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我国094A战略核潜艇已用性能超强的钛合金材料
www.c-nin.com 2019-3-4 西北有色金属研究院
2019年2月17日,根据报道疑似国产094A战略导弹核潜艇第5、6艘近日现身,在中国南部地区基地内除了4艘094/094A战略核潜艇,加上北部地区装备2艘094战略核潜艇,中国当下拥有6艘094战略核潜艇。这表明中国战略反击能力从完整迈向可靠,特别是核潜艇关键的制造技术上,钛合金焊接技术方面我们已经大幅度的向前推进。 

与此同时,在2019年2月14日俄罗斯官方公开了自己攻击核潜艇亚森级的建造画面,也是首次曝光了俄罗斯最新、最强的核潜艇焊接工艺过程,这是俄罗斯第一次公开曝光自己的核潜艇制造过程,从画面上,这个加工区域进行了全方面屏蔽,操作工人也进行了全方面的保护,并且个人还携带氧气瓶。据俄罗斯方面介绍,这是对亚森级核潜艇钛合金材料部分进行焊接作业。 

钛合金材料是核潜艇当前使用的较为普遍的一种材料,不论是中国核潜艇,还是美俄核潜艇都在自己潜艇建造中使用大量的钛合金材料,每个国家对钛合金材料使用比例也大不相同。比如俄罗斯核潜艇就喜欢大量使用钛合金材料,而美军核潜艇使用钛合金材料相对低调一些。但是,不论是俄罗斯、美国、法国、英国,甚至中国核潜艇都会对这种高性能但是价格昂贵的材料趋之若鹜。钛合金对于中国核潜艇优势巨大,特别是中国在利用钛合金材料取得了巨大成就,比如在歼-11、歼-16、歼-10、歼-20战斗机上。中国钛合金资源储备丰富,钛铁矿石储备量居世界首位,而在核潜艇上适度采用钛合金将大幅度提升中国核潜艇硬件性能。 

一艘核潜艇的好坏,与其舰体材料的使用、制造工艺和技术有着很大关系,因为艇体材料使用意味着这艘潜艇能否潜很大的深度,抗击水下更大的打击等等,俄罗斯核潜艇使用钛合金的重要原因就是钛合金具备密度低、强度高、无磁性、耐腐蚀性高的特点。钛合金潜艇也比普通高强度钢材料的潜艇、核潜艇具备整体质量更轻、载荷更大、下潜深度更深、隐蔽性能更好的优点。 

但是钛合金材料如此之好,就是加工方面需要特殊的加工工艺。因为钛合金加工时候太难了,特别是上个世纪的技术,探伤、X光工业方面刚刚应用,甚至数字检测方面还处于零发展情况下,钛合金一度令很多国家却步。钛在焊接时可以与氧气、氢气、硫元素、氮气等迅速发生反应,这就是导致了钛合金材料加工时候必须处于一个密闭的空间之内,任何气体不能参与之中。 

并且在密闭空间中真空环境下,加工人员必须完成手工、或者机器人主动电弧焊焊接,从俄罗斯公开的视频来看,俄罗斯造船系统还是采用了大量的手工焊接,这不利于成批量核潜艇加工。而大量的焊接可以交付给焊接机器人,而通过中国在2017-2018年核潜艇大发展来看,中国钛合金焊接很可能采用了焊接机器人加工方式,进行辅助焊接。 

钛合金材料加工完毕后需要慢慢冷却,也就是自然冷却。这个过程比普通钢材慢5-6倍时间,并且焊接过程中就需要对焊接点立刻检测。钛合金加工这么费劲,为什么我们一定要使用呢?除了要领先世界核潜艇技术外,我们看到得就是钛合金材料足以保证中国核潜艇093B、094A型号可以水下600米处,在大洋之中深潜。特别是深海作战中,利用马里亚纳海沟等深海海域,保护中国核潜艇执行战略核反击任务。(来源:防务观察)
发表时间:2019-3-4      | 打印 | 关闭