История сварки

128bits.ru

Электродуговая сварка как оформившаяся технология для промышленного применения вышла в свет на рубеже 19-го и 20-х веков. С тех пор она уверенно шагает по странам и континентам, по промышленным цехам и стройплощадкам. Благодаря своей простоте и надежности, практически вытеснила иные методы неразъемного соединения металлов. Уже нельзя представить себе промышленное производство, строительство, ремонтно-механические мастерские без электросварочного аппарата.

Они всерьез и надолго прописались в гаражах и мастерских народных умельцев.
И так, впервые электрическая дуга была открыта профессором физики Санкт-Петербургской медико-хирургической академии Василием Владимировичем Петровым в 1802 году. Первые описания этого явления вышли в свет в 1803 г. В.В. Петров, рассматривая его практическое применение, указал два направления – освещение и плавление металлов.
Практическое воплощение в жизнь идеи академика обрели лишь в 1882 году, спустя 80 лет после своего открытия. А разработал пригодный для промышленного применения метод талантливый российский изобретатель Николай Николаевич Бенардос.

128bits.ru

На рисунке 1 представлен предложенный им способ. Сварка происходит электрической дугой 1, возбуждающийся между не плавящимся угольным или вольфрамовым электродом 2 и металлическими деталями 5. Цифрой 4 на рисунке обозначен получаемый сварной шов, металл шва берется из присадочного прутка 3.
Еще через 6 лет, Николай Гаврилович Славянов предложил свой способ сварки, рассмотренный на рис 2. Его отличие от способа Бенардоса в том, что сварка идет плавящимся покрытым электродом 2. В процессе сварки происходит перенос электрической дугой 1 металла электрода на свариваемые детали 5, и образование сварного шва 4. Следует отметить очень важный момент. При горении электрода сгорает и его покрытие, в результате чего выделяются газы защищающие сварочную ванну от окисления. Эти же газы делают дугу более устойчивой.

128bits.ruХотя первые разработки покрытых электродов принадлежали еще Н.Н. Бернардесу, однако свойственный им на сегодняшний день вид они приобрели только в 1911 году, благодаря шведскому инженеру Кельбергу.

Это оказался простой и надежный способ ручной сварки, резки и наплавки металлов. Как следствие, он стал использоваться чаще всего. Сварку можно производить постоянным или переменным током. По способу подключения источника при сварке постоянным током возможны два варианта. Первый вариант, когда плюс источника сварочного тока подключен к свариваемым деталям – прямая полярность. Второй вариант, к сварочному электроду – обратная полярность. Способ сварки переменным током настолько прост, что аппарат для его производства можно изготовить кустарным методом.
Если уж мы говорим об электросварке, нельзя обойти вниманием сварочные электроды. Для каждого вида сварки используется свой тип электродов.
Нелишним будет упоминание в этой статье еще одного вид электродуговой сварки – сварка под флюсом. Идею этой сварки выдвинул еще Н.Г. Славянов. Но патент на изобретение получила американская фирма «Линде» в 1936 году. Патент на способ сварки металлов под плавящимися порошкообразными веществами, называющимися флюсом. Дуга находится под слоем флюса, который защищает ее. Параллельно американским ученым разработки подобных технологий велись и в СССР. В 1938-1940 гг. институт сварки АН УССР под руководством академика Евгения Оскаровича Патона (ныне носящий его имя) внедрил в производство собственную разработку. Сварка под флюсом дает возможность автоматизировать процесс. Именно этот способ сделал возможным массовое производство советской промышленностью бронетехники для вооруженных сил в годы Великой Отечественной войны.
Однако научно-технический прогресс не стоит на месте. И в начале 40-х годов двадцатого века в США развитие получает автоматизированная сварка металлов неплавящимся вольфрамовым электродом (в технической литературе используется аббревиатура TIG) и плавящимся электродом (аббревиатура MIG) в струе инертных газов, таких как аргон или гелий. Схема последнего варианта представлена на рисунке номер 3.

128bits.ruНа рисунке под номером 1 свариваемые детали. Цифрой 2 обозначена сварочная проволока, непрерывно подающаяся по направляющей 4 с помощь валиков 3. Между проволокой и свариваемыми деталями возбуждается дуга 6. Зона сварки и расплавленный металл 7, защищается инертными газами, поступающими через сопло 5.
Позднее, в 1952 году советскими учеными К. В. Любавским и Н. М. Новожиловым конструкция аппарата была модернизирована. Во-первых, была применена легированная электродная проволока, во-вторых, вместо инертных газов стал использоваться углекислый газ. Этот способ обозначается аббревиатурой MAG. Способ MAG нашел широкое распространение в современных полуавтоматических сварочных установках.
В конце 50-х годов в институте электросварки им. Е.О. Патона разработан способ электрошлаковой сварки. Это еще один способ электрической сварки плавлением. Характерной чертой является то, что процесс начинается с возбуждения дуги (как при сварке плавящимся электродом), но продолжается без дугового разряда. Сварочную ванну закрывает значительное количество шлака. Сам шлак имеет большое электрическое сопротивление. Именно поэтому ток большой мощности, проходя через шлак, выделяет большое количество тепла. Это тепло расходуется на нагревание и плавление свариваемых деталей. Подобным методом сваривают детали, толщина которых делает невозможным применение других видов сварки. Электрошлаковая сварка одним электродом делает возможным сваривать детали толщиной до 200 мм. А если работают одновременно несколько электродов, то это повышает толщину соединяемых деталей на порядок. Другими словами, это элементы конструкций станин прессов, прокатных станов, паровых котлов и т.д.
Не секрет, что большая часть земного шара покрыта морями, океанами, реками, озерами и т.д. и население нашей планеты в своей деятельности активно осваивает эти просторы. Судостроение, гидросооружения, платформы нефтедобывающих платформ — в этих областях не обошлось без электросварки. В 1932 году в Московском электромеханическом институте работала группа инженеров под руководством К.К. Хренова. Им удалось впервые получить пригодные к применению на практике результаты сварки под водой. Дело в том, что дуга под водой горит устойчиво. Однако вода обладает большой теплоемкостью, что, в свою очередь, компенсируется повышенным напряжением дуги. Сварка под водой, впрочем, как и на воздухе, осуществляется специальным стальным электродом с утолщенным ( 30% толщины электрода) водонепроницаемым покрытием. В 70-х годах инженеры института электросварки им. Е.О. Патона провели сварку металлов под водой полуавтоматом. Вместо сварочной проволоки ими была использована тонкая стальная трубка со смесью порошков.

Один отзыв

  1. svarkagid:

    Особо нужно отметить открытие электрического дугового разряда, на использовании которого основана электрическая дуговая сварка — важнейший вид сварки настоящего времени. Видная роль в создании этого способа принадлежит ученым и инженерам нашей страны. Само явление дугового разряда открыл и исследовал в 1802 году русский физик и электротехник, впоследствии академик Василий Владимирович Петров .

Добавить комментарий