Кто придумал сварку
Историческая справка об изобретении сварки
Сваркой называется технологический процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого.
В 1802 г. русский ученый Петров В.В. открыл электрический дуговой разряд и указал на возможность использования его для расплавления металла. На Западе принято считать, что первым в этом был английский ученый Хамфрей Дэйвис, работы которого в этой области также относятся к началу XIX века. В 1882 г. русский инженер Бенардос Н.Н. открыл способ электродуговой сварки металлов неплавящимся угольным электродом. Им были также разработаны способы дуговой сварки в защитном газе, дуговой резки и др. Несколькими годами позже (в 1888 г.) другой русский инженер Славянов Н.Г. предложил производить дуговую сварку плавящимся металлическим электродом. Он создал первый сварочный генератор, предложил флюсы, позволяющие получить высококачественные сварные швы. Работы Славянова Н.Г. и других ученых были использованы шведским инженером Оскаром Кельбергом, который в 1907 году создал первый покрытый электрод. Так была изобретена сварка покрытыми электродами. При этом использовался постоянный ток, получаемый от сварочных генераторов. Сварку покрытыми электродами на переменном токе стали применять начиная с 20-х годов XX-го столетия.
| Держатели для дуговой сварки угольным электродом, предложенные Н.Н. Бенардосом |
В 30 - 40-х годов прошлого столетия был разработан способ полуавтоматической и автоматической сварки под флюсом, позволяющий повысить производительность процесса сварки в несколько раз.
С 1920 года получил промышленное применение способ дуговой сварки неплавящимся электродом в инертных газах (ТИГ). Хотя первый патент, относящийся к данному способу сварки, был зарегистрирован еще в 1890 году.
Дуговая сварка плавящимся электродом в защитных газах (МИГ/МАГ) впервые была предложена в США в 1948 году.
В 1950-52 г. группой советских ученых под руководством Любавского К.Ф. и Новожилова Н.М. разработан способ сварки в среде углекислого газа низкоуглеродистых и низколегированных сталей.
В настоящее время сварка покрытыми электродами, сварка плавящимся и неплавящимся электродом в защитных газах, а также сварка под флюсом, которые являются электрическими дуговыми способами сварки, широко применяются в промышленности.
Однако существуют и другие (не дуговые) способы сварки. Так одним из широко применяемых не дуговых способов сварки является контактная сварка, при которой расплавление металла деталей в точке их соединения происходит за счет выделения тепла в месте контакта при прохождении электрического тока. Первые патенты по этому способу сварки относятся к 1885 году.
В настоящее время нашли применение и такие способы сварки как электронно-лучевая, лазерная, индукционная, сварка трением и другие.
Сварка является одним из процессов соединения материалов. Как показано на схеме ниже, все существующие способы сварки могут быть разделены на две основные группы:
- сварку плавлением: газовая, электрическая дуговая, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная и др.;
- сварку давлением: контактная, трением, диффузионная, ультразвуком и др.
Сварка плавлением осуществляется плавлением кромок соединяемых деталей и присадочного материала с образованием общей сварочной ванны. Сварное соединение образуется без внешних усилий.
Сварка давлением осуществляется посредством установления межатомных связей между соединяемыми частями с применением внешних усилий.
Электрическая дуговая сварка – источником тепла является электрическая дуга. К этому виду сварки относится: ручная дуговая сварка покрытыми электродами (ММА), электродуговая сварка в среде защитных газов (МИГ/МАГ и ТИГ), электродуговая сварка под флюсом, плазменная сварка и другие способы сварки.
Газовая сварка - химический способ сварки плавлением, источником нагрева металла которой является тепловая энергия, получаемая в результате химического процесса сгорания газообразного (или парообразного) горючего в смеси с кислородом. Сварной шов формируется за счет основного и присадочного металлов, расплавленных газовым пламенем.
Схема газовой сварки
Ручная дуговая сварка покрытыми электродами (ММА). Источником нагрева металла является электрическая дуга. Сварной шов формируется за счет расплавленного основного и электродного металлов.
Схема сварки ММА
Механизированная дуговая сварка плавящимся электродом в защитном газе (МИГ/МАГ). Источником нагрева металла является электрическая дуга. Сварной шов формируется за счет расплавленного основного металла и металла электродной проволоки (сплошного сечения или порошковой).
Схема сварки МИГ/МАГ
Дуговая сварка неплавящимся (вольфрамовым) электродом в инертном газе. Источником нагрева металла является электрическая дуга. Сварной шов формируется либо только за счет расплавленного основного металла, либо также и за счет металла присадочной проволоки.
