Елементи технології електронно-променевого зварювання алюмінієвих сплавів для монтажних і ремонтно-відновлюваних робіт на поверхні Місяця

Лобанов, ЛМ, Ланкін, ЮН, Терновий, ЄГ, Піскун, НВ, Глушак, СО, Соловйов, ВГ, Семкін, ВФ, Федорчук, ВЄ, Статкевич, ІІ
Косм. наука технол. 2024, 30 ;(2):40-53
https://doi.org/10.15407/knit2024.02.040
Мова публікації: Українська
Анотація: 
Експерименти зі зварювання у космосі, проведені на автоматичн ому обладнанні «Вулкан», а також зварювання ручним електронно-променевим інструментом УРІ у відкритому космосі показали, що електронно-променеве зварювання (ЕПЗ) є оптимал ьним технологічним процесом для виконання зварювальних робіт у космічних умовах. При цьому процесі ефек-
тивний коефіцієнт корисної дії становить 85...90 %, що є максимальним серед інших способів зварювання. ЕПЗ в умовах земної гравітації дозволяє забезпечити механічні та хімічні властивості зварних з’єднань, а також їхню щільність майже на рівні основного металу конструкції, що є неможливим при інших способах зварювання. Так, коефіцієнт міцності металу
шва зварних з’єднань із алюмінієвих сплавів, отриманих ЕПЗ, становить 0.85…0.93, а при дугових і плазмо-дугових спо- собах він становить 0.7…0.8. Водночас отримання таких властивостей зварних з’єднань у космічних умовах є складним.
       Як відомо, знижена гравіт ація, низькі температури та надвисокий вакуум, які є природним середовищем на місячній по-верхні, сприяють утворенню внутрішніх нещільностей у вигляді пор у зварних швах (ЗШ). Це у першу чергу проявляється при зварюванні алюмінієвих сплавів, які вико ристовують ся як основний матеріал в конструкціях космічних апаратів.
Для отримання якісних зварних з’єднань і виключення в ЗШ таких дефектів, як пори, тріщини та несплавлення крайків у корені шва, було розроблено і виготовлено систему апаратури періодичного відхилення електронного пучка з програмова-ною інтенсивністю нагрівання по заданій траєкторії.
     В результаті проведених технологічних робіт з використанням комплексу апаратури періодичного відхилення електро-нного пучка було отримано зварні з’єднання (ЗЗ) зі сплавів АМг6, А1570 та 1201 товщиною від 2 до 8 мм. Отримані ЗЗ підлягали візуальному огляду, рентгенівському контролю на визначення зовнішніх і внутрішніх дефектів у швах. Також було
проведено механічні випробування на міцність опору розривом, визначено елементний склад та виконано металографічні дослідження ЗЗ, отриманих запропонованим способом. Результати випробувань показали високу якість ЗЗ із алюмінієвих сплавів, отриманих ЕПЗ за допомогою системи періодичного відхилення електронного пучка з програмованою інтенсивніс-
тю нагріву по заданій траєкторії.
       Метою даної роботи були аналіз способів дегазації розплавленого металу зварювальної ванни, а також розробка і випробування елементів технологічного процесу ЕПЗ алюмінієвих сплавів за допомогою створеної апаратури, які при виконанні монтажних та ремонтно-відновлювальних робіт на поверхні Місяця дозволять отримувати якісні ЗЗ, що відповіда-
ють вимогам до конструкцій космічного призначення.
Ключові слова: алюмінієві сплави, дефекти в швах, довготривалі місячні бази (ДМБ), електронно-променеве зварювання (ЕПЗ), елементний склад, зварні з’єднання (ЗЗ), зона термічного впливу (ЗТВ)., мікроструктура, макроструктура, метал шва, механічні властивості, надвисокий вакуум, нещільності, низькі температури, основний метал, пори, рентгенівська дефектоскопія, розгортка, система періодичного відхилення електронного пучка