近日，航天首台自主研制的机器人搅拌摩擦焊系统在航天科技集团一院211厂工艺研发中心完成调试。该系统最大的特点是可以根据产品的形状调整焊接的力度，实现常规焊、定轴焊、双轴焊3种工艺，更灵活、更具柔性。

该设备的成功研制，将彻底改变搅拌摩擦焊贮箱一枝独秀的局面，让更多的产品实现搅拌摩擦焊。

完成这个航天“首创”，211厂研制团队摸着石头过河，在一次次跌倒后突破了难关。

“跳动”启发灵感

研制是从零开始的。

由于该项技术比较前沿，国内外研究成果很少，技术封锁性很强。211厂研制团队只能从翻阅文献材料做起。

要知道，让设备变得灵活、柔性，不是简单地使用一个机器人就可以实现的，技术难点在于控制系统。但系统应该长什么样，谁也不知道。

通过查阅文献资料，研制人员了解到这种控制系统的表现形式是“力控”，这一关键词让研制团队找到了突破口。

他们立即广泛调研和论证能够实现“力控”的系统，决定研制双轴肩单向力传感器系统，实现灵活焊接。于是，团队购置机器人、研制搅拌主机、研究控制系统算法，并将它们集成运行，终于摸到了河里的石头。

2018年夏天，在一次设备调试试验中，大家发现传感器传回来的数值跳动很大，严重影响了控制系统算法的精确度，导致焊接质量很不好。

这次数值跳动，让研制团队对控制系统有了更深入的理解。他们给控制系统增加了传感器修正算法。一次数值跳动成了控制系统精确运行的关键，研制人员修正了数值，最终实现了精准焊接。

“掌握了控制系统的核心算法，以后无论换什么搅拌头，或是外力环境如何改变，相信我们都有办法解决。”设计员张新宇介绍。

弥足珍贵的失败

除了在有限的文献资料里找灵感，研制人员还从失败中摸索出了更多的实践经验。

柔性的焊接系统，需要搭配柔性的焊接头。除了211厂应用较多的常规焊，研制团队还设计实现了定轴肩和双轴肩两种焊接工艺，其中定轴肩焊最难。

之前，研发部就与5车间联合开展了定轴肩焊接工作的焊接探索。这种焊接工艺主要是通过轴肩不转、搅拌针转的原理，焊接出更为平滑的焊缝，能够有效减少焊接缺陷，而它的结构设计是在一次失败中成形的。

经过与战略合作伙伴共同研讨，研制团队初步设计出了一个定轴肩搅拌头。但在第一次试验刚开始没多久，搅拌的针与不动的轴就发生了碰撞，试验失败了。

研制团队迅速总结失败教训，调整轴间隙，又开始一次次试验，最终摸索出焊接转速、下压量等参数，成功攻克了定轴肩焊接工艺难关。一次失败，让大家看到了成功的希望。

后续，211厂将进一步开展工艺稳定性等试验，为未来在空间曲线焊缝上的工程化应用奠定技术基础。

从只能满足厚壁、直线焊缝的贮箱焊接“刚需”，到未来可以焊接更多曲面、薄壁产品，211厂搅拌摩擦焊技术的工程化应用向前迈进了一大步。（宁丽红）