Схема сварки ТИГ
Международные коды и аббревиатура для основных процессов сварки
| Цифровой код по EN ISO 4063 | Аббревиатуры: Европейская (EU) Американская (USA) Российская (RU) Украинская (UA) | Полное наименование | |
| 111 | EU | MMA | Manual Metal Arc Welding |
| USA | SMAW | Shielded Metal Arc Welding | |
| RU | РД | Ручная дуговая сварка покрытыми электродами | |
| UA | РДЕ | Ручне дугове зварювання покритим | |
| 114 | EU | FCAW | Flux-cored wire metal arc welding without gas shield |
| USA | FCAW | Flux-cored arc welding | |
| RU | МПС | Механизированная сварка самозащитной порошковой проволокой | |
| UA | ЗП | Дугове зварювання порошковим дротом | |
| 12 | EU | SAW | Submerged Arc Welding |
| USA | SAW | Submerged Arc Welding | |
| RU | АФ | Автоматическая сварка под флюсом | |
| 121 | EU | - | Submerged arc welding with solid wire electrode |
| USA | - | Submerged arc welding with solid wire electrode | |
| RU | МФ | Механизированная сварка под флюсом | |
| UA | ЗФ | Дугове зварювання під флюсом дротяним електродом | |
| 13 | EU | MIG/MAG | Gas Shielded Metal Arc Welding |
| USA | GMAW | Gas Metal Arc Welding | |
| RU | - | - | |
| UA | - | - | |
| 131 | EU | MIG | Metal-arc Inert Gas Welding |
| USA | GMAW | Gas Metal Arc Welding | |
| RU | МАДП | Механизированная аргонодуговая сварка плавящимся электродом | |
| UA | МІГ | Дугове зварювання металевим (плавким) електродом в інертних газах | |
| 135 | EU | MAG | Metal-arc Active Gas Welding |
| USA | GMAW | Gas Metal Arc Welding | |
| RU | МП | Механизировання сварка плавящимся электродом в среде активных газов и смесях | |
| UA | МАГ | Дугове зварювання металевим (плавким) електродом в активних газах | |
| 136 | EU | FCAW | Flux-cored wire metal-arc welding with active gas shield |
| USA | FCAW | Flux-cored arc welding | |
| RU | МПГ | Механизированная сварка порошковой проволокой в среде аткивных газов и смесях | |
| UA | ПАГ | Дугове зварювання порошкоим дротом із захистом активним газом | |
| 137 | EU | FCAW | Flux-cored wire metal-arc welding with inert gas shield |
| USA | FCAW-S | Flux-cored arc welding | |
| RU | МПИ | Механизированная сварка порошковой проволокой в среде инертных газов и смесях | |
| UA | ПІГ | Дугове зварювання порошковим дротом із захистом в інертних газах | |
| 141 | EU | TIG | Tungsten Inert Gas Welding |
| USA | GTAW | Gas Tungsten Arc Welding | |
| RU | ААД | Автоматическая аргонодуговая сварка неплавящимся электродом | |
| UA | ВІГ | Дугове зварювання вольфрамовим електродом в інертних газах із присадним дротом чи без нього |
weldering.com
Электродуговая сварка
Электродуговая сварка — это способ сварки, использующий электрическую дугу для нагрева и плавки металла. У истоков возникновения электродуговой сварки стоят видные российские ученые: В.В. Петров, Н.Н. Бенардос и Н.Г. Славянов. Они прославились рядом крупных открытий, которыми человечество пользуется и сейчас.
Открыл электродуговой разряд Василий Владимирович Петров. В 1802 г. следом за итальянским физиком А. Вольта, он создал агрегат, который мог выдавать электрическую энергию. Это был крупный на тот период источник тока, батарея, состоящая из 4200 пар цинковых и медных кружков, прослоённых бумагой, намоченных гидрофитным раствором аммония. Именно на ней впервые на планете была получена электрическая дуга.
В этот период русский умелец-самородок, Николай Николаевич Бенардос создал, на основании эл. дуги и приобретенных им знаний из истории электротехники, новый способ сварки и резки изделий из металла – электродуговой.
Н. Н. Бенардос совершил огромное число открытий в области электрики, большинство из которых не утратили своей ценности, и в наше время. Одним из главных открытий, которое принесло ему международную известность, стал созданный в 1882 г. метод электродуговой сварки. За это Бенардос получил патенты от большинства государств Европы и Америки.
В целях практического использования своего открытия он подробно описал механизмы и специальные электро-технологические методы (образцы сварных соединений, используемые флюсы при электросварке стали и меди и др.).
В 90-х годах XIX столетия электросварка благополучно используется в России и за ее пределами. В 1886 году Э. Томсоном придумал метод, состоящий в электросварке пары стальных прутков. Германский электрик Г. Ценерер и будущий создатель фирмы «Дженерал электрик» Ч. А. Коффин придумали промышленный способ электродуговой сварки, названный «электрической паяльной трубкой». Дуга, возбуждаясь между угольными электродами, отклонялась при помощи магнита в сторону свариваемого металла. В данном примере использовалась дуга косвенного действия.
В это же время, наряду с Бенардосом работал и другой русский кулибин – Н. Г. Славянов. Он много сделал для совершенствования электродуговой сварки. Имея огромные познания в металлургии и электротехнике, Н.Г. Славянов разработал метод дуговой сварки плавящимся стальным электродом с защитой сварочной ванны флюсом, и приспособление для полуавтоматической подачи прута в область сварки — «электроплавильник». При сварке путём Славянова дуга расплавляла заодно металлическую деталь, электрод и сварочный флюс, формируя совместную сварочную ванну из расплавленного металла, закрытую расплавленным шлаком, который прочно закрывал металл от влияния атмосферы. Замена угольного электрода металлическим решила задачу науглероживания металла, что улучшило свойства сварных швов. Н. Г. Славянов отказался от использования аккумуляторной батареи Бенардоса, а воспользовался разработанной им динамо-машиной на 1000 А. Так появился первый на планете сварочный генератор.
