3 (1016817), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В 1886 г. в России организовано первое в мире специализированное научно-производственное объединение по электросварке—«Электрогефест». Сам Н. Н. Бенардос был здесь одновременно и учёным-исследователем, и конструктором аппаратуры, и рабочим-сварщиком.
С 1886 г. началось практическое применение дуговой сварки в мастерских железных дорог и на других предприятиях не только ддя ремонта, но и для изготовления различных металлических изделий. Электрогефест успешно применяли и за рубежом. К середине 90-х годов XIX века новый технологический процесс был внедрён более чем на 100 заводах Западной Европы и в США; электросварку начали применять не только для вспомогательных ремонтных работ, но и как основной технологический процесс производства новых металлических изделий.
Создателем нового направления в производстве металлических конструкций стал русский инженер Н. Г. Славянов. Способ электро сварки угольным электродом Н. Н. Бенардоса ещё только начинал своё триумфальное шествие по миру, когда на одном из заводов промышленного Урала электрическая дуга загорелась между изделием и стальным стержнем-электродом.
Николай Гаврилович Славянов родился 23 апреля (5 мая) 1854 г. в Задонском уезде Воронежской губернии. Окончив с золотой медалью гимназию в Воронеже, он в 1872 г. поступил в Петербургский Горный институт. Получив специальность инженера-металлурга в 1877 г, Н. Г. Славянов уехал работать на казённый Воткинский горный завод смотрителем механических фабрик. В 1883 г. он был назначен управителем орудийных и механических фабрик Пермских пушечных заводов в Мотовилихе. С 1988 г. стал там горным начальником, а с 1891 г и до конца жизни занимал должность горного начальника (директора) Пермских пушечных заводов.
Н. Г. Славянов критически оценил изобретение Бенардоса и внес в него существенные усовершенствования, касающиеся в первую очередь металлургии сварки. Сварка сталей, содержащих легирующие компоненты и примеси, не всегда получалась удачной, потому что в шов попадали оксидные включения, в нем скапливались сера и фосфор; металл выгорал и становился хрупким в месте сварки.
Н. Г. Славянов заменил неплавящийся угольный электрод металлическим плавящимся электродом-стержнем, сходным по химическому составу со свариваемым изделием. Но самое главное - сварочная ванна была защищена слоем шлака расплавленного металлургического флюса. Такой процесс повышал качество наплавленного металла при сварке. Н. Г. Славянов разработал специальный сварочный генератор на 1000 А, заменивший аккумуляторную батарею Бенардоса.
К концу 1880-х годов в европейских странах и США быстрыми темпами развивается машиностроение, судостроение, энергетика. Растёт масса стальных отливок. Всё дороже обходится брак: трещины, раковины, поры. Из-за этого массивные детали идут на переплав. Такое происходит повсюду, в том числе и в Перми, и Н. Г. Славянов начинает применять свой новый способ для исправления дефектов литья, ремонта деталей паровозов, паровых машин, зубчатых колёс и д.р. О масштабе решаемых задач в некоторой степени можно судить по сведениям, приведенным в табл. 2.1. Только за три
экспонат из России - металлический двенадцатигранный стакан высотой 210 мм. Николай Гаврилович соединил со сталью ряд электродов из бронзы, томпака (сплав меди с цинком), никеля, стали, чугуна, нейзильбера (сплав меди с цинком и никелем). Сделанный из этой многослойной заготовки стакан массой 5330 г представлял сразу всю гамму конструкционных металлов того времени.
Большое внимание Н. Г. Славянов уделял механизации и автоматизации дуговой сварки. Он изготовил и опробовал первый в мире сварочный полуавтомат, элементы которого использованы и в современных автоматических сварочных головках. Постоянство длины дуги в определённых пределах оплавления электрода поддерживалось двумя соленоидами, втягивающими железный сердечник и обеспечивающими автоматическую подачу электрода.
Внимание, которое Н. Г. Славянов придавал проблеме автоматического регулирования длины сварочной дуги, свидетельствует о его блестящей технической прозорливости: он предвосхитил применение механизмов для регулирования длины электрической дуги, имеющих большое значение и в современной технике автоматической сварки. В 1891 г. Н. Г. Славянов запатентовап своё изобретение во Франции, Германии, Великобритании, Австро-Венгрии, Бельгии, в 1897г.-вСША.
