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太空焊接的困难有哪些
发布时间:2019-06-04
在太空地球对物体的引力为0或接近于0(视不同高度而定),而且由于物体质量分布不均,物体会绕着他的质心旋转。微重力(物体所在太空的重力加速度与物体在地面的重力加速度之比)对焊接有非常大的影响。
首先,材料的液相、气相,或液、气、固多相的物理过程发生了改变,重力引起的对流完全或部分中止;热毛细核化学对流作用明显增强;没有相分离引起的密度变化现象;表面张力和黏着力增强;热和质交换方式发生改变,其传热主要靠传导和扩散。

其次,是严重影响焊接操作。在微重力下,人的焊接操作与地面上的焊接操作有极大不同。在很多情况下,人的方向感丧失,操作和结果的反馈混乱;力杆变得很复杂,特别是当操作需要其运动有精确导向时,这些不同尤为明显。因此,手工操作这种影响特别大,尽量考虑使用自动焊。
高真空

当太空构件在250~500km高空时,其真空镀约为0.05Pa。在地面钎焊或电子束焊时,真空室内也能达到这个真空度。在太空焊接时,采用气体和蒸汽的方法是很困难的。
温差大
由于阳光的照射,太空构件在绕地球飞行时,每一圈要穿越两次“亮-暗”区域。在亮区,被太阳加热到450K,而在暗区,表面温度降到150~160K。这会使切割和焊接工艺变得很复杂,同时也给操作者带来许多困难。

其他因素
由于存在高浓度原子状态的氧,材料的腐蚀速度增加。由于紫外线的照射,被照面的氧化过程加速。地球的电子和质子辐射带对材料和焊接接头有影响。自然和人工的粒子对材料和焊接接头有影响等等。
值得注意的是:高真空的太空有“冷焊”或叫“接触焊”现象。这对太空焊接是好事,不费吹灰之力就可将两个相同材质物体焊在一起;但对于太空设施的安装、运行是不利的,要做好预防措施。

在外太空的设施增多并且其寿命也长,比如空间站要求寿命超过25年。组装和维修都需要焊接,各国多在研究好的焊接方法。美国现在是趋向于采用激光,因为美国的激光研究是领先的,它主攻并设想采用激光的方法来进行焊接。日本也是航天强国之一,它在研究采用电弧焊的方法进行太空焊接,主要指气体保护焊,他把钨极打个孔,是一种空心钨极的氩弧焊方法。我们国家太空焊接技术的研究起步较晚,就连我国的空间站建设用的是乌克兰巴顿太空焊接设备进行组装。