Впервые в мировой практике Славянов использовал нагрев металла накануне сварки для уменьшения охлаждения. Официальный показ этого метода прошел осенью 1888 года на Пермских пушечных заводах. В 1891 г. он получил патент в России и других странах за изобретенный им прием электрического литья металлов. Его разработки допускали проводить сварочные работы на высококачественном уровне, что признано современниками. Синхронно с дуговой сваркой появился другой тип электросварки – контактная сварка.
В 1856 г. британский электрофизик Дж.П. Джоуль обнаружил, что свитые края проволок, чрез которые идёт электрический ток, накаляются и сплавляются между собой. Лишь по истечении девяти годов джоулева теплота нашла специальное применение британцем Ф. Уальдом для сварки прутков малого диаметра.
Британский физик Уильям Томсон (граф Кельвин) инициатор проекта по прокладке кабеля связи меж Великобританией и США через Атлантический океан – рекомендовал использовать в 1856 г. стыковую контактную электросварку. Но несмотря на это, слава изобретателя этого вида сварки закрепилась за знаменитым американским изобретателем Эльхью Томсоном. Им были сконструированы все необходимые оборудования для контактной сварки: мощный трансформатор. коммутирующая аппаратура, динамо-машина, клещи-тиски для зажима свариваемых заготовок. В 1885 году он, отработав технику сварки, доводит до автоматизма безотказную работу сварочной аппаратуры.
В. П. Вологдин, основоположник использования сварочных работ в разных ветвях отечественной индустрии, построил на Дальзаводе полностью сварной корабль. Открыл первую в нашей стране профшколу электросварщиков. В июне 1921 г. организовал первый в Советском Союзе электросварочный цех. В 1925 г. создал первую в стране электролабораторию по сварке. В 1941—1943 гг. Патон создаёт электротехнологию сварки спецсталей, которая использовалась при изготовлении танков и бомб. Это помогло снизить трудозатраты при производстве брони корпуса танка Т-34, и не требовало от рабочих специальных знаний и огромного физического труда.
mirnovogo.ru
Как была создана дуговая сварка | Как это сделано
Для «гуманитария» — фамилия Патон в общем-то, — мало чего значит… Разве что, — бывающие в Киеве, вспомнят красавец-мост через Днепр, носящий это имя – мост Патона… Еще меньше людей знает про то, что этот мост является уникальным и первым в мире цельносварным — и назван в честь своего создателя… И вообще электродуговая сварка является одной из тех отраслей в которой СССР , не только не отставал, но и зачастую являлся технологическим лидером. И все благодаря «царскому » инженеру-мостостроителю Патону…
«Отец русской сварки»
Евгений Оскарович Патон Родился 4 марта 1870 года в Ницце (Франция), в семье российского дипломата. В 1894 году Е.О. Патон оканчивает Дрезденский политехнический институт и получает диплом инженера-строителя. Через два года он блестяще оканчивает второй институт — в Петербурге и получает диплом русского инженера. В 1900 году защищает диссертацию, дающую право на звание профессора. В 1904 году переезжает из Москвы в Киев и становится деканом инженерного факультета и заведующим кафедрой мостов. Он выполняет целый ряд проектов по созданию мостов и становится крупнейшим специалистом в этой области.
Несмотря на «смуту» и полнейшую неопределенность в политической жизни России, — Патон решил остаться в СССР. Многие решили, но ему в отличие от них повезло. Патон как уже говорилось был широко известен своими работами по вопросам статики сооружений и конструирования железных мостов. Им сформулирован ряд принципиальных положений по расчету и конструированию клепаных мостов. Он — руководитель и автор более 50 проектов железных клепаных мостов. Но 1928 году происходит его первое и – судьбоносное знакомство с электрической дуговой сваркой…!
История изобретения электросварки.
Тут нужно сделать ВАЖНОЕ отступление… Электрическая дуговая сварка – была изобретена не где-нибудь, а именно в «царской» России талантливым инженером Николаем Бенардосом аж в 1881 году!!!
Бенардос изобрел дуговую сварку металлов угольным (неплавящимся) электродом. Его «аппарат» получил название «Электрогефест».
Бенардос не смог сразу в 1881 году запатентовать своего «Электрогефеста». Одной из причин стало отсутствие средств. Лишь в 1884 году, когда усадьба изобретателя «Привольное» была продана за неуплату долгов , — Бенардос смог на оставшиеся деньги подать заявку на получение патента на способ дуговой электросварки. В 1885 – 1887гг. Н. Н. Бенардос получил патенты Франции, Бельгии, Великобритании, Австро-Венгрии, Швеции, Италии, Германии, США, Норвегии, Дании, Испании, Швейцарии. Патентование за рубежом финансировал купец С. А. Ольшевский, владелец доходных домов в Петербурге и Варшаве, ставший «совладельцем патентов». Значительных успехов в области электросварки добился и другой русский инженер – Николай Славянов.
Он, в 1888 году, на Пермских пушечных заводах изобретает дуговую сварку плавящимся металлическим электродом под слоем флюса. Собственно – прообраз современной дуговой сварки. Впервые в мире Славянов применил на практике электрическую дуговую сварку металлическим (плавящимся) электродом под слоем флюса. В присутствии государственной комиссии он сварил коленчатый вал паровой машины.
В Советском Союзе первым занялся сваркой В. П. Вологдин. Исследования, проведенные под его руководством, доказали возможность применения и научного изучения сварки.
В 1928 г. исследованиями сварных соединений занялся уже 59-летний инженер — мостостроитель Е. О. Патон.