В России дальнейшее развитие нового технологического процесса электродуговой сварки столкнулось с существенными трудностями: электротехническая промышленность страны была очень слабой. Применение электросварки постепенно сокращалось, а со смертью её создателя практически прекратилось. Однако необходимо отметить, что новый технологический процесс, предложенный Н. Г. Славяновым, не всегда обеспечивал высокое качество соединений, так как плавление стали в дуговом разряде сопровождалось выгоранием углерода, марганца и кремния; при этом сварной шов мог насыщаться кислородом, азотом и водородом. Поэтому сварка применялась при изготовлении второстепенных металлоконструкций и неответственных изделий, и ее поддерживали только отдельные энтузиасты.
Удачно найденные решения внедрялись в практику, развивались, служили очередной ступенькой для дальнейшего подъёма сварочного производства. Так, шведский инженер О. Кельберг предложил покрывать металлические плавящиеся электроды термостойкими не-электропроводными материалами. И хотя тугоплавкое покрытие нужно было О. Кельбергу, чтобы выполнить сварку в потолочном положении (предотвратить стекание электродного металла), оказалось, что оно в некоторой степени защищает расплавленный металл от кислорода и азота воздуха.
В 1917г. американские учёные О. Андрус и Д. Стреса изобрели новый электрод. Их стальной стержень был обёрнут полосой бумаги, приклеенной силикатом натрия - жидким стеклом. Бумага стала источником дыма, оттеснявшего воздух из зоны сварки. Обнаружилось ещё одно интересное свойство новой обмазки - дуга возбуждалась сразу, с первого касания и не гасла, как обычно, при незначительном удлинении. Сказалось присутствие в обмазке натрия.
Совместными усилиями изобретателей многих стран велись исследования с целью улучшения качества металла шва. И к концу 20-х годов прошлого века электроды с обмазкой уже содержали специальные газообразующие вещества, оттесняющие воздух из зоны сварки; легирующие вещества, которые улучшали состав и структуру металла шва; шлакообразующие компоненты, которые защищали расплавленный и кристаллизующийся металл от взаимодействия с воздухом; стабилизирующие вещества с низким потенциалом ионизации. Изменяя состав компонентов покрытия, можно было получать электроды со специальными свойствами.
Первые крупные сварочные работы в России возобновились и выполнялись под руководством Виктора Петровича Вологдина (1883-1950) на судоремонтном заводе «Дальзавод» во Владивостоке. Ежедневно сталкиваясь с судоремонтом, Виктор Петрович пришёл к мысли о необходимости применять при этом сварку. В 1920 г. он организовал сварочный участок, на котором ремонтировали детали и узлы судов. Многие проблемы В.Вологдину и его сотрудникам пришлось решать впервые, отступая от проверенных традиционных технологий. Экспериментальными исследованиями сварных конструкций на прочность, жёсткость и герметичность он доказал, что сварке можно доверять не менее ответственные конструкции, чем клёпке. По инициативе В. П. Вологдина на «Дальзаводе» уже в 1923 г. был организован сварочный цех, и одной из первых крупных работ этого цеха стало восстановление в 1924 г. пролёта железнодорожного моста
Рис. 2.4. Схема трансформатора Никитина
через р. Амур с применением электросварки. В 1928 г. сварена конвейерная эстакадная решётчатая ферма пролётом 25 м для погрузочных работ в порту. До 30-х гг. при сооружении крупных резервуаров применяли клёпку. Первый сварной нефте резервуар в СССР построен в 1929 г.
на станции Большой Невер по проекту В. П. Вологдина. Он активно участвовал в создании крупных цельносварных кораблей и судов.
В 1923 г. на принципе намагничивающей параллельной и размагничивающей последовательной обмоток возбуждения инженером-электротехником Василием Петровичем Никитиным (1893—1956) разработаны генераторы серии «СМ».
В 1924 г. В. П. Никитин разработал сварочный трансформатор СТН. Для небольших сварочных токов им сконструирован трансформатор с внутренним реактивным сопротивлением (рис. 2.4), представляющий собой комбинацию трансформатора и реактивной катушки.
