Возможность проведения сварочных работ за пределами земной атмосферы впервые всерьез рассматривалась еще во времена Советского Союза. При этом до определенного момента сварка в космосе считалась попросту невозможной, о чем неоднократно заявляли ученые и инженеры того времени. Первым, кто предложил заняться поиском способов решения подобной задачи был великий советский ученый Сергей Королев.

 

Существовало несколько причин, которые по мнению многих специалистов делали процесс сваривания металлов в отрытом космосе невозможным. Основная причина заключалась в значительном отличии условий на Земле и за ее пределами. Это действительно так, ведь при выполнении такой работы в космическом пространстве ситуацию осложняли такие факторы, как:

  • глубокий вакуум;
  • неограниченная скорость диффузии газообразных веществ из зоны сваривания;
  • значительные изменения температуры (от минус 150 до плюс 130 градусов по Цельсию).

 

космическая сварка

 

Еще одной проблемой являлось полное отсутствие гравитации, в связи с чем было важно полностью пересмотреть сам подход к выполнению сварочных работ. Кроме того, процесс сварки в космосе был существенно осложнен ограниченной подвижностью космонавта, связанной с тем, что он должен был выполнять такую задачу в громоздком и сковывающем движения скафандре. Нельзя было забывать и о риске повреждения защитного костюма, ведь это несло угрозу самому астронавту.

 

Космическая сварка: первые эксперименты

Для начала советские ученые решили определить, возможно ли провести сваривание металлических изделий в условиях невесомости. Для этого в 1965 году была использована лаборатория, установленная на борту самолета ТУ-104.

 

В процессе свободного падения авиатранспортного средства удавалось создавать условия, полностью аналогичные условиям невесомости в околоземном космическом пространстве. Хотя такие условия обеспечивались лишь на очень непродолжительное время (порядка 30 секунд), этого было достаточно для того, чтобы убедится — сварка в невесомости является возможной.

 

Далее пришло время экспериментов непосредственно в космосе. Самый первый из них был осуществлен в октябре 1969 года внутри космического пилотируемого корабля «Союз-6». Для этого советскими учеными, возглавляемыми Борисом Патоном, был создан уникальный сварочный прибор под названием «Вулкан». Этот прибор позволял варить металлические детали с применением сразу трех различных способов – электронно-лучевого, плазменного и дугового.

 

космическая сварка на станции

 

В результате выяснилось, что метод сваривания с применением сжатой дуги низкого давления не подходит для работ в невесомости. В то же время электронно-лучевая технология оказалась наиболее эффективной и позволила обеспечить прочное соединение деталей высокого качества.

 

К слову, об особенностях и сферах применения такой технологии вы можете прочитать в нашем отдельном материале – по электронно-лучевой сварке.

 

Дальнейшие разработки и улучшения

Впоследствии перед советскими учеными возникла новая задача – добиться улучшения показателей эффективности устройства, используемого для сваривания металлов с применением электронно-лучевой технологии. Ведь для того, чтобы космическая сварка могла проводиться повсеместно, требовалось обеспечить:

  • Снижение общего веса сварочного оборудования. Во время космического полета каждый лишний килограмм может иметь ключевое значение.
  • Низкое потребление электроэнергии. В космосе использование мощных источников электрического тока является более сложным и затратным, чем на Земле.
  • Высокая надежность. Оборудование должно быть безотказным и функционировать даже в самых экстремальных условиях окружающей среды.
  • Универсальность в применении. Была поставлена задача, согласно которой прибор для сваривания металла должен был быть приспособлен и для решения других задач, например, резки такого материала.
  • Простоту и безопасность. Космонавт должен иметь возможность выполнять сварочные работы в открытом космическом пространстве, находясь при этом в скафандре, а также с минимальным риском для себя.

 

Первая сварка в открытом космосе

Уже спустя пять лет после предыдущего эксперимента к работе был готов новый вид оборудования – аппарат с автономным источником питания, получивший название «УРИ». Он был разработан сотрудниками Института электросварки имени Патона в городе Киеве.

 

сварка в условиях космоса

 

Прибор «УРИ» позволяет проводить сваривание металлических конструкций в условиях вакуума, невесомости, а также при экстремальных изменениях температуры. При этом он обладает более компактными размерами и легким весом, чем его предшественники, а также может быть использован для резки, пайки и нагрева деталей, как и для нанесения на их поверхность тонких покрытий.

 

С помощью прибора «УРИ» в 1984 году была проведена первая в истории сварка в открытом космическом пространстве. Она была выполнена с применением электронно-лучевого метода советскими космонавтами Светланой Савицкой и Владимиром Джанибековым.

 

Сваривание металлов в космосе в наше время

В настоящее время проведение космической сварки позволяет решать различные задачи, связанные с ремонтом космических аппаратов, а также монтажом и сборкой металлических конструкций, являющихся их конструкционными элементами.

 

сварка в космосе

 

Наибольшее распространение получил метод электронно-лучевой варки металла. Созданные много лет назад устройства модернизируются и улучшаются, что позволяет повысить коэффициент полезного действия и уменьшить их вес.

 

Заключение

Сварка в космосе впервые была проведена на борту советского космического аппарата. Перед этим долгое время это считалось практически невыполнимой задачей ввиду многих причин. Разработки ученых позволили достичь значительного прогресса в этой области, а также в усовершенствованном виде используются и сегодня.

 

Стоит отметить, что процесс сваривания металлических изделий часто невозможен без применения качественных газовых смесей. При желании вы можете изучить ассортимент такой продукции и приобрести ее на сайте компании «ПРОМТЕХГАЗ», проследовав по этой ссылке. Кроме того, предлагаем вам прочесть нашу статью о лазерной резке металлов.