Под его руководством в Киеве была создана уникальная электросварочная лаборатория. Работы по изучению процессов и технологий электросварки в СССР – давали ощутимые результаты!
В 1932 г. — К. К. Хреновым впервые в мире в Советском Союзе осуществлена электрическая дуговая сварка под водой.
В 1935 г. в Киеве был создан Институт электросварки, (позже получивший имя Е. О. Патона).
«Проверка на прочность»
С первых опытов промышленного внедрения электросварки в серийное производство, стала понятна перспектива автоматизации сварочного процесса. Е. О. Патон стал решать проблему автоматизации комплексно, уделив особое внимание аппаратам и защите зоны сварки. Еще в 1923 г. в Советском Союзе Д. А. Дульчевский применил при сварке меди угольный порошок и другие горючие вещества, оттеснявшие воздух от жидкого металла. Позже тоже пытались вносить защитные средства в зону сварки отдельно от электрода.
Способы автоматической сварки под флюсом совершенствовались: изменялся состав флюса, способы его подачи в зону сварки. Е. О. Патон поставил перед сотрудниками своего института задачу разработать гранулированный флюс для сварки сталей угольным и металлическим электродами. Он должен был прикрыть жидкий металл от воздуха, ввести дополнительные легирующие элементы в металл шва и связать вредные примеси. В 1939 г. был разработан флюс и изготовлен специальный аппарат (сварочный «трактор»-автомат).
Современный сварочный автомат
На самом пороге надвигающейся войны – промышленность СССР получила технологию сварки стали, — не имеющую аналогов в мире! Особенно важную роль автоматическая сварка сыграла при сварке танковых корпусов. Она позволила резко увеличить производительность и качество изделий по сравнению с ручной сваркой. Ни в США, ни в Германии такой технологии не было, танковую броню клепали, скручивали на болтах (в США…) или сваривали вручную. В 1939-1940 годах в институте было завершено создание высокопроизводительной дуговой автоматической сварки под флюсом, и 20 декабря 1940 года было принято правительственное постановление о внедрении новой технологии на 20 заводах (в производстве вагонов, котлов, балок для мостов и других ответственных конструкций).
70-летний Е.О. Патон в годы Великой Отечественной войны совершил подвиг — силами своего, тогда очень небольшого Института электросварки АН УССР, эвакуированного в Нижний Тагил — один из уральских «танкоградов», — разработал и внедрил технологию автоматизированной сварки броневых корпусов танков Т-34.
Многое из прошлой практики приходилось пересматривать, отвергать. Трещины в броне! Как избавиться от них? Невооруженным взглядом трещины даже не видны, их обнаруживает только микроскоп, и то не всегда. Крошечные, незримые змейки тоньше волоска… Это была внешне неприметная и прозаическая, но исключительно важная исследовательская работа. Она длилась по десять-двенадцать часов в день, но, увы, утешительных результатов все не было. Ненавистные трещины упорно порочили сварной шов. Сделаны были уже десятки шлифов, но удача не приходила. Наконец после долгих поисков нащупали правильную мысль. Первые опыты принесли радость и разочарование. Желаемый результат достигался, но скорость сварки резко сокращалась. Отсюда уже было недалеко и до предложения, внесенного Дятловым и Ивановым: применить присадочную проволоку. Эта идея оказалась «счастливой» и решающей! Опыты с присадкой повторили многократно сперва в лаборатории, а затем и в цехе. Наконец-то швы стали получаться без трещин, а производительность сварки даже увеличилась.
По инициативе Е.О. Патона на заводе № 183 в Нижнем Тагиле была введена в действие первая в мире поточная линия производства бронекорпусов танков, на которой действовало 19 установок для автоматической сварки под флюсом. Это позволило высвободить 280 высококвалифицированных сварщиков (для других работ), которых заменили 57 рабочими более низкой квалификации. Кроме работы по автоматической сварке сотрудники института наладили контроль качества электродов и сварки; решили ряд важнейших проблем газовой сварки и резки; предложили ускоренные методы подготовки сварщиков; разработали сопла с коническим каналом, позволившие резко повысить производительность бензорезки при одновременном снижении расхода кислорода и повышении качества…
В 1943 году Институт электросварки продолжал оказывать помощь военным заводам страны в деле освоения скоростной автоматической сварки под флюсом. В этом году только на заводах Наркомата танковой промышленности уже работало 50 автосварочных установок. С помощью скоростной автоматической сварки под флюсом было организовано поточное производство фугасных авиабомб, реактивных снарядов для «катюш» и других видов вооружения и боеприпасов.
Ни в одной стране, кроме Советского Союза, автоматическая сварка под флюсом броневых сталей не была еще разработана, и лишь в последние месяцы войны по примеру СССР в США начали осваивать сварку под флюсом при постройке бронекорпусов танков и самоходных артиллерийских установок. В Германии автоматическая сварка танков так и не была создана до конца войны. «Русская» сварка
В июне 1944 года институт возвратился в Киев, где началось восстановление его научной и лабораторной базы.
