随着航空航天技术的迅猛发展,构件尺寸逐渐提高。火箭推进剂贮箱作为箭体最大也是最重要的结构件之一,受制于现有成形技术仍需采用拼焊成形的方法制造,焊缝的存在必然会降低贮箱的承载能力,所以如何提高焊缝的质量便成为了主要研究对象。火箭推进剂贮箱属于大型薄壁结构件,在焊接时其焊接热影响区的材料强度常有所降低,可以通过预先增厚板材的焊接边缘来获得补偿以最大限度的提高拼焊结构的可靠性,此外小于极限厚度(2mm)的板材无法进行搅拌摩擦焊,局部增厚可以满足焊接对板材厚度的要求。本课题提出一种通过多道次成形的新工艺使板材焊接边发生侧边对称增厚变形。本工艺使用带有特定型槽的滚轮与板材接触并使板材焊接边缘发生变形,随后滚轮沿边缘滚动使板材侧边对称增厚。因为需要多道次成形,根据变形要求针对各道次成形过程设计了多种滚轮型槽参数和成形方案,利用有限元模拟软件ABAQUS 6.14对各方案进行了数值模拟并对比模拟结果选出各道次滚轮型槽最佳参数和成形方案。模拟结果显示,对于厚度为2.5mm的板材可以通过三道次成形侧边增厚到5mm,厚度为2mm和1.5mm的板材可以通过四道次成形侧边增厚到5mm,增厚比分别为2.0、2.5、3.3。对2219铝合金板材进行侧边增厚成形实验,对板材在竖直方向施加成形力,在水平方向施加位移,以是否出现失稳、断裂等缺陷和每道次成形后的增厚比为衡量标准,通过多道次成形,成功的将厚度2.5mm的板材通过二道次或三道次成形侧边增厚到5.2mm,增厚比为2.08;将厚度为2mm的板材通过三道次成形侧边增厚到5.22mm,增厚比为2.61;在获得合格侧边增厚板材的同时也验证了本工艺的可行性。对成形过程中成形极限、成形规律和成形缺陷进行了研究。数值模拟和实验结果表明,滚轮竖直方向单次最大进给量随板材变形区高度的增加而减小,二者在一定范围内呈线性关系;出现的主要缺陷形式为失稳、扭曲和断裂,在板材厚度小于1.5mm时变形区会出现卷曲折叠缺陷。