tin tức công ty về Bài báo khoa học phổ thông: Tàu Starship của SpaceX sử dụng vật liệu gì? Phương pháp hàn nào được áp dụng?

Ban đầu, SpaceX đã lên kế hoạch xây dựng Starship bằng sợi carbon nhẹ nhưng vì nó không chịu nhiệt,nó cuối cùng đã chọn thép không gỉ kinh tế và bềnTuy nhiên, quá trình hàn thép không gỉ là một thách thức, và SpaceX đã đạt được hàn hoàn hảo của tàu vũ trụ thông qua nỗ lực liên tục và cải tiến,bao gồm các kỹ thuật như hàn TIG, hàn laser, hàn robot, và hàn xoay ma sát.nhưng cũng cải thiện vẻ ngoài của con tàuViệc hàn tàu thành công đã đặt nền tảng vững chắc cho các vụ phóng trong tương lai.

Thành phần vật liệu chính của tàu vũ trụ

Nếu không phải vì nhiều chuyến bay thử nghiệm cận quỹ đạo và phục hồi tàu vũ trụ của SpaceX, có lẽ không ai nghĩ rằng Musk sẽ chọn thép không gỉ.

Nếu ai đó nói trong một môi trường chuyên nghiệp trong nước hoặc trên Internet trước khi Starship cất cánh rằng thép không gỉ thực sự có thể bay lên bầu trời,họ có thể đã bị người dùng mạng chỉ trích đến mức đặt câu hỏi về cuộc sống.

Tuy nhiên, Musk đã sử dụng một lượng lớn vật liệu thép không gỉ trên tên lửa Starship, đặc biệt là thép không gỉ 300 và thép không gỉ 30X tự phát triển,không chỉ giảm chi phí sản xuất của tên lửa mà còn tăng hiệu suất và độ bền của nó.

Vật liệu chính của Starship là thép không gỉ, đặc biệt là thép không gỉ 30X của SpaceX.

Thép không gỉ 30X có nhiều lợi thế: chi phí thấp, khoảng $ 4 mỗi kg; Hiệu suất nhiệt độ thấp tốt, với sự gia tăng đáng kể sức mạnh ở nhiệt độ thấp,thích hợp để lưu trữ nhiên liệu oxy lỏng và khí metan· Quá trình tương đối đơn giản, và cấu trúc mong muốn có thể được hình thành bằng cách cán trong môi trường nhiệt độ thấp;duy trì độ bền đủ ở nhiệt độ từ 800 đến 1000 độ C mà không cần lớp cách nhiệt dày; Sức mạnh cấu trúc là đủ, và thiết kế mũi tên chỉ yêu cầu một lớp vật liệu thép không gỉ, giảm trọng lượng và đơn giản hóa cấu trúc.

Ngoài thép không gỉ, Starship cũng sử dụng vật liệu như sợi carbon và hợp kim nhôm-lithium trong một số bộ phận chính.000 gạch đen hình sáu góc để bảo vệ khi máy bay đi vào khí quyển.

Starship chủ yếu sử dụng quy trình hàn sau:

hàn TIG và hàn laser

Cả hàn TIG và hàn laser đều được sử dụng trong hàn của SpaceX.Nó có thể cung cấp các đường may chất lượng cao, quá trình hàn ổn định, vẻ ngoài hàn đẹp, độ bền hàn cao, và phù hợp để hàn các bộ phận quan trọng của Starship.có lợi thế của mật độ năng lượng cao, tốc độ hàn nhanh, khu vực ảnh hưởng bởi nhiệt nhỏ và tỷ lệ chiều sâu lớn so với chiều rộng của các lớp hàn. Nó có thể đạt được độ chính xác cao và hàn chất lượng cao,và phù hợp với các thành phần cấu trúc tường mỏng của Starship và các bộ phận có yêu cầu cao để kiểm soát biến dạng hàn.

hàn cung

hàn cung được sử dụng trong các phiên bản tháp nước đầu tiên của Starship. hàn cung là một phương pháp hàn phổ biến làm tan chảy kim loại bằng nhiệt của vòng cung được tạo ra giữa điện cực và phần làm việc.Thiết bị rất đơn giản., chi phí thấp, hoạt động linh hoạt và có thể được sử dụng để hàn các vật liệu kim loại khác nhau và các bộ phận cấu trúc có độ dày khác nhau,nhưng chất lượng hàn và độ chính xác có thể thấp hơn một chút so với hàn TIG và hàn laser, biến dạng hàn lớn, và điều trị làm bằng sau đó là cần thiết, vv

hàn xoay ma sát

Được báo cáo rằng SpaceX hiện đang sử dụng hàn xung xung xung là một loại quy trình hàn mới được phát minh bởi Viện hàn Anh năm 1991.Nó sử dụng nguyên tắc ma sát.Một giàn khoan quay tốc độ cao được đưa vào kết nối của hai tấm kim loại để hàn.Sự ma sát được tạo ra bởi tốc độ quay cao của khoan khiến các nguyên tử kim loại tiếp xúc di chuyển và lan rộng nhanh chóng trong kim loại, do đó kết nối hai tấm kim loại. quy trình hàn này có những lợi thế của không phun, không điểm tan chảy, chất lượng hàn cao và biến dạng hàn nhỏ,và phù hợp với hàn tấm diện tích lớn và kết nối các thành phần cấu trúc của tàu vũ trụ.