Е.Патон с сыновьями…
В ознаменование 75-летия со дня рождения Е.О. Патона институту было присвоено его имя. Послевоенный период характерен углублением и расширением теоретических и экспериментальных работ по изучению свариваемости различных классов сталей, по оценке прочности сварных соединений и конструкций, а также по разработке новых систем флюсов, проволок и сварочной аппаратуры. Еще на Урале Е.О. Патон начал переориентировать работу коллектива на решение задач по восстановлению разрушенного войной народного хозяйства временно оккупированных районов. В институте им. Патона в 1949 году был разработан принципиально новый вид сварки – электрошлаковая (ЭШС). Данный способ позволял соединять детали любой толщины (до нескольких метров…).
На международной выставке в Брюсселе в 1958 г. этот вид сварки был отмечен большой золотой медалью «Гран-при» и получил неофициальное название «Русская сварка». Электрошлаковая сварка и наплавка завоевали себе широкую известность и признание во многих странах мира.
В 1946-1953 годах Е.О. Патон комплексно разрабатывает проблемы сварного мостостроения, возглавляет работы по проектированию и изготовлению первых цельносварных мостов, в которых широко применена автоматическая сварка. В 1946 году по совету Н.С. Хрущева подает союзному правительству докладную записку о преимуществах сварного мостостроения. В том же году Совет Министров СССР принимает развернутое постановление с широкой программой применения сварки в строительстве мостов. Патон возглавляет исследовательские, проектные, заводские и монтажные работы, связанные с постройкой крупнейшего в мире цельносварного шоссейного моста через Днепр в Киеве. 5 ноября 1953 года состоялось торжественное его открытие.
Евгений Оскарович Патон скончался 12 августа 1953 года на 84-м году жизни. Постановлением правительства после смерти Патона мосту присвоено его имя.
После смерти отца, — Институт электросварки возглавил его сын — Борис Евгеньевич Патон, ставший к этому времени доктором технических наук, а в 1954 году — профессором. С 1962 года он совмещает этот пост с должностью президента Национальной академии наук Украины.
При Б.Е. Патоне к «земным» сварочным технологиям добавились космические — для строительства конструкций различного назначения в космосе, а другие достигли глубин океанов. Огромные работы выполнены в судостроении, производстве сварных труб для магистральных газо- и нефтепроводов, в тяжелом и химическом машиностроении.
Оригинал взят у mgsupgs в История электросварки.
Для «гуманитария» — фамилия Патон в общем-то, — мало чего значит… Разве что, — бывающие в Киеве, вспомнят красавец-мост через Днепр, носящий это имя – мост Патона… Еще меньше людей знает про то, что этот мост является уникальным и первым в мире цельносварным — и назван в честь своего создателя… И вообще электродуговая сварка является одной из тех отраслей в которой СССР , не только не отставал, но и зачастую являлся технологическим лидером. И все благодаря «царскому » инженеру-мостостроителю Патону…
«Отец русской сварки»
Евгений Оскарович Патон Родился 4 марта 1870 года в Ницце (Франция), в семье российского дипломата. В 1894 году Е.О. Патон оканчивает Дрезденский политехнический институт и получает диплом инженера-строителя. Через два года он блестяще оканчивает второй институт — в Петербурге и получает диплом русского инженера. В 1900 году защищает диссертацию, дающую право на звание профессора. В 1904 году переезжает из Москвы в Киев и становится деканом инженерного факультета и заведующим кафедрой мостов. Он выполняет целый ряд проектов по созданию мостов и становится крупнейшим специалистом в этой области.
Несмотря на «смуту» и полнейшую неопределенность в политической жизни России, — Патон решил остаться в СССР. Многие решили, но ему в отличие от них повезло. Патон как уже говорилось был широко известен своими работами по вопросам статики сооружений и конструирования железных мостов. Им сформулирован ряд принципиальных положений по расчету и конструированию клепаных мостов. Он — руководитель и автор более 50 проектов железных клепаных мостов. Но 1928 году происходит его первое и – судьбоносное знакомство с электрической дуговой сваркой…!
История изобретения электросварки.
Тут нужно сделать ВАЖНОЕ отступление… Электрическая дуговая сварка – была изобретена не где-нибудь, а именно в «царской» России талантливым инженером Николаем Бенардосом аж в 1881 году!!!
Бенардос изобрел дуговую сварку металлов угольным (неплавящимся) электродом. Его «аппарат» получил название «Электрогефест».
Бенардос не смог сразу в 1881 году запатентовать своего «Электрогефеста». Одной из причин стало отсутствие средств. Лишь в 1884 году, когда усадьба изобретателя «Привольное» была продана за неуплату долгов , — Бенардос смог на оставшиеся деньги подать заявку на получение патента на способ дуговой электросварки. В 1885 – 1887гг. Н. Н. Бенардос получил патенты Франции, Бельгии, Великобритании, Австро-Венгрии, Швеции, Италии, Германии, США, Норвегии, Дании, Испании, Швейцарии. Патентование за рубежом финансировал купец С. А. Ольшевский, владелец доходных домов в Петербурге и Варшаве, ставший «совладельцем патентов». Значительных успехов в области электросварки добился и другой русский инженер – Николай Славянов.
Он, в 1888 году, на Пермских пушечных заводах изобретает дуговую сварку плавящимся металлическим электродом под слоем флюса. Собственно – прообраз современной дуговой сварки. Впервые в мире Славянов применил на практике электрическую дуговую сварку металлическим (плавящимся) электродом под слоем флюса. В присутствии государственной комиссии он сварил коленчатый вал паровой машины.
В Советском Союзе первым занялся сваркой В. П. Вологдин. Исследования, проведенные под его руководством, доказали возможность применения и научного изучения сварки.
