Первая сварка в космосе

Эмблема космического корабля

Впервые сварку в космосе провели 16 октября 1969 г. на корабле «Союз-6» космонавты Георгий Степанович Шонин и Валерий Николаевич Кубасов.

С.П. Королев еще в 1965 г. высказал мысль о необходимости проведения работ по сварке и резке в космосе. Эти процессы было необходимо освоить в целях практических, но в то же время еще было не известно, в какой степени отличается процесс сварки в космосе от такого же процесса на Земле. Этот вопрос и должны были разрешить космонавты.

Было известно, что основным отличием космических условий от земных была, конечно, прежде всего, невесомость, а также широкий интервал температур, при которых может находиться свариваемое изделие, и глубокий вакуум при практически неограниченной скорости диффузии газов из зоны сварки.

Конечно, и возможности сварки в космосе ограничены: мешает скафандр, кроме того, требования безопасности при проведении сварочных работ намного выше.

Г.С. Шонин

Сварка в космосе

В орбитальном отсеке корабля «Союз-6» была смонтирована установка «Вулкан», предназначенная для проведения сварки в космическом вакууме. Установка «Вулкан» была разработана в Институте электросварки имени Е.О. Патона в Киеве.

Испытания сварочной установки «Вулкан» прошли успешно. Во время проведения сварки космонавты находились в спускаемом отсеке корабля, а орбитальный отсек был разгерметизирован. Космонавты контролировали процесс сварки по приборам, установленным в спускаемом отсеке. Установка «Вулкан» позволяла в автоматическом режиме выполнять дуговую, плазменную и электронно-лучевую сварку.

При дуговой сварке в условиях космоса изменяется процесс переноса электродного металла. Капля вырастает до больших размеров и держится на конце электрода долго – около 3 секунд. Увеличение размера капли снижает плотность тока, уменьшает устойчивость горения дуги. Улучшает процесс наложение на дугу импульсов тока. Механические свойства шва достаточно высокие.

В.Н. Кубасов

Но самые хорошие результаты получены при электронно-лучевой сварке. Питание электронно-лучевой пушки осуществлялось от аккумуляторной батареи. Постоянное напряжение преобразовывалось в переменное с помощью инверторов, затем с помощью трансформатора повышалось и выпрямлялось. В пушке вместо магнитной фокусировки применена электростатическая, что упростило конструкцию и снизило вес установки.

16 октября 1969 г. корабль «Союз-6» успешно приземлился. Вертолёты поиска прибыли на место приземления через 10 минут, к этому времени космонавты уже самостоятельно выбирались из спускаемого отсека.

Но эксперименты по сварке в космосе продолжались и усложнялись. В 1979-1984 гг. на установках типа «Испаритель» проводились эксперименты по нанесению тонкопленочных металлических покрытий на образцы из конструкционных сталей методом термического испарения и конденсации. Было получено около 100 образцов, некоторые из них с уникальными свойствами.

Сварка в открытом космосе

Сварка в открытом космосе

Ее впервые провели космонавты С. Савицкая и В. Джанибеков 14 июля 1984 г. во время полета на космическом корабле «Союз Т-12» (об этом полете подробнее читайте на нашем сайте: Женщина в открытом космосе! (Светлана Евгеньевна Савицкая).

В открытом космосе были проведены эксперименты по электронно-лучевой сварке с помощью сварочного аппарата УРИ (универсальный ручной инструмент). Этот аппарат позволял осуществлять сварку, резку, пайку металла, нанесение покрытий. Данные операции выполнялись короткофокусной электронно-лучевой пушкой, которую космонавт держал в руке. Аппарат весил около 30 кг, а электронно-лучевая пушка – 2,5 кг. Для сварки использовались сталь и титан, качество соединений признано высоким, хотя при резке расплавленный металл плохо удалялся из реза в связи с невесомостью.

Проведенные космонавтами Савицкой и Джанибековым эксперименты показали, что оборудование имеет высокую степень надежности, а сварка в космосе – весьма перспективное дело.

Некоторое время спустя был создан новый аппарат для сварки в космосе – «Универсал».