Các lợi thế chính của hàn xung xung xung là:

1.

Youdaoplaceholder0 Chất lượng hàn cao: Dây hàn của hàn xoắn ma sát được hoàn thành bằng cách ép ở trạng thái nhựa và thuộc về hàn pha rắn.Nó sẽ không tạo ra một số khiếm khuyết liên quan đến quá trình cứng kim loại, chẳng hạn như nứt, bao gồm, lỗ chân lông, và đốt mất các yếu tố hợp kim, vv Hiệu suất của may hàn gần như của vật liệu cơ bản, và tính chất cơ học là tuyệt vời.

2.

Youdaoplaceholder0 Nhiệt lượng thấp: Trong hàn xoắn ma sát, nhiệt lượng nhập tương đối nhỏ so với hàn tổng hợp, và không có sự tan chảy của kim loại tại khớp,làm cho nó một quá trình hàn trạng thái rắn. This helps maintain the metallurgical properties of the base material and can weld materials such as metal matrix composites and fast-setting materials that would have adverse reactions with fusion welding.

3.

Bạn có vị trí0 tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường: hàn xoắn không cần thêm dây và khí chắn, và không tạo ra khói,phun hoặc bức xạ có hại trong quá trình hànNó là một phương pháp hàn xanh và thân thiện với môi trường.

4.

Youdaoplaceholder0 Phạm vi ứng dụng rộng: Nó có thể hàn tất cả các loại hợp kim nhôm, bao gồm hợp kim 2 và 7 loạt khó hàn bằng hàn MIG.hàn xoay ma sát phù hợp với hàn vật liệu khác nhau và có thể hàn vật liệu nhạy cảm với vết nứt nóng.

5.

Bạn có người giữ chỗ0 Dễ dàng vận hành: hàn xung xung xung là dễ dàng để cơ khí hóa và tự động hóa, với thiết bị đơn giản, tiêu thụ năng lượng thấp và yêu cầu thấp cho môi trường làm việc.Quá trình hàn không yêu cầu vật liệu lấp đầy hoặc khí bảo vệ, đơn giản hóa quy trình hàn.

6.

Các tính chất cơ học của khớp hàn, đặc biệt là khả năng chống mệt mỏi là tuyệt vời.và khớp không tạo ra các cấu trúc như tinh thể cột. tinh chế hạt là có lợi cho việc cải thiện các tính chất cơ học của khớp.

7.

Youdaoplaceholder0 Dễ dàng điều khiển: hàn xung xung xung là dễ dàng để đạt được kiểm soát chính xác của quá trình hàn, cũng như đầu vào kỹ thuật số,Kiểm soát và ghi lại các thông số kỹ thuật hàn.

Công nghệ hàn tự động

SpaceX sử dụng rộng rãi robot hàn để hàn tự động trong sản xuất tàu vũ trụ.Công nghệ hàn tự động sử dụng các hệ thống điều khiển tiên tiến và cảm biến để đạt được kiểm soát chính xác quá trình hàn, đảm bảo sự nhất quán trong hình dạng, kích thước và vị trí của đường hàn, giảm lỗi của con người trong quá trình hàn, cải thiện độ tin cậy và ổn định của hàn,đồng thời tăng hiệu quả sản xuất và đảm bảo sự ổn định và nhất quán của chất lượng hàn.

Để đảm bảo chất lượng của hàn, SpaceX tiến hành kiểm tra nghiêm ngặt và điều trị trên hàn.các khiếm khuyết như cạnh sắc và vết nứt nhỏ đã được loại bỏ bằng cách nghiền bề mặt hàn để giảm nguy cơ thất bại hànĐồng thời, the process parameters and operation procedures were constantly optimized during the welding process to reduce the number of individual welds and potential failure points and improve the reliability of the overall structure.

Tóm lại, hàn tàu vũ trụ SpaceX là sự kết hợp của hàn laser, hàn xung xung xung, hàn TIG, v.v. Một hành trình hàng ngàn dặm bắt đầu với một bước.Tôi hy vọng ngày càng nhiều doanh nghiệp công nghệ sẽ đổi mới và phát triển, có những giấc mơ lớn, thực hiện từng bước đều đặn, liên tục thay đổi và đổi mới, và đi theo con đường sản xuất thông minh.