作为我国首个空间实验室，天宫一号目标飞行器不同于以往的载人飞船，其结构复杂、尺寸大、在轨时间长，因此对舱体结构精度和密封性要求更高。航天科技人员凭借着良好的技术创新能力和顽强的攻关精神，突破了壁板零件高精度加工、壁板精密成形、变极性等离子弧自动焊接等一系列重要技术难关，圆满完成了研制生产任务。

        一、实现壁板高精度加工

        作为一种全新的载人航天器，天宫一号实验舱采用整体壁板结构，不同于以往的蒙皮加筋结构，能够保证壁板的加工、成型、焊接等精度，进而保证舱体结构精度及各设备安装接口的位置精度，是产品研制过程中的难点之一。壁板零件尺寸大，零件加工后的厚度差精度要求极高，由于材料去除率大，如果加工过程中不采取控制措施，加工过程中产生的应力必然会造成零件翘曲变形。

        在壁板零件的加工过程中，如果残余应力不能有效控制和消除，就会严重影响到产品加工的精度。普通的机械加工产品在粗精加工之间一般会通过热处理工艺方法消除材料内应力及机械加工应力。但是由于天宫一号壁板零件材料尺寸较大，现有热处理设备无法满足要求。为此，技术人员经过多方调研、查找资料和不断试验比较，最终采取了振动时效技术，实现了产品的在线去除应力，使壁板零件在加工中的变形得到有效控制。

        二、确保壁板精密成形

        壁板零件通过成形才能达到规定的舱体结构轮廓要求，如何使壁板成形后满足精度要求和密封要求，又成为技术人员的一道难题。

        由于壁板被铣成了网格状，大量的材料都要被切除，材料的利用率不到10%，而且厚度不均匀，采用传统的成型技术很容易造成壁板开裂。技术人员经过工艺攻关，多次试验验证后，最终确定了合适的工艺路线，有效解决了壁板成形过程中的诸多问题。

        然而，对于具有大型法兰的整体壁板结构零件，法兰周围的过渡区域极易断裂。为此，技术人员经过深思熟虑，决定放弃原工艺方案，提出了新的成形工艺方法。经过实验，这种新的工艺方法彻底解决了零件厚度突变无法成形的工艺难题。

        三、推进VPPA技术工程化

        天宫一号目标飞行器实验舱主结构为整体壁板焊接结构，为了解决现有焊接方法存在焊接缺陷多、合格率低、变形大、精度低等问题，首次在航天正样产品上应用了变极性等离子弧焊接工艺（VPPA）。该技术专门为铝合金焊接而开发，具有焊接质量好、焊缝窄、变形小等优点，被称为“零缺陷焊接”。

        工艺夹具的设计也是保证焊接质量和控制变形的重要环节，天宫一号结构尺寸大，形式多，且VPPA对工装的可适应性要求很高。为满足各种结构形式的VPPA焊接，技术人员设计了多套大型柔性自动焊接工装，且形成了一系列VPPA工装设计规范，使天宫一号从零部件到舱段再到舱体都全面应用了VPPA技术。焊缝一次合格率近100%，大大提高了载人密封舱的焊接水平。