стали перенос капли происходит через 3-5 с, что в 15-30 раз реже, чем в обычных условиях при одинаковом режиме сварки. Капли переходят при случайных касаниях металлической ванны, поэтому увеличение длины дуги может привести к получению капель еще больших размеров. Форма капель, как правило, сферическая, что свидетельствует об отсутствии действия на каплю других значительных сил, кроме силы поверхностного натяжения.

При таком крупнокапельном переносе не удается получить качественных швов. Для улучшения формирования швов необходимо применять специальные технологические приемы, обеспечивающие мелкокапельный перенос металла. Это, прежде всего, сварка при малой длине дуги с короткими замыканиями дугового промежутка и импульсно-дуговая сварка. При импульсно-дуговой сварке обеспечивается высокая частота переноса капель электродного металла, не отличающаяся от наблюдаемой на Земле, а качество сварных швов вполне удовлетворительное. При сварке с короткими замыканиями дугового промежутка в невесомости и вакууме также удается получать хорошие швы. Однако при этом необходимо применять специальные меры принудительной фокусировки дуги.

Приведенные выше данные получены в условиях кратковременной невесомости, обеспеченных в летающей лаборатории. Ввиду того, что за короткое время различные процессы при сварке не успевают стабилизироваться, наблюдался большой разброс в характеристиках сварных швов. Только опыты по сварке в условиях длительной невесомости могут достаточно полно охарактеризовать особенности космоса как среды для сварочных работ.

Такой эксперимент был проведен летчиками-космонавтами Г. А. Шониным и В. Н. Кубасовым на космическом корабле Союз-6 16 октября 1969 г. Они подтвердили сделанные ранее предположения и результаты исследований, полученные в летающей лаборатории. Как отмечают академик Б. Е. Патон и летчик-космонавт В. Н. Кубасов: процесс плавления и резки электронным лучом в космосе протекает стабильно, обеспечиваются необходимые условия для нормального формирования сварного соединения и реза .

Основные параметры режима сварки плавящимся электродом на корабле Союз-6 , а также структура шва и околошовной зоны оставались практически такими же, как при сварке на Земле и в летающей лаборатории, при этом достигнуто необходимое проплавление соединяемого металла. Металл швов плотный, без газовых и шлаковых включений; удаление газов из расплавленного металла в процессе кристаллизации удовлетворительное. Существенных отклонений от заданного химического состава металла шва и переплавленного электродного металла не обнаружено. Исследование дуговой сварки плавящимся электродом показало, что в условиях продолжительной невесомости, несмотря на высокую скорость откачки, возможно образование

длительного устойчивого дугового разряда в парах материала электрода.

Сварка плазменной дугой низкого давления в космосе не дала ожидаемых результатов. По-видимому, скорость диффузии плазмообразующего газа в атмосферу корабля превысила ожидаемую и его концентрация в дуговом промежутке оказалась недостаточной для контрагирования сжатой дуги. В то же время высокая скорость откачки газов через люк космического корабля оказала положительное влияние при электроннолучевой резке. Наблюдающееся при этом выделение газов не сказалось на надежности работы электроннолучевого оборудования.

Проведенный эксперимент явился первым шагом сварочной техники в космос. Можно ожидать, что следующие шаги откроют новые возможности и дальнейшие перспективы использования сварки при освоении Человеком космического пространства.

§ 12-3. Сварка при низких температурах

На территории Советского Союза в ряде случаев возникает необходимость проведения сборочных и сварочных работ при температуре окружающего воздуха и начальной температуре свариваемого металла вплоть до -50° С.

Специально проведенные исследования показали, что снижение начальной температуры металла в пределах, наблюдаемых в естественных условиях, не оказывает существенного влияния на механические свойства металла шва. По мере снижения температуры прочность шва несколько повышается, а пластичность снижается, однако абсолютное изменение этих величин невелико. Структура и форма металла шва и околошовной зоны не претерпевают заметных изменений. Понижение температуры приводит к некоторому снижению стойкости металла шва против образования кристаллизационных трещин и пор.

Понижение температуры отрицательно сказывается на физиологическом состоянии рабочего, снижая его трудоспособность. Ухудшаются условия работы аппаратуры. Это повышает вероятность возникновения дефектов формирования шва. Со снижением начальной температуры возрастает вероятность хрупкого разрушения конструкции в процессе ее изготовления, монтажа или ремонта. Поэтому необходимо стремиться к выполнению сварочных работ при нормальных температурах или небольших морозах. При больших морозах следует проводить укрупнительную сборку в отапливаемых помещениях, расчленять ремонтируемые узлы на транспортабельные элементы, свариваемые в цехах, широко применять рулонные заготовки и т. п. Сборку и сварку на морозе должны выполнять организации, специально подготовленные для работы в этих условиях.

Сущность дополнительных мероприятий, которые необходимо проводить при сварке на морозе, сводится к следующему. Жела-

тельно примбйять основйой металл, специально предназначенный для конструкций, работающих при низких температурах. Такой металл в состоянии поставки имеет повышенную стойкость против перехода в хрупкое состояние и мало изменяет свои свойства в околошовной зоне под воздействием процесса сварки. Транспортировать и хранить металл следует в условиях, исключающих его деформацию и повреждение поверхности.

При проектировании конструкций необходимо избегать резкого изменения сечения сопрягаемых элементов и сосредоточения большого числа швов в одном месте. Это может привести к значительной концентрации напряжений и повысить вероятность хрупкого разрушения в процессе изготовления конструкции при низких температурах. Особое внимание следует обращать на доступность швов, правильный выбор режимов сварки и типа подготовки кромок. Стыковые швы, как правило, должны быть двусторонними. При односторонних стыковых швах необходимо обеспечить возможность полного провара кромок. Применение прерывистых швов и электрозаклепок не рекомендуется.

Следует производить тщательный контроль качества покрытых электродов, флюса и сварочной проволоки и строго соблюдать правила их хранения и подготовки для сварки. Марку электродов, флюсов и сварочной проволоки выбирают в зависимости от конкретных условий. Для ручной сварки во всех случаях предпочтения заслуживают электроды с фтористо-кальциевым покрытием. Хранить сварочные материалы вне рабочего места необходимо в сухом отапливаемом помещении при температуре не ниже 15° С. К рабочему месту покрытые электроды и флюс подают непосредственно перед сваркой в плотно закрывающейся таре. Сварочную проволоку сразу же устанавливают на аппарат.

Сварочное оборудование должно быть специально приспособлено для работы при низких температурах. Механизмы смазывают специальными маслами. Перед работой все применяемые для сварки механизмы (кантователи, сварочные установки и др.) любым способом, не приводящим к их повреждению, разогревают до температуры, при которой обеспечивается нормальная их эксплуатация. Следует применять источники питания постоянного тока.

Рабочий и место сварки должны быть защищены от ветра и осадков. Желательно во всех случаях, где это возможно, оборудовать специальные тепляки. Непосредственно у рабочего места должно быть устройство для обогрева рук. Желательно применение одежды с электрическим подогревом. При температуре воздуха ниже -40° С для дыхания сварщика следует подавать подогретый воздух. Периоды работы на морозе необходимо чередовать с периодами отдыха в теплом помещении с температурой 22-24° С. Сварщик, впервые приступающий к работе при низкой температуре, должен пройти специальную тренировку и испытание.