Сварка металла

Соответствие функциональным задачам включает строгое обеспечение требуемой мощности, скорости сварки или резки, глубины проплавления, фокусировки пучка, номенклатуры свариваемых и разрезаемых материалов и др. В то же время значительный запас по основным параметрам приводит к противоречию с другими требованиями, предъявляемыми к аппаратуре.
Безопасность при функционировании сварочной аппаратуры в космосе включает защиту от высокой температуры, до которой может быть нагрет расплавленный металл или отдельные детали оборудования, от электронного луча, от повышенного напряжения источников питания, а также от сопутствующих явлений (рентгеновского и инфракрасного излучения, электро- и радиопомех и др.). Безопасность достигается соответствующим выбором параметров аппаратуры.и конструктивных решений локализацией зон потенциальной опасности, введением различного рода ограждений, экранов, ловушек, блокировок и пр.
Высокая надежность подразумевает надежность технологии как физического процесса (процессов) и надежность функционирования оборудования. Обе эти составляющие взаимосвязаны. Надежность технологии в большей степени зависит от сведений об условиях выполнения процессов сварки или резки и степени их предварительной обработки, а надежность функционирования оборудования — от правильности конструктивных решений, выбора и качества конструкционных материалов и комплектующих изделий, резервирования функционально важных узлов и др.
Минимальные габаритные размеры, масса и энергоемкость обеспечиваются, как правило, рациональным выбором конструкционных материалов и комплектующих изделий, отвечающих современным требованиям; тщательным выполнением предварительных тепловых и механических расчетов; оптимизацией эксплуатационных параметров и др. Эти требования обычно противоречат повышению надежности и безопасности. В свою очередь, повышение безопасности препятствует качественному и полному выполнению функциональных задач, повышению надежности и т. д. Поэтому приходится оптимизировать требования к оборудованию с учетом приоритетности каждого из них. Контроль параметров процесса возможен сопутствующий, последующий и одновременный. -При сопутствующем контроле непосредственное участие в нем принимают операторы: обычно один-два наиболее важных параметра непрерывно отображаются на табло индикации, а остальные измеряемые параметры проверяются периодически по вызову. Одновременно все измеряемые параметры через собственную систему телеметрии сварочной установки подаются на вход системы телеметрии космического объекта, регистрируются его записывающими устройствами и через определенные промежутки времени передаются на Землю. Это необходимо для последующего контроля и анализа режима работы установки.
Диагностирование состояния оборудования необходимо перед первым включением его после доставки с Земли на борт космического объекта и перед каждым последующим включением после хранения на борту. В зависимости от сложности и ответственности оборудования применяют различные системы диагностирования: от простейшей, отвечающей лишь на вопрос “функционирует—не функционирует”, до развитой, позволяющей определить неисправный узел, с достаточной степенью вероятности оценить причину неисправности, принять решение о необходимости перехода на резервные системы или зарегистрировать факт автоматического их подключения.
Совместимость с системами и экипажами космических объектов подразумевает: отсутствие взаимных помех при функционировании сварочного оборудования и других систем объекта; согласование параметров систем энергопитания, телеметрии и терморегулирования (при необходимости); максимально возможную степень использования имеющихся на борту объекта оборудования и аппаратуры; удобство обслуживания и соответствие внешнего вида сварочного оборудования интерьеру объекта; соответствие органов управления и индикации антропометрическим данным экипажа объекта и специфике защитного снаряжения, если такое имеется.
Ремонтопригодность ввиду сложности космического сварочного оборудования и высокой стоимости доставки на космические объекты требует обеспечения ресурса его работоспособности, измеряемого десятками лет. Такой ресурс возможен только при замене отдельных блоков или узлов. Аппаратура должна обеспечивать быструю, легкую и безопасную их замену. Как правило, замена производится в герметичных отсеках космических объектов. Но в ряде случаев может потребоваться замена и за бортом. При этом должна быть обеспечена возможность замены оператором, снаряженным в скафандр. Конструкция. Для сварки в космосе используется довольно сложный комплекс аппаратуры, объединенной единой функциональной задачей (рис. 2.15). Основным звеном комплекса является технологическая аппаратура /, под которой понимаются собственно установка для сварки и резки. Первая в мире установка для сварки и резки в космосе “Вулкан”, разработанная в Институте электросварки им. Е. О. Патона, показана на рис.. Технологическая аппаратура нуждается в специально оборудованном рабочем месте, которое, в зависимости от зі-дач, может быть стационарным или переносным. Самостоятельным звеном комплекса космической сварочной аппаратуры является комплект вспомогательных приспособлений предназначенных для механизации трудоемких или опасных операций. Весь комплекс аппаратуры связан с основными энергетическими и информационными системами космических объектов. Технологическая аппаратура, базирующаяся на электронно-лучевых источниках нагрева, состоит из нескольких взаимосвязанных, но функционально самостоятельных узлов