，會(huì)影響到鋁材的焊接。對(duì)于厚度差較大的鋁板料，可采用厚鋁料預(yù)熱等措施，我們?cè)龅竭^(guò)3mm鋁料與50mm鋁料搭接的實(shí)例，技術(shù)人員與工人技師共同攻克難關(guān)，集CO2焊與氬弧焊的優(yōu)點(diǎn)，采用局部與整體預(yù)熱，選用優(yōu)質(zhì)焊絲，最終獲得了優(yōu)良的焊接金相組織。

⑶因用戶在航天包裝箱產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)階段所給的時(shí)間很短，且該產(chǎn)品的投產(chǎn)類(lèi)型往往以單件或小批量的形式居多，所以箱體的整體架構(gòu)先要確定下來(lái)，否則結(jié)構(gòu)有缺憾會(huì)影響到最終產(chǎn)品的交付，其損失不可估量，更重要的是企業(yè)在此行內(nèi)的聲譽(yù)會(huì)受損。箱體的結(jié)構(gòu)定型一是建立在對(duì)以往航天包裝箱類(lèi)產(chǎn)品的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)上；二是依托專(zhuān)業(yè)的仿真軟件，從某種意義上說(shuō)，貼合實(shí)際的仿真相當(dāng)于產(chǎn)品的某種試制過(guò)程，而且，單次仿真的結(jié)果并不一定盡如人意，還要在原方案基礎(chǔ)上再次修改設(shè)計(jì)，然后再仿真，如此反復(fù)，直至獲得滿意的結(jié)構(gòu)。厚積才能薄發(fā)，我們的設(shè)計(jì)人員已經(jīng)能夠把產(chǎn)品實(shí)物測(cè)試的結(jié)果與仿真結(jié)果作比較，并獲得了航天包裝箱產(chǎn)品適用的仿真環(huán)境參數(shù)（圖2）。

圖2 某產(chǎn)品的振動(dòng)計(jì)算報(bào)告

⑷鋼絲繩減振器是航天包裝箱的首選減振裝置，而減振器的選型先要考慮包裝箱產(chǎn)品的公路運(yùn)輸?shù)缆窢顩r，按公路路譜合理選擇減振器的規(guī)格參數(shù)，在理論載荷計(jì)算的基礎(chǔ)上還要乘以適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)。除了減振器的選型外，沖擊振動(dòng)記錄儀的選擇也很重要，我們一般選擇瑞士的MSR系列產(chǎn)品，該產(chǎn)品本身可以耐受最高至400g的振動(dòng)沖擊，可以穩(wěn)定而精確地記錄沖擊振動(dòng)指標(biāo)。圖3是該記錄儀所記錄的包裝箱沖擊振動(dòng)數(shù)據(jù)。

圖3 某包裝箱產(chǎn)品的沖擊振動(dòng)記錄數(shù)據(jù)

⑸為了減少接地電阻，我們采用了鍍金接地柱，實(shí)測(cè)的接地電阻值遠(yuǎn)小于要求的阻值，在保證低阻值要求的同時(shí)，鍍金接地柱的強(qiáng)度和剛性、鍍金接地柱與箱體內(nèi)壁的密封方式也是設(shè)計(jì)和制作的重點(diǎn)，如果某處小的細(xì)節(jié)考慮不當(dāng)，也會(huì)前功盡棄。

是用含氧化鈷的鈷礦為原料，在陶瓷坯體上描繪紋飾，再罩上一層透明釉，經(jīng)高溫還原焰一次燒成。

國(guó)寶元青花海水白龍紋八方梅瓶

⑹因整套箱體的焊道長(zhǎng)度累計(jì)可達(dá)數(shù)十米，造成焊道檢測(cè)的工作量巨大，除了傳統(tǒng)的著色、滲透檢測(cè)之外，我們采用環(huán)繞式氣體測(cè)漏儀，從而能夠方便、準(zhǔn)確地檢查到漏點(diǎn)的存在。隨著工人技師的焊接技能在短時(shí)間內(nèi)的突飛猛進(jìn)，焊縫金相組織一次成功率大大提高，這為未來(lái)箱體主要技術(shù)指標(biāo)的優(yōu)化與提高提供了有力的保證。

結(jié)束語(yǔ)

在新的時(shí)代，鈑金企業(yè)都在直面一次次大考，傳統(tǒng)的鈑金制造已不能滿足企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。立足鈑金制造，開(kāi)闊思路和眼界，積極謀劃以產(chǎn)品拓展為企業(yè)的經(jīng)營(yíng)之道至關(guān)重要。我們?cè)诤教彀b箱的產(chǎn)品承接之初，并不是一帆風(fēng)順，也經(jīng)歷了多次試制失敗的苦痛，但是整個(gè)團(tuán)隊(duì)鍥而不舍，頑強(qiáng)地堅(jiān)持了下來(lái)，如今在航天包裝箱行業(yè)，越來(lái)越多的客戶和企業(yè)成為緊密的合作伙伴，我們的技術(shù)團(tuán)隊(duì)也在深度挖潛，刻苦探索新技術(shù)手段，使這一新產(chǎn)品的品質(zhì)更臻上乘。