二次搅拌修复的关键不是把焊缝重新“焊一遍”。
原焊核大部分性能完好,只有根部一条极薄弱界面。新搅拌针必须让这一区域重新塑化、锻压并结合,又不能触碰贮箱内表面,更不能把原焊核搅出新的孔洞。
壁板名义厚度相同,实测却沿四百毫米长度波动零点二六毫米。固定深度走刀意味着最薄处可能过深,最厚处又压不到根部。
壁厚地图还不能只测一遍。贮箱放在工装上会因自重产生椭圆变形,搅拌头压下时局部又会弹性下沉。林浩分别在空载、夹紧和模拟下压力状态采集三张地图,得到真正加工时的动态厚度,而不是一张静止照片。
原焊缝中心线也有不到零点二毫米摆动。二次搅拌若只沿理论直线走,会在某段偏离焊核。视觉系统因此跟踪表面纹理,超声阵列同时从后方确认焊核位置,两者差异超过零点一毫米便降低进给速度。
林浩提出让搅拌头跟随壁厚实时调整。焊前从内外两侧做超声测厚,建立每十毫米一个点的厚度地图;焊接时激光测表面高度,结合工装变形,动态控制下压深度。
梁师傅仍不放心:“机器知道外面多高,不代表知道里面受热后鼓了多少。”
修复区域内侧无法安装刚性传感器,但可以布置耐温光纤应变线。它不直接测距离,却能根据内壁应变反推出局部热胀和弯曲。外侧位移、搅拌头载荷、内壁应变三组数据一起闭环,任何一路偏离便立即抬刀退出。
系统给出修复窗口。
【纵缝根部固相再结合重构方案已生成】
【有效搅拌深度窗口:零点六毫米】
【允许峰值温度窗口:十四度】
【所需重构点:】
【当前重构点:】
“确认重构。”
【重构完成】
【当前重构点:】
正式动手前,团队用两块带人工弱界面的弧形试板验证。第一块下压偏浅,低温加压后仍有微量示踪信号;第二块按三路闭环执行,显微检查显示根部形成连续细晶区,拉伸与断裂韧性均达到母材要求。
第二块试板被切成十二条试样,分别沿焊缝、横跨焊缝和四十五度方向拉伸。最弱断口也出现在母材,而不是修复区。另有三条试样在液氮中保持一小时后冲击,吸收能量没有异常下降。
梁师傅又检查搅拌针磨损。针尖直径只要少几十微米,实际塑化深度就会变化。每完成一块试板都用白光扫描刀具,正式件开工前换上经过标定的新针,并把磨损上限写入自动停机条件。
第三块故意让内壁应变信号漂移,系统在二十毫秒内抬刀,退出位置没有形成停留孔。异常停止也被验证,才轮到飞行贮箱。
四百毫米修复区被分成进入段、稳定段和退出段。搅拌头不能在缺陷正上方直接扎入,而要从前方完好焊缝缓慢下潜;退出也必须越过弱界面后逐步抬升,避免端部留下钥匙孔。
设备启动后,搅拌针沿原焊缝中心前进。外侧激光每毫秒修正一次高度,内壁光纤曲线像一条紧绷的细线。最薄处到来时,主轴自动抬高零点一七毫米;通过最厚处,又下压零点零九毫米。
四百毫米走完用了平时焊接三倍时间。进入段温度平稳上升,稳定段始终落在十四度窗口内;靠近退出段时,工装热变形增加,控制系统主动减速,让下压力没有出现尖峰。所有原始数据实时写入两套独立记录器。
陈大川盯着数字,手心全是汗:“这回真是多半毫米穿箱,少半毫米白忙。”
梁师傅说:“所以别问师傅凭不凭手感。这样的活,手感只负责知道什么时候不能相信手感。”
搅拌头安全退出,表面没有沟槽和飞边。超声相位图中,那条弱反射带消失。团队没有立即宣布成功,贮箱先做常温气密,再进入液氮循环。
十分钟,没有氦信号。
三十分钟,修复段应变稳定。
压力升到验收值,保持一小时,泄漏率仍在背景线以下。
一号纵缝通过。
就在降压前,距修复段两米远的二号纵缝突然出现一记声发射脉冲。它没有泄漏,外表也无裂纹,可局部应变在脉冲后永久多了百分之零点三。
一条会呼吸的暗缝刚被压实。
另一段看似完好的箱壁,却在压力下悄悄鼓出四点八毫米。