曾经的航天故障改写了工业史说起焊接

说起焊接，你第一时间想到的一定是火花四溅的场景，通过加温或加压破坏金属原先的原子键，冷却后再形成新的原子键，从而实现两种金属材料的连接，这是最常见的焊接方法。但是这种方法不仅比较危险，焊接过程中产生的辐射、烟尘对人体和环境很不友好，焊接后的材料还会出现气孔、夹渣、裂纹等缺陷，使材料寿命缩短。

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长久以来，人们想了很多方法去克服这些缺陷，包括在焊接池中充入惰性气体、用聚焦的激光束作为热源轰击焊件等，但这些方法都无法避开所有的问题。直到近年来，一种新型焊接技术——摩擦焊的兴起才最终解决了以上问题，而这种技术的出现，也许要归功于航天历史中的一次故障。
多灾多难的“伽利略号”
“伽利略号”是美国宇航局制造的木星探测飞船，它的工作使人类获得了木星大气层的第一手资料，大大增进了人们对木星的了解，可算是美国宇航局发射的最成功的探测器之一。可是， “伽利略号”从诞生到“退休” ，曾经历过各种各样的磨难，包括技术、资金和舆论等各方面的压力接踵而来，甚至一度有项目流产的风险。
1989年， “伽利略号”好不容易发射了，却又发生了一个意想不到的故障让“伽利略号”差点没能完成任务。1991年， “伽利略号”完成了向金星借力进行第一次加速的过程，在返回地球第二次借力的途中，科研人员发出了展开高增益天线的指令，这个天线使探测器能在遥远的木星将数据传回地球。为了避免天线在太阳照射下损坏，飞船发射时天线像雨伞一样处于收拢的状态，等收到指令时才展开，完全展开之后会给地面发送一个确认信号，可科学家们一直没能等到这个信号。
为了弄清楚远方的“伽利略号”到底发生了什么，科学家们利用“伽利略号”传回来的飞行姿态等有限数据，在地球上使用复制品进行分析和模拟。排除掉种种可能性后，科学家们最后发现，天线未能完全伸展到位，是因为有三根杆粘在了一起，这让天线看起来就像一把不能完全展开的坏雨伞。
科学家使用了好几种方法试图让天线分开。第一招是热胀冷缩，他们通过远程指令让探测器进行旋转，先让天线长时间面向太阳暴晒，再将它置于防护罩的阴影中，让它冷却，希望温度差所产生的应力可以让天线分离，但没能奏效。第二招是撞击，工程师们尝试旋转“伽利略号”另一个较小的天线来撞击高增益天线，期望由此产生的振动可以让骨架弹开，可惜经过六次撞击也没能成功。第二招失败后，工程师们用了最后的方法：反复重启。他们将用来打开天线的驱动器以特定的频率反复开启，以此增大展开动作的动力，希望能一举“开伞” 。
遗憾的是，这些方法通通无效。无奈之下，科学家们只能让另一套近距离通信的低增益天线独挑大梁，接收传输速度慢且清晰度不高的数据。后来，随着地面接收技术以及信息压缩技术的进步，科学家们才获得了足够的探测数据。
冷焊效应与防冷焊方法
为什么高增益天线的骨架粘得这么牢靠，以至于智计百出的科学家都拿它毫无办法呢？进一步研究发现，原来这些金属天线就像被焊接过一样，完全地熔在了一起，自然不能指望小小的外力轻易地将它们分开了。
在温度极低、压力很小的真空环境中怎么会发生“焊接”这样的现象呢？科学家们将这种现象称为冷焊效应，当航天器处于超高真空环境时，航天器金属部件表面的原子类型单一，没有任何其他物质将它们隔开。这些原子便会相互扩散，甚至发生不同程度的粘合，直至进一步整体黏着，就发生了类似焊接的现象。