編者語：kongjiandianzishuhanjiejishuzuoweiyizhongkongjianhanjiejishudeyoushi，yijingchengweilehangkongzhuanjiamendeyanjiuredian，muqian，shijiegezhuyaohangtiandaguojunkaizhanlekongjiandianzishuhanjiejishudeyanjiu，tongshi，kongjianhanjiezhuangzhi、微重力下的焊縫形成機理以及空間焊接結構也將成為主要研發方向。

　　shouyunzaihuojianyunzainenglidexianzhi，yaoshixianzaiguijinxingzuzhuangjiubixujinkenengsuoxiaoqitijihezhiliang，dianxingdekongjianzhanmoshijunweihengjiajiegou，cailiaotongchangxuanyongqingzhihejin
，muqianchangyongdelianjiefangshiyouluodinglianjiehehanjielianjie
，ercaiyonghanjiejiegounenggouyouxiaodijiangdijigoudezhongliang
，tishenggoujiandezhengtixing。genjuqiansuliandejingyan，yibanjuncaiquliangzhonglianjiefangshixiangjiehedehengjiajiegou。

　　此外，長壽命航天飛行器在使用過程中，由於隕石和宇宙碎片的碰撞穿孔、太空射線輻射、空間溫度急劇變化以及空間材料本身的故障，空間飛行器的飛行超過2000個晝夜就需要維修。隨著飛行器飛行時間的增長和規模的不斷擴大
，故障率必然提高，在軌維修（包括空間焊接
、切割和噴塗）技術必將成為保障航天飛行器安全可靠使用必不可少的措施。

　　yinci，weilaihangtianfeixingqidekongjianzuzhuanghezaiguiweixiujunlibukaihanjiejishu，fazhanshiyongyukongjianhuanjingdehanjiejishuxiandeyouweibiyao。congguowaiduoniandeyanjiuchengguokeyikanchu，dianzishuhanjieyichengweilekongjianhanjiezuizhuyaodeyingyongjishu。

　　發展曆程

　　為了在未來空間站進行分離部件的組裝和維修，前蘇聯
、美國和日本早在20世紀60年代初期就對空間結構材料連接的方法進行了一係列的研究。

　　美國20世紀60年(nian)代(dai)研(yan)製(zhi)成(cheng)功(gong)的(de)宇(yu)宙(zhou)空(kong)間(jian)用(yong)電(dian)子(zi)束(shu)焊(han)機(ji)是(shi)為(wei)阿(e)波(bo)羅(luo)登(deng)月(yue)艙(cang)維(wei)修(xiu)而(er)設(she)計(ji)的(de)
，這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)登(deng)月(yue)艙(cang)在(zai)月(yue)球(qiu)表(biao)麵(mian)著(zhe)陸(lu)時(shi)
，如(ru)果(guo)因(yin)為(wei)衝(chong)擊(ji)力(li)過(guo)大(da)不(bu)慎(shen)將(jiang)起(qi)落(luo)支(zhi)架(jia)折(zhe)斷(duan)
，就(jiu)會(hui)無(wu)法(fa)起(qi)飛(fei)返(fan)回(hui)地(di)球(qiu)，經(jing)過(guo)詳(xiang)細(xi)分(fen)析(xi)和(he)科(ke)學(xue)實(shi)驗(yan)
，科(ke)學(xue)家(jia)們(men)證(zheng)明(ming)采(cai)用(yong)電(dian)子(zi)束(shu)焊(han)接(jie)是(shi)最(zui)理(li)想(xiang)的(de)方(fang)法(fa)。而(er)未(wei)來(lai)的(de)空(kong)間(jian)站(zhan)及(ji)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)站(zhan)長(chang)年(nian)累(lei)月(yue)地(di)在(zai)空(kong)間(jian)飛(fei)行(xing)，由(you)於(yu)麵(mian)積(ji)大(da)，難(nan)免(mian)受(shou)到(dao)隕(yun)石(shi)衝(chong)擊(ji)而(er)損(sun)壞(huai)
，因(yin)此(ci)同(tong)樣(yang)需(xu)要(yao)用(yong)電(dian)子(zi)束(shu)焊(han)接(jie)技(ji)術(shu)進(jin)行(xing)修(xiu)補(bu)。

　　美國於1964年出版的《電子束焊接手冊》公(gong)布(bu)了(le)美(mei)國(guo)航(hang)空(kong)公(gong)司(si)哈(ha)密(mi)爾(er)頓(dun)分(fen)公(gong)司(si)和(he)美(mei)國(guo)空(kong)軍(jun)合(he)作(zuo)研(yan)究(jiu)空(kong)間(jian)用(yong)電(dian)子(zi)束(shu)焊(han)接(jie)裝(zhuang)置(zhi)的(de)消(xiao)息(xi)。此(ci)外(wai)美(mei)國(guo)通(tong)用(yong)電(dian)氣(qi)公(gong)司(si)和(he)西(xi)屋(wu)公(gong)司(si)也(ye)進(jin)行(xing)過(guo)類(lei)似(si)的(de)研(yan)究(jiu)。1973年美國發射的“天空實驗室一號”空間站曾試驗使用手持電子槍的方法，但此後未見到試驗結果。

