сварка в космосе

Сварка в космосе

Практическая реализация мно­гих замыслов в области космонавтики невозможна без широкого при­менения сварки металлов непосредственно в космосе. Ремонтно-восстановительные и монтажные работы, которые неизбежны при эксплуата­ции космических станций долговременного действия, потребуют про­ведения работ по сварке, резке и пайке материалов.

Однако условия в космосе существенно отличаются от земных. Наличие вакуума, неве­сомости, перепада температур и т. д. окажут заметное влияние на фи­зико-химические процессы, протекающие при сварке. Например, в земных условиях массовые силы играют важную, а порой и преобла­дающую роль во многих процессах, протекающих при сварке. Грави­тационные силы, которые имеют значительный радиус действия, в ус­ловиях космоса не исчезают полностью. В этом случае действует так называемая самогравитация, которая представляет собой силы грави­тационного взаимодействия с элементами конструкции космического аппарата и его содержимым.

Для того чтобы установить влияние этих сил по сравнению с по­верхностными силами, приравняем ускорения а0 = аа, возникающие в жидкости под действием соответствующих сил.

Для расплавленной стали можно принять у = 7000 кг/м3, а o = 1200 мН/м. В этом случае силы самогравитации сравнимы с поверх­ностными силами только для шара расплавленного металла радиусом 2,83 м. Поскольку размеры сварочной ванны, электродных капель го­раздо меньше, то в условиях космоса влияние силы самогравитации на сварочные процессы гораздо меньше, чем влияние поверхностных сил.

В космосе расплавы подвержены малым ускорениям, которые воз­никают вследствие одновременного воздействия следующих основных сил: гравитационного градиента Земли, разряжений атмосферы, центростремительной силы, возникающей при вращении летательно­го аппарата, гравитационной массы летательного аппарата, давления солнечного ветра, гравитационных градиентов, возникающих от дви­жения Луны, ускорения, возникающего при включении двигателей и перемещении космонавтов, вибрации на борту от работающих прибо­ров, упругих деформаций от нестационарных тепловых потоков; воз­действия электромагнитных сил.

Согласно работе, гравитационные силы преобладают над сила­ми поверхностного натяжения. Число Во < 1 при низких значениях ускорения свободного падения. В условиях космоса грави­тация вследствие причин, указанных выше, не исчезает полностью, так как ускорение свободного падения равно 10 – 3 – 10-5 величины ус­корения свободного падения в земных условиях. Поэтому не­сомненно, что в условиях космоса силы поверхностного натяжения пре­обладают над массовыми и приобретают первостепенное значение. В связи с этим важно установить, как будут протекать рас­смотренные выше процессы в условиях невесомости.

Отметим попут­но, что величина поверхностного натяжения, смачивание твердых тел расплавами, полученные в земных условиях, остаются такими и в космосе.

Еще по теме:

сварка в космосе

влияние невесомости на перенос электродного
металла

формирование валика и корня шва

условия формирования сварных швов при сварке в
космосе

особенности перемещения металла сварочной ванны в
условиях невесомости

газовые пузыри и неметаллические включения при
сварке в космических условиях