К концу 30-х годов сформулированы три принципа регулирования тока в сварочных трансформаторах: с несколькими выводами (рис. 2.5, а), с магнитным шунтом (рис. 2.5, б) и с регулируемым воздушным зазором (рис. 2.5, в); каждая из схем имеет несколько отличающихся статических вольтамперных характеристик.
Выпуск этого оборудования стал производиться серийно на заводе «Электрик» (г. Санкт-Петербург).
В. П. Никитин создал теорию и разработал методы расчёта электрических машин для дуговой сварки, участвовал в создании элект-росварочного машиностроения в СССР.
Значительный вклад в проектирование и производство сварочных генераторов и трансформаторов для дуговой сварки внёс Алексей Алексеевич Алексеев (1982-1965), окончивший в 1923 г. Петроградский электротехнический институт. В 1927 г. А. А. Алексеев разработал машины для контактной сварки, участвовал в создании первого в СССР электротрубосварочного стана, машин контактной сварки для автомобилестроения.
В 1928 г. на заводе им. Г. И. Петровского стали выпускать серийно покрытые электроды для ручной дуговой сварки. С началом индустриализации нашей страны роль электросварки проявилась в полном объёме. Без неё не удалось бы невиданными темпами построить Магнитку, Кузнецк, Днепрогэс.
В эти годы крупный учёный, специалист в области мостостроения академик Евгений Оскарович Патон (1870-1953) сумел оценить всё, что может дать электрическая сварка, и пришёл к выводу о том, что она будет основой технологии производства металлических конструкций. Он организовал в Киеве при Академии наук УССР электросварочную лабораторию, поставившую перед собой цель - широкое применение электросварки вместо клёпки в самых различных отраслях промышленности. В январе 1934 г. на базе этой лаборатории был создан Институт электросварки, который в настоящее время носит имя его организатора - Е. О. Патона.
го в СССР электротрубосварочного стана, машин контактной сварки для автомобилестроения.
В 1928 г. на заводе им. Г. И. Петровского стали выпускать серийно покрытые электроды для ручной дуговой сварки. С началом индустриализации нашей страны роль электросварки проявилась в полном объёме. Без неё не удалось бы невиданными темпами построить Магнитку, Кузнецк, Днепрогэс.
В эти годы крупный учёный, специалист в области мостостроения академик Евгений Оскарович Патон (1870-1953) сумел оценить всё, что может дать электрическая сварка, и пришёл к выводу о том, что она будет основой технологии производства металлических конструкций. Он организовал в Киеве при Академии наук УССР электросварочную лабораторию, поставившую перед собой цель - широкое применение электросварки вместо клёпки в самых различных отраслях промышленности. В январе 1934 г. на базе этой лаборатории был создан Институт электросварки, который в настоящее время носит имя его организатора - Е. О. Патона.
Одной из наиболее важных задач института Евгений Оскарович считал создание высокопроизводительного механизированного способа сварки, пригодного для изготовления самых ответственных сварных конструкций. К концу 30-х годов институту удалось разработать такой способ - сварку под флюсом.
В историю науки Е. О. Патон вошёл как автор классических учебников по мостостроению, создатель оригинальных проектов мостов, глава признанной в мире научной школы по проблемам сварки.
Евгения Оскаровича Патона очень хорошо характеризуют его собственные слова: «Меня никогда не привлекала работа над решением отвлечённых, оторванных от практики тем. Я стремился к тому, чтобы содержание моих работ и работ моих сотрудников отвечало нуждам народного хозяйства. Что может быть лучшей наградой для человека, чем видеть воплощение своих мыслей, своего труда в жизни?». Всю свою жизнь он неустанно трудился: учил студентов, совершенствовал методы расчётов мостов, создавал оригинальные проекты, участвовал в их осуществлении. К работам он привлекал студентов, увлекал их своими идеями, прививая навыки творческого подхода к решению технических задач.
Евгений Оскарович с большим вниманием относился к работам, выполняемым по заказам промышленных предприятий. Он рассматривал договор как свидетельство признания полезности выполняемого исследования. В наше время рыночных принципов организации экономики очевидна жизненность таких позиций выдающегося учёного.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