人類首次空間焊接

　　日本於1990年也開始進行了在微重力條件下的焊接試驗，其中包括電弧焊和電子束焊，並於1996年在深度為710m的礦井中進行了試驗。據報道
，其電子束焊槍長度為370mm，電壓為18kV，束流為80mA
，但由於當時其航天技術落後，因此未進行空間焊接試驗。

　　1965年，前巴頓焊接研究所在“Ty-104”飛機上建立了飛行實驗室，利用飛機模擬失重環境，同時在艙內建立了真空室，在此條件下進行了焊接試驗。1969年在“聯盟6號”飛船上進行了首次空間試驗
，試驗使用了一種名為“Bупкан”的自動焊裝置，在空間微重力條件下同樣對弧焊
、等離子焊和電子束焊進行比較，試驗表明與Ty-104飛機上試驗結果是一致的。通過上述篩選試驗，技術人員肯定了電子束方法是最適合太空條件的焊接方法，並於70年代初期研製了電子槍樣機。在近地軌道（距地麵250～500km），大氣壓力約為1.8×10-4～1.0×10-5Pa的環境下，電子束焊接方法具有相對簡單、高效的優勢，且可用於航天工業中所有的金屬和合金。

　　1974年，在加加林宇航員訓練中心（ЦПК），專zhuan家jia們men首shou次ci進jin行xing了le手shou工gong電dian子zi槍qiang模mo擬ni試shi驗yan
，其qi目mu的de是shi評ping估gu身shen著zhe宇yu航hang服fu的de操cao作zuo人ren員yuan進jin行xing手shou工gong焊han接jie和he切qie割ge操cao作zuo的de可ke能neng性xing，之zhi後hou又you進jin行xing了le多duo種zhong形xing式shi和he多duo次ci模mo擬ni試shi驗yan，如ru在zai飛fei機ji上shang進jin行xing失shi重zhong模mo擬ni試shi驗yan
、水槽試驗和真空環境模擬試驗。最終在1984年7月17日，前蘇聯宇航員伊戈爾
、紮尼拜科夫和薩維茨卡婭在“禮炮7號”空間站的外太空采用“VHT”電子束焊接係統共同完成了人類首次太空焊接切割等作業。

　　隨著軍事大國之間競爭的加劇以及技術的保密性，後續報道較少。最新的相關報道是宇航員在國際空間站內所進行的釺焊試驗。

　　應用優勢

　　空間技術中所使用的各類火箭、衛星、飛船、星球車
、空間站以及太陽能電站等裝置，其結構件、發動機以及相關的各種儀器的零部件質量必須極為可靠
，能經受如強力振動
、因日照變化引起的高低溫度交替衝擊、失重
、宇宙射線輻射和在超高真空環境中工作等各種惡劣環境的考驗，此外，這些零件還必須具有尺寸小、重量輕以及氣密性好等特點，因此，宇航零部件的結構設計
、材料選擇及加工工藝都必須嚴格要求。實踐證明，電子束焊接技術可以滿足上述所有要求，這是由於電子束焊接技術具有以下特點：

　　1.電子束焊接能量密度很高(107W/cm2)，對於任何材料包括高熔點鎢、鉬等，其焊縫都能快速熔化。一般不用焊條，靠零件自身材料即可熔接而成。

　　2.dianzishuhanjiebujinnengliangmidugao，erqieyouyuqiteshudehanjiejili，hanjielingjiankeyihuodehendadehanfengshenkuanbi，yinerlingjianbianxingxiao。duiyujiaohoulingjian，caiyong100kW電子束焊機一次可焊透200mm厚的鋼材，而采用普通焊接方法就需多次填充，還會造成零件較大變形。

