全位置轨道管管焊机是谁发明的？
作者：蒂莫西·K·罗尔伯格
那是 1957 年，北美航空洛杉矶分部的总工程师沃尔特·斯皮瓦克（Walter Spivak）召开了一次会议，讨论 X-15 火箭研究飞机。X-15 的设计飞行速度为 4,500 英里/小时，飞行高度超过 350,000 英尺，用于研究有人驾驶高超音速飞行的各个方面。受邀参加会议的有多个设计和制造部门的代表。出席会议的还有传奇试飞员斯科特·克罗斯菲尔德。斯科特将成为第一位驾驶这架尖端飞机的飞行员。斯科特参加会议表达了他对 12,000 磅推力火箭发动机管道内和周围燃料和液压油渗漏和泄漏的担忧。会议室周围的墙壁上排列着大约 30 名工程师和其他人，呈马蹄形。在克罗斯菲尔德请求修复潜在的灾难性泄漏后，斯皮瓦克询问是否有任何想法来解决这个非常严重的问题。在看似永恒的时间之后，可生产性小组的成员罗德·罗尔伯格脱口而出“我们为什么不自动焊接它”。这让他的同时代人感到震惊，因为罗德只有 32 岁，而且还没有在北美崭露头角。
斯皮瓦克环顾房间并询问还有其他想法吗？当没有人说话时，斯皮瓦克看着并指着罗德说你有两周的时间给我一份提案。当罗德经理发现罗德在会议上所说的话时，他说：“你让我们做什么！” 罗德勾勒出一些想法和一些实现目标的粗略时间表。他还提交了所需设备、设施和人员的清单。他向斯皮瓦克和斯皮瓦克办公室的其他高层管理人员提交了该提案。罗德说，看到小组成员阅读并互相讨论提案的内容非常有趣。大约 15 分钟后，斯皮瓦克询问大家对该提案的看法。罗德说，他们每个人都有机会咕哝和点头。斯皮瓦克随后说“好吧，我们开始吧”，项目就这样开始了。
Rod 花了大约 3-4 周的时间来设计和制造第一个测试单元。概念验证焊接设备是一种粗糙的设计，利用 Bridgeport 铣床作为驱动机构。固定管安装在绝缘外壳中。外壳包含一条赛道，其中安装有电极梭。航天飞机上连接着一根电源线，另一端连接到电源。外壳安装在磨机工作台上，电源线连接在磨机主轴上。通过转动 X 轴手柄远离主轴，电极围绕管移动。这使得外壳远离主轴，进而将梭子拉到管子周围。该外壳还用作容纳氩气并提供接地路径的装置。
需要多次尝试才能击出并保持弧线。一旦电弧稳定，罗德转动铣刀手柄，将电极拉到管子周围，进行第一次就位的轨道焊接。通过这个简单的设计，罗德验证了他的自动焊接愿景。
罗德于 1957 年 10 月 4 日进行了这一概念验证焊接。这是对冷战的鲜明提醒，因为同一天，苏联将第一颗名为 Sputnik 的人造卫星发射到近地轨道。这次发射让五角大楼和整个华盛顿特区感到不寒而栗，因为这意味着苏联可以用核武器取代人造卫星。
现在艰苦的工作开始了。
有许多挑战需要克服。杆需要设计；将管端固定在一起的夹紧系统，一种固定电极（转子）并使其绕管旋转同时保持恒定电弧间隙的方法，必须为转子提供不间断的电源，设计转子时应允许将焊管从夹具上拆下， 将电源与地面绝缘，包含氩气吹扫气体，设计驱动系统。所有这一切都是在将固定装置设计得足够小以适应发动机和机身内部和周围的限制区域的同时实现的。
所有这一切都是在北美管理层的监视（窥探）下进行的。美国宇航局、空军部、海军部和其他有关方面也正在密切监视这一事件。由于对这一新可能性的期望很高，罗德和北美管理层面临着巨大的执行压力。除了前面明显的困难之外，国内也出现了问题。有怀疑者、反对者和破坏者希望看到这个年轻的暴发户失败。设计、模具、研发和工会之间也存在地盘争夺战。没有什么是容易的。
罗德获得工会合作的方式是寻求哈里·赫克勒的帮助。哈利是一位才华横溢的机械师，他让罗德的设计变得栩栩如生。哈利也是工会成员。获得工会同意的协议是哈利的名字将出现在专利上。
设计原型就像一场复杂的舞蹈。每个功能都与其他功能相互作用，就像交谊舞一样。如果一项功能与其合作伙伴不一致，则该系统将无法充分发挥自动管焊接所具有的潜力。不幸的是，这一努力开始得太晚，未能在 X-15 上使用。一旦北美管理层和客户看到了这一新工艺的可能性，他们就让罗德忙于新的和更困难的应用。当发现自动焊接无法适用于 X-15 时，Rod 还开发了就地感应钎焊，以减少 X-15 中的滴漏和滴漏次数。钎焊虽然不如焊接理想，但由于没有任何移动部件，因此更容易开发。罗德在设计原型时学到了很多东西并克服了许多障碍，但它不包含一体式驱动电机。驱动系统包含除电机外使电极绕管旋转的所有部件。罗德使用外部电机来运行原型头。此时若要采用一体式电机，则需要进行重大重新设计。1962年3月30日，北美公司申请了第一台“自动管焊机”的专利。用专利语言来说，它的标题是“焊接连接、方法和手段”。毫无疑问，这是第一个轨道焊头！