В 1928 г. исследованиями сварных соединений занялся уже 59-летний инженер — мостостроитель Е. О. Патон.
Под его руководством в Киеве была создана уникальная электросварочная лаборатория. Работы по изучению процессов и технологий электросварки в СССР – давали ощутимые результаты!
В 1932 г. — К. К. Хреновым впервые в мире в Советском Союзе осуществлена электрическая дуговая сварка под водой.
В 1935 г. в Киеве был создан Институт электросварки, (позже получивший имя Е. О. Патона).
«Проверка на прочность»
С первых опытов промышленного внедрения электросварки в серийное производство, стала понятна перспектива автоматизации сварочного процесса. Е. О. Патон стал решать проблему автоматизации комплексно, уделив особое внимание аппаратам и защите зоны сварки. Еще в 1923 г. в Советском Союзе Д. А. Дульчевский применил при сварке меди угольный порошок и другие горючие вещества, оттеснявшие воздух от жидкого металла. Позже тоже пытались вносить защитные средства в зону сварки отдельно от электрода.
Способы автоматической сварки под флюсом совершенствовались: изменялся состав флюса, способы его подачи в зону сварки. Е. О. Патон поставил перед сотрудниками своего института задачу разработать гранулированный флюс для сварки сталей угольным и металлическим электродами. Он должен был прикрыть жидкий металл от воздуха, ввести дополнительные легирующие элементы в металл шва и связать вредные примеси. В 1939 г. был разработан флюс и изготовлен специальный аппарат (сварочный «трактор»-автомат).
Современный сварочный автомат
На самом пороге надвигающейся войны – промышленность СССР получила технологию сварки стали, — не имеющую аналогов в мире! Особенно важную роль автоматическая сварка сыграла при сварке танковых корпусов. Она позволила резко увеличить производительность и качество изделий по сравнению с ручной сваркой. Ни в США, ни в Германии такой технологии не было, танковую броню клепали, скручивали на болтах (в США…) или сваривали вручную. В 1939-1940 годах в институте было завершено создание высокопроизводительной дуговой автоматической сварки под флюсом, и 20 декабря 1940 года было принято правительственное постановление о внедрении новой технологии на 20 заводах (в производстве вагонов, котлов, балок для мостов и других ответственных конструкций).
70-летний Е.О. Патон в годы Великой Отечественной войны совершил подвиг — силами своего, тогда очень небольшого Института электросварки АН УССР, эвакуированного в Нижний Тагил — один из уральских «танкоградов», — разработал и внедрил технологию автоматизированной сварки броневых корпусов танков Т-34.
Многое из прошлой практики приходилось пересматривать, отвергать. Трещины в броне! Как избавиться от них? Невооруженным взглядом трещины даже не видны, их обнаруживает только микроскоп, и то не всегда. Крошечные, незримые змейки тоньше волоска… Это была внешне неприметная и прозаическая, но исключительно важная исследовательская работа. Она длилась по десять-двенадцать часов в день, но, увы, утешительных результатов все не было. Ненавистные трещины упорно порочили сварной шов. Сделаны были уже десятки шлифов, но удача не приходила. Наконец после долгих поисков нащупали правильную мысль. Первые опыты принесли радость и разочарование. Желаемый результат достигался, но скорость сварки резко сокращалась. Отсюда уже было недалеко и до предложения, внесенного Дятловым и Ивановым: применить присадочную проволоку. Эта идея оказалась «счастливой» и решающей! Опыты с присадкой повторили многократно сперва в лаборатории, а затем и в цехе. Наконец-то швы стали получаться без трещин, а производительность сварки даже увеличилась.
По инициативе Е.О. Патона на заводе № 183 в Нижнем Тагиле была введена в действие первая в мире поточная линия производства бронекорпусов танков, на которой действовало 19 установок для автоматической сварки под флюсом. Это позволило высвободить 280 высококвалифицированных сварщиков (для других работ), которых заменили 57 рабочими более низкой квалификации. Кроме работы по автоматической сварке сотрудники института наладили контроль качества электродов и сварки; решили ряд важнейших проблем газовой сварки и резки; предложили ускоренные методы подготовки сварщиков; разработали сопла с коническим каналом, позволившие резко повысить производительность бензорезки при одновременном снижении расхода кислорода и повышении качества…
В 1943 году Институт электросварки продолжал оказывать помощь военным заводам страны в деле освоения скоростной автоматической сварки под флюсом. В этом году только на заводах Наркомата танковой промышленности уже работало 50 автосварочных установок. С помощью скоростной автоматической сварки под флюсом было организовано поточное производство фугасных авиабомб, реактивных снарядов для «катюш» и других видов вооружения и боеприпасов.
Ни в одной стране, кроме Советского Союза, автоматическая сварка под флюсом броневых сталей не была еще разработана, и лишь в последние месяцы войны по примеру СССР в США начали осваивать сварку под флюсом при постройке бронекорпусов танков и самоходных артиллерийских установок. В Германии автоматическая сварка танков так и не была создана до конца войны. «Русская» сварка
В июне 1944 года институт возвратился в Киев, где началось восстановление его научной и лабораторной базы.