　　3.焊接由兩種物理性質差異大(如熱傳導或熱容量)的材料所構成的零件時，兩種材料可同時瞬間熔化再快速凝固，能夠快速實現如銅與鋼
、極薄的零件與厚零件等的焊接。

　　4.由於電子束可以聚得很細，偏轉方便, 可對難以達到的部位進行焊接，因此非常適合於對特殊結構和特別精細的零件進行焊接。

　　5.能量密度高，焊接速度快
，熱影響區範圍很小，不會對臨近半導體器件或其它熱敏器件產生不良影響。

　　我(wo)國(guo)即(ji)將(jiang)建(jian)設(she)的(de)空(kong)間(jian)站(zhan)以(yi)及(ji)正(zheng)在(zai)規(gui)劃(hua)的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)站(zhan)都(dou)需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)航(hang)天(tian)飛(fei)機(ji)或(huo)運(yun)載(zai)火(huo)箭(jian)將(jiang)其(qi)分(fen)成(cheng)小(xiao)塊(kuai)後(hou)再(zai)運(yun)送(song)到(dao)空(kong)間(jian)進(jin)行(xing)裝(zhuang)配(pei)
，如(ru)果(guo)采(cai)用(yong)鉚(mao)接(jie)和(he)螺(luo)栓(shuan)聯(lian)接(jie)就(jiu)會(hui)大(da)大(da)增(zeng)加(jia)結(jie)構(gou)重(zhong)量(liang)，采(cai)用(yong)電(dian)子(zi)束(shu)焊(han)接(jie)則(ze)無(wu)需(xu)焊(han)條(tiao)
，不(bu)會(hui)額(e)外(wai)增(zeng)加(jia)結(jie)構(gou)重(zhong)量(liang)。在(zai)宇(yu)宙(zhou)空(kong)間(jian)采(cai)用(yong)電(dian)子(zi)束(shu)焊(han)接(jie)的(de)另(ling)一(yi)優(you)點(dian)是(shi)無(wu)需(xu)真(zhen)空(kong)係(xi)統(tong)
，大(da)大(da)簡(jian)化(hua)了(le)焊(han)接(jie)裝(zhuang)置(zhi)。與(yu)其(qi)他(ta)焊(han)接(jie)方(fang)法(fa)需(xu)要(yao)大(da)量(liang)的(de)輔(fu)助(zhu)裝(zhuang)置(zhi)相(xiang)比(bi)，電(dian)子(zi)束(shu)焊(han)接(jie)裝(zhuang)置(zhi)大(da)大(da)降(jiang)低(di)了(le)對(dui)地(di)天(tian)之(zhi)間(jian)的(de)運(yun)輸(shu)要(yao)求(qiu)。

　　此外
，由於電子束能量密度高（大於107W/cm2)，熱效率超過90%，大大節約了空間站中來自於太陽能電池的電能
，對於空間焊接來說具有十分明顯的優勢。

　　發展方向

　　由於裝備是技術的載體，所以目前的空間焊接技術的研究熱點是對焊接裝置的研究，通常要求裝置盡可能地輕。美國20世紀60年代攜帶登陸月球的裝置
，其質量超過了100kg。隨著電子技術的發展，目前空間電子束焊接裝置的質量已經控製在20kg以內。

　　chulezhuangzhidezhiliangwai
，zhuangzhideyiyongxingyeshifenzhongyao，weicibixuweidianzishukongjianhanjiezhuangzhitigonghanjiecanshudezidongshedinggongneng。youyugaigongnengshiyidianzishuzaiweizhonglixiahanjiedehanfengxingchengjiliweijichu
，yincitayejiangchengweikongjiandianzishuhanjiejishudeyanjiuzhongdian。

　　此外
，對空間焊接部件結構的研究，如何種結構的質量輕、強度好，容易進行裝配焊接等也將成為人們的重點研發方向。

　　目前，除了美國、日本

、俄e羅luo斯si和he烏wu克ke蘭lan已yi對dui電dian子zi束shu焊han接jie技ji術shu進jin行xing了le研yan究jiu之zhi外wai

，我wo國guo也ye在zai積ji極ji進jin行xing相xiang關guan的de研yan究jiu工gong作zuo，如ru哈ha爾er濱bin工gong業ye大da學xue已yi經jing創chuang立li了le太tai空kong焊han接jie實shi驗yan室shi。中zhong國guo空kong間jian技ji術shu研yan究jiu院yuan也ye進jin行xing了le太tai空kong電dian子zi束shu焊han接jie裝zhuang置zhi電dian子zi槍qiang的de研yan究jiu工gong作zuo，並bing取qu得de了le一yi定ding的de成cheng果guo。北bei京jing航hang空kong製zhi造zao工gong程cheng研yan究jiu所suo也ye十shi分fen關guan注zhu該gai項xiang技ji術shu，目mu前qian已yi經jing對dui太tai空kong用yong電dian子zi槍qiang和he相xiang關guan電dian源yuan係xi統tong進jin行xing了le係xi統tong的de研yan究jiu
，並bing取qu得de了le一yi定ding的de進jin展zhan。哈ha爾er濱bin焊han接jie研yan究jiu所suo也ye已yi經jing與yu國guo外wai研yan究jiu機ji構gou進jin行xing著zhe該gai技ji術shu的de合he作zuo研yan究jiu工gong作zuo。相xiang信xin不bu久jiu的de將jiang來lai，我wo國guo必bi將jiang在zai空kong間jian電dian子zi束shu焊han接jie技ji術shu領ling域yu取qu得de長chang足zu的de進jin步bu。