2019年2月17日,根據報道疑似國產094A戰略導彈核潛艇第5、6艘近日現身,在中國南部地區基地內除了4艘094/094A戰略核潛艇,加上北部地區裝備2艘094戰略核潛艇,中國當下擁有6艘094戰略核潛艇。這表明中國戰略反擊能力從完整邁向可靠,特別是核潛艇關鍵的制造技術上,鈦合金焊接技術方面我們已經大幅度的向前推進。
與此同時,在2019年2月14日俄羅斯官方公開了自己攻擊核潛艇亞森級的建造畫面,也是首次曝光了俄羅斯最新、最強的核潛艇焊接工藝過程,這是俄羅斯第一次公開曝光自己的核潛艇制造過程,從畫面上,這個加工區域進行了全方面屏蔽,操作工人也進行了全方面的保護,并且個人還攜帶氧氣瓶。據俄羅斯方面介紹,這是對亞森級核潛艇鈦合金材料部分進行焊接作業。
鈦合金材料
鈦合金材料是核潛艇當前使用的較為普遍的一種材料,不論是中國核潛艇,還是美俄核潛艇都在自己潛艇建造中使用大量的鈦合金材料,每個國家對鈦合金材料使用比例也大不相同。比如俄羅斯核潛艇就喜歡大量使用鈦合金材料,而美軍核潛艇使用鈦合金材料相對低調一些。但是,不論是俄羅斯、美國、法國、英國,甚至中國核潛艇都會對這種高性能但是價格昂貴的材料趨之若鶩。鈦合金對于中國核潛艇優勢巨大,特別是中國在利用鈦合金材料取得了巨大成就,比如在殲-11、殲-16、殲-10、殲-20戰斗機上。中國鈦合金資源儲備豐富,鈦鐵礦石儲備量居世界首位,而在核潛艇上適度采用鈦合金將大幅度提升中國核潛艇硬件性能。
鈦合金等離子焊接
一艘核潛艇的好壞,與其艦體材料的使用、制造工藝和技術有著很大關系,因為艇體材料使用意味著這艘潛艇能否潛很大的深度,抗擊水下更大的打擊等等,俄羅斯核潛艇使用鈦合金的重要原因就是鈦合金具備密度低、強度高、無磁性、耐腐蝕性高的特點。鈦合金潛艇也比普通高強度鋼材料的潛艇、核潛艇具備整體質量更輕、載荷更大、下潛深度更深、隱蔽性能更好的優點。
但是鈦合金材料如此之好,就是加工方面需要特殊的加工工藝。因為鈦合金加工時候太難了,特別是上個世紀的技術,探傷、X光工業方面剛剛應用,甚至數字檢測方面還處于零發展情況下,鈦合金一度令很多國家卻步。鈦在焊接時可以與氧氣、氫氣、硫元素、氮氣等迅速發生反應,這就是導致了鈦合金材料加工時候必須處于一個密閉的空間之內,任何氣體不能參與之中。
并且在密閉空間中真空環境下,加工人員必須完成手工、或者機器人主動電弧焊焊接,從俄羅斯公開的視頻來看,俄羅斯造船系統還是采用了大量的手工焊接,這不利于成批量核潛艇加工。而大量的焊接可以交付給焊接機器人,而通過中國在2017-2018年核潛艇大發展來看,中國鈦合金焊接很可能采用了焊接機器人加工方式,進行輔助焊接。
鈦合金材料加工完畢后需要慢慢冷卻,也就是自然冷卻。這個過程比普通鋼材慢5-6倍時間,并且焊接過程中就需要對焊接點立刻檢測。鈦合金加工這么費勁,為什么我們一定要使用呢?除了要領先世界核潛艇技術外,我們看到得就是鈦合金材料足以保證中國核潛艇093B、094A型號可以水下600米處,在大洋之中深潛。特別是深海作戰中,利用馬里亞納海溝等深海海域,保護中國核潛艇執行戰略核反擊任務。