科普:SpaceX星舰选用什么材料?什么焊接方法?

科技   2025-01-07 11:00   浙江  





SpaceX星舰焊接技术上的进化之路。最初,SpaceX计划使用轻质碳纤维制造星舰,但因其不耐高温,最终选择了经济实惠且耐用的不锈钢。然而,不锈钢的焊接过程充满挑战,SpaceX通过不断的尝试和改进,包括使用TIG焊、激光焊、机器人焊接、搅拌摩擦焊接等技术,最终实现了星舰的完美焊接。这些技术的应用不仅提高了焊接的精确度和强度,还改善了星舰的外观。星舰的成功焊接为未来的发射奠走了坚实的基础。
SpaceX星舰的主要材料选择和焊接方法如下:

材料选择
不锈钢最终选择了30x不锈钢作为星舰的舰体材料,因其成本效益高(每公斤约4美元)、低温性能优异(强度是室温的两倍)、加工简单(可通过轧机卷压形成所需结构),以及在高温下保持足够强度(不需要厚重隔热层)。
碳纤维:初期考虑使用碳纤维,但由于成本高昂和加工难度,最终未采用。
铝锂合金:尝试使用铝锂合金,但由于焊接难度大和高温下强度下降,未成为最终选择。
焊接方法
TIG焊使用钨极惰性气体保护焊,适用于焊接不锈钢等多种金属材料,提供高质量的焊缝,焊接过程稳定,焊缝外观美观,强度高。
激光焊利用高能量密度实现高精度、高质量的焊接,适用于薄壁结构件和对焊接变形控制要求较高的部位。
这些材料的选择和焊接技术的应用,确保了星舰在追求高性能的同时,也实现了成本的有效控制和工艺的简化。


来源:电焊工手册


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