Е.Патон с сыновьями…
В ознаменование 75-летия со дня рождения Е.О. Патона институту было присвоено его имя. Послевоенный период характерен углублением и расширением теоретических и экспериментальных работ по изучению свариваемости различных классов сталей, по оценке прочности сварных соединений и конструкций, а также по разработке новых систем флюсов, проволок и сварочной аппаратуры. Еще на Урале Е.О. Патон начал переориентировать работу коллектива на решение задач по восстановлению разрушенного войной народного хозяйства временно оккупированных районов. В институте им. Патона в 1949 году был разработан принципиально новый вид сварки – электрошлаковая (ЭШС). Данный способ позволял соединять детали любой толщины (до нескольких метров…).
На международной выставке в Брюсселе в 1958 г. этот вид сварки был отмечен большой золотой медалью «Гран-при» и получил неофициальное название «Русская сварка». Электрошлаковая сварка и наплавка завоевали себе широкую известность и признание во многих странах мира.
В 1946-1953 годах Е.О. Патон комплексно разрабатывает проблемы сварного мостостроения, возглавляет работы по проектированию и изготовлению первых цельносварных мостов, в которых широко применена автоматическая сварка. В 1946 году по совету Н.С. Хрущева подает союзному правительству докладную записку о преимуществах сварного мостостроения. В том же году Совет Министров СССР принимает развернутое постановление с широкой программой применения сварки в строительстве мостов. Патон возглавляет исследовательские, проектные, заводские и монтажные работы, связанные с постройкой крупнейшего в мире цельносварного шоссейного моста через Днепр в Киеве. 5 ноября 1953 года состоялось торжественное его открытие.
Евгений Оскарович Патон скончался 12 августа 1953 года на 84-м году жизни. Постановлением правительства после смерти Патона мосту присвоено его имя.
После смерти отца, — Институт электросварки возглавил его сын — Борис Евгеньевич Патон, ставший к этому времени доктором технических наук, а в 1954 году — профессором. С 1962 года он совмещает этот пост с должностью президента Национальной академии наук Украины.
При Б.Е. Патоне к «земным» сварочным технологиям добавились космические — для строительства конструкций различного назначения в космосе, а другие достигли глубин океанов. Огромные работы выполнены в судостроении, производстве сварных труб для магистральных газо- и нефтепроводов, в тяжелом и химическом машиностроении.
Источник
kak-eto-sdelano.ru
История развития сварки
В строительстве зданий, создании автомобилей, и производстве различных металлических изделий большую роль играет сварка. Доставка воды и удаление стоков происходит по трубам сваренным электрической дугой и покрытыми электродами. Отопление, двери, лестницы и перила тоже часто изготавливают при помощи сварки различными аппаратами. Без этого человечество находилось бы в далеком прошлом в плане передовых конструкций и коммуникаций. Но когда началась история сварки? Кто первый открыл явление электрической дуги и понял какие возможности это дает? Как совершенствовалось оборудование и технологии со временем?
Достижение человечества
Сварочный метод соединения металлов произвел настоящую революцию в мире промышленности и строения, ускорив создание и увеличив прочность многих конструкций. Речь идет о возбуждении электрической дуги между двумя контактами, подсоединенными к полюсам аппарата. Дуга нагреваясь плавит кромки металла, создавая общую «лужицу» расплавленного железа. Так происходит соединение сторон в единый сплав.
Чтобы повысить прочность шва используется плавящийся материал, который может быть в виде стержня электрода, или как дополнительная присадочная проволока. Так можно производить не только сварку, но и наплавку истертых деталей. Сложность заключалась в создании безопасного метода, ведь электрическая дуга способна проявляться и у высокого напряжения, но удержание рабочих частей с большим значением вольт очень опасно для человеческой жизни.
Процесс шагнул дальше, когда ученые смогли создать понижающие источники тока, где благодаря принципу электромагнитной индукции напряжение значительно понижалось, а сила тока наоборот возрастала. Это позволило обезопасить сварочный процесс, а увеличенная сила тока дала возможность плавить более толстые стороны металла. Дальше ученые сконцентрировались на модернизации электродов и рабочих элементов в руках сварщика.
Большие усилия прилагались и в области защиты сварочной ванны от внешних газов. Если вести шов голым стержнем металла, то дуга будет гореть, но последующий валик металла будет весь пронизан порами удаляющегося углерода. Чтобы создать прочное герметичное соединение потребовалось разработать различные обмазки для электродов и специальные порошки-флюсы, предотвращающие взаимодействие расплавленного металла и окружающего воздуха. Но пришли люди к этому не сразу и история развития сварки начинается еще в древних веках.
Самые первые проявления сварки
Еще при раскопках в древнем Египте были найдены украшения из золота, которые спаивались между собой оловом. Разогретый на углях легкосплавный материал наносился на золотые украшения и застывая образовывал некоторое соединение. Во время раскопок в Помпеи археологи нашли остатки водопроводных коммуникаций, которые имели поперечные швы на свинцовых трубах. Поскольку свинец тоже легко плавился на огне, он поддавался заливанию в формы и созданию соединений.
Некоторые металлы соединялись в кузнях. Стороны разогревались на углях до пластичного состояния и сбивались ударами тяжелых молотков. Такое спрессовывание давало надежную сцепку материалов. Это нашло применение в создании корпусов артиллерийский орудий устанавливаемых на кораблях. Частично они выливались в формы, а частично соединялись кузнечной сваркой и дополнительным обрамлением хомутами. Но возможности человечества были ограничены температурой углей. Поэтому другие металлы для соединения были недоступны.
