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1 # 陳昌海12
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2 # 長白松樹林2
對太空空間站外體的維修,包括對衛星和飛船的修補,都會用到焊接技術。很多人會認為,在外太空進行焊接操作是困難的事。其實,在真空和失重的環境下進行焊接工作,要比在地面進行焊接會更容易一些。
焊接技術最基本的質量要求是填充金屬與母材的充分熔合,焊縫區域的機械效能與母材接近一致。然而,由於焊接過程實際上是一種小規模連續的冶金過程,整個過程都處於高溫狀態。溶池金屬在高溫狀態下必然要與空氣中的氧發生氧化反應而生成金屬的氧化物,所有的金屬氧氣物都表現出極高的脆性,從而導致焊縫區域機械效能嚴重下降。
為了防止焊接過程中出現金屬氧化反應,人們發明了各種焊條藥皮進行造渣造氣保護焊縫金屬,還發明瞭埋弧焊和各種氣體保護焊工藝方法。的確還有“真空焊接“工藝。
在太空的真空環境中,金屬氧化反應不存在,可進行直接的焊條裸焊。所以,工藝過程簡化了。
在失重的狀態下,焊接過程也基本不受影響。一般情況下,焊條金屬熔滴過渡與以下六種作用力相關:
1、重力;平焊時,重力促進熔滴過渡;立焊和仰焊時,重力阻礙熔滴過渡
2、表面張力;平焊時,表面張力阻礙熔滴過渡,在立焊和仰焊時,表面張力促進熔滴過渡
3、電磁壓縮力;電磁壓縮力在任何焊接位置都促使熔滴過渡
4、斑點壓力;斑點壓力的作用方向是阻礙熔滴過渡,並且正接時的斑點壓力較反接時大
5、等離子流力;等離子流力有利於熔滴過渡
6、電弧氣體吹力;無論焊接位置如何,電弧氣體吹力都有利熔滴過渡。
由此可見,在地面都可以克服重力進行立焊和仰焊,在沒有重力作用的太空,進行全位置焊接時溶滴過渡不會存在任何問題。
在外太空進行焊接工作,更重要的是焊接裝置的適應性和焊接技術的針對性。
焊接在真空是最好不過,任何異性金屬相對焊接工藝都是真空室完成的,何況在失重環境中更求之不得的,因熔點不受重力引動混合均勻。