第一个轨道焊接方法和设备的专利。发明人罗德里克·G·罗尔伯格和亨利·J·赫克勒。
轨道焊接最初是一种减少火箭发动机周围液体泄漏的方法，但事实证明它的作用远不止于此。通过焊接管状系统，您可以大大减少燃油、液压和氧气系统中扩口耦合器、三通、弯头和型锻部件的数量。罗德最初没有想到的是整体系统尺寸的减小、重量的巨大减轻以及结构完整性的提高。
罗德利用他在开发原型时学到的知识，开始设计下一代轨道焊接头。他设计的它比原型更加用户友好和多功能。该焊头有两个主要部件：一个用于固定管端、包含电极转子并容纳氩气的上下夹具，以及一个可拆卸手柄，其中包含驱动电机、电源、接地和电机控制电缆以及煤气软管。NAA 还开发了第一台轨道焊接电源和编程装置。
罗德将该系统命名为“轨道弧焊机”
Orbit Arc 拥有一系列焊接头和驱动手柄，涵盖 0.250 至 4.00 的尺寸范围
虽然 X-15 是正在开发自动焊接的飞机，但 XB-70 三音速轰炸机是第一个广泛使用的平台。Orbit Arc 管状焊接系统为 Valkyrie 减轻了 3,000 多磅的重量。这相当于额外 3,000 磅燃料或更多武器。
由于这一成就，Rod 被评为全国首届“Airco 焊接奖”获得者。该奖项每年颁发给通过使用焊接技术在新产品中表现出最大原创性和创新性的个人。罗德也是北美“Skywriter”时事通讯中许多文章的主题，详细介绍了他的许多成就。
时任空军部长尤金·扎克特也将轨道弧焊机的开发列为对航空技术、航天和运载火箭做出重要贡献的 17 个例子之一。
还有一些人错误地声称他们是第一个发明轨道管焊接的人。然而，最初的自动焊接头的概念、发明、创新、设计和开发完全是罗德·罗尔伯格的成就。那些声称这是他们创造的人曾经是 NAA 员工，他们在公司的不同领域工作，可以接触到 Rods 的设计、想法和硬件。这并不是说他们没有及时为行业做出宝贵的贡献，但 Rod 已经率先提出了轨道管焊接和轨道焊头的概念。
罗德里克·罗尔伯格
1925 – 2013
罗德在大萧条时期在爱荷华州长大，并在二战期间应征入伍。罗德是一名原子能老手，亲眼目睹了比基尼环礁的第五次原子弹爆炸。从爱荷华州立大学毕业后，罗德在阿拉斯加设计了两年桥梁，然后搬到洛杉矶在北美航空公司工作。在 NAA 的职业生涯中，Rod 参与了 Twin Mustang、F-86、F-100、X-15、XB-70 以及 Apollo 服务和命令模块的设计、生产能力、工具和研发工作。罗德是一位独创性的思想家，他不在乎别人的想法或之前的设计。对于罗德来说，没有什么挑战是太大或太困难的。罗德热爱设计和创新。据报道，罗德说“你必须允许自己思考疯狂的事情”。罗德还说：“如果我没有从设计中获得情感上的刺激，那么就说明有什么地方出了问题，有些东西缺失了。Rod 始终将扎实的工程技术与巧妙的美学融为一体。该设计不仅必须工作得非常好，而且看起来也必须很棒。Rod 在近 20 年后离开了 NAA，并创办了 Creative Pathways, Inc.，继续设计、开发和制造自动焊接系统。在 64 年的职业生涯中，Rod 积累了 34 项美国专利，并在 84 岁时获得了绝密安全许可，为国家安全项目做出了宝贵贡献。他是这个充满模仿者的行业中的巨人。Rod 的远见和独创性将这个行业推入了 21 世纪。Rods 的另一项创新是“Micro-Fit”接头，以及一个足够小的焊接头来焊接它。其他设备制造商花了几年时间才跟上这个行业不断变化的发展。
蒂莫西·K·罗尔伯格
Timothy K Rohrberg 是 Creative Pathways, Inc. 的总裁，也是 Roderick G. Rohrberg 的儿子。撰写这个故事时使用的事实来自 Rod 的笔记、草图和图画、第三方采访、NAA Skywriter 时事通讯的文章、行业奖项以及我与父亲一起工作 45 年的经历。写这个故事的目的是为了澄清事实并纪念我父亲对焊接行业特别是轨道焊接的贡献。