Открытие электрической дуги
История электросварки начинается с 1802 года, когда В.В. Петров, находясь в медико-хирургической академии воспроизвел явление горения электрической дуги между двумя концами аппарата. Произошло это в Санкт-Петербурге. Последующие исследования доказали реальность применения этого явления для плавления металлических кромок и соединения деталей.
Профессором было предложено использовать температуру от электрической дуги для быстрой плавки известных металлов. С 1881г в качестве элементов между которыми возбуждалась дуга стали использовать угольный электрод и металлическую поверхность. Спустя почти 90 лет с момента открытия свойств тока между двумя полюсами, в 1888 году Славянов предложил заменить угольный элемент на плавящийся металлический стержень.
У образовавшегося процесса было несколько сложностей:
- температура дуги была нестабильна, что осложняло сварку;
- ванна нуждалась в лучшей защите от внешней среды;
- в образованном шве было много дефектов в виде пор и наплывов.
Чтобы улучшить структуру шва начали развиваться гранулированные средства, получившие название флюс. Это стали применять с 1902 года. Металлический стержень обмакивали в заготовленную пасту с содержанием окиси металлов, воды и карбонатов. После высыхания расходный элемент был готов к сварке. Подобным образом до сих пор изготавливают самодельные электроды.
Быстрое развитие технологий в XX и XXI веках
С началом XX века изобретения в области сварки стали различаться на подкатегории по используемому оборудованию. Разработчики поняли, что не только электрическая дуга способна плавить металл, но и ацетиленовое пламя может развить температуру до нескольких тысяч градусов.
Для этого был разработан ацетиленовый генератор в 1906 году. Их конструкция имеет большое сходство с современными моделями и заключается в погружении карбида в жидкость, где окисление содействует разложению твердого материала и выделению чистого ацетилена. В камере нагнетается давление и по шланге газ передается в горелку.
В 1903 году два французских разработчика предложили практичную конструкцию сварочной горелки со смесительной камерой. По одному каналу подавался ацетилен, а по второму кислород, который «разгонял» температуру факела до 3000 градусов. Это нашло широкое применение в сварке водопроводов и газопроводов.
Параллельно с этим продолжала развиваться и электрическая сварка, история которой включает 1912 год, когда было принято решение выпустить электроды с толстым покрытием. Это дало несколько плюсов:
- лучшую защиту от внешней газовой среды;
- стабильное горение дуги;
- более плотные швы, аналогичные по структуре с основным металлом;
- возможность применения на кораблях и в промышленности.
С 1940 года миру стала доступна сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа. Изначально это был гелий, но сейчас применяется и аргон. Сваривание ведется за счет электрической дуги, которая горит между неплавящимся электродом и кромками сторон. Там где требуется более крепкий шов, добавляется присадочная проволока. Данные виды сварки позволили соединять нержавеющую сталь и алюминий, а чистота шва быстро понравилась специалистам.
Из последних достижений в области сваривания материалов имеются:
Краткий экскурс в историю и обобщение
Если подвести итог, то история развития сварки имеет несколько ключевых точек на ленте времени. Их можно выделить так:
- 1802 г — российский ученый В.В. Петров обнаружил возникновение электрического разряда, характеризующегося ярким белым светом, удержание которого в течение определенного времени приводит к быстрому образованию температуры и возгоранию каменного угля.
- 1803 г — Петров опубликовывает собственное издание, где описывает личные опыты по воспроизведению вольтова столба и электрической дуги, а также использования этих физических явлений для электрической сварки и пайки металлических материалов. Параллельно ученый описал возможность применения дуги для создания освещения.
- 1882 г — историческая дата, когда Н.Н. Бенардос воспроизвел сварку электрической дугой с использованием угольных электродов. Ученый получил патенты на свое открытие в России, Германии, Англии, Франции, Италии и США. Метод получил своеобразное название «электрогефест».
- 1888 г — Н.Г. Славянов, будучи первооткрывателем-практиком, реализовал на практике применение плавящегося электрода и дополнительного слоя флюса на металлической поверхности. При наблюдателях со стороны гос комиссии он заварил деталь от паровой машины. Спустя пять лет ученый получил медаль на мировой выставке в Америке, за сварку в слое флюса из толченого стекла.
- 1905 г — В.Ф. Миткевич выступил с рациональным предложением использовать трехфазную дугу при соединении металлических частей. Это позволило работать с более толстыми материалами и создавать глубокие крепкие швы покрытыми электродами.
- 1932 г — еще один советский ученый К.К. Хренов реализовал сварку электрической дугой в подводной среде. Это дало начало различным глубинным методам прокладки коммуникаций через водоемы, а также улучшило ремонтные работы на судах.
- 1939 г — Е.О. Патоном опробованы методы сварки под флюсом и созданы головки для аппаратов с автоматическим действием. Позднее институт, названный в честь этого ученого, внес множество новаторских идей по усовершенствованию различных способов сваривания металлов.
Сварка, история которой будет еще продолжаться, позволила создать многие конструкции и изделия, без которых было бы невозможно современное строительство и другие разработки. Ученые продолжают трудиться над созданием более экономичных аппаратов, способных соединять металлы различной структуры. Но основные технологические процессы, по которым осуществляется сварка, остались такими же как и 100 лет назад.
Поделись с друзьями
4
0
1
3
svarkalegko.com
