ГОУ НПО
Профессиональное училище № 11 им.В.И.Мызо
Реферат
на тему
«История сварки»
Разработали: Березовский В.Н.,
об-ся гр.ЭС-09,
Ник и тина О.И.,
мастер производственн о го
обучения.
Новокузнецк 2011
История сварки
Люди уже в древности с особым интересом относились к металлам. Первые металлы, с которыми познакомилось человечество, были или самородками или металлическими метеоритами. В те времена не знали, как обрабатывать металлические предметы, поэтому чаще всего они использовались в качестве ювелирных украшений. Металлургия появилась позднее, когда металлов стало достаточно для изготовления полезных в быту предметов.
Столь популярное сегодня железо не было тогда в обиходе. Оно не встречается в чистом виде как самородок. Первыми доступными металлами были мягкие металлы – свинец, олово, медь. Медь и ее сплавы (бронза и латунь) стала первым массовым металлом человеческой цивилизации. Причем, медные сплавы настолько хорошо удовлетворяли потребности людей в металлах, что даже при доступности железа, бронзу предпочитали еще в течение многих столетий. Бронза прекрасно затачивалась. Детали из нее можно было тиражировать, так как она хорошо отливалась в формы.
Аргонно-дуговая сварка алюминиевых сплавов
... но уступает по своим свойствам дюралюминию. Основные затруднения при сварке алюминия и его сплавов следующие: на поверхности расплавленного металла постоянно образуется тугоплавкая пленка окиси ... дуги. Аргонно-дуговая сварка алюминиевых сплавов Аргонно-дуговую сварку применяют при изготовлении конструкций из нержавеющих и жаропрочной сталей, цветных металлов (алюминий, медь, магний, титан, цирконий, ...
Бронзовые детали можно было соединять сваркой. Способ сварки имел название литьевого, так как детали укладывали в формы и заливали предварительно расплавленным металлом. Однако у меди был большой недостаток – ее мало в природе, поэтому со временем она превратилась в монетный металл, как все дефицитные металлы.
Второй известный метод сварки древности носил название кузнечного. Таким способом сварки соединяли железные детали. Перед сваркой детали раскаляли в кузнечном горне до «сварочного жара», и только потом укладывали на наковальню для совместной проковки. От сильного давления, почти расплавленные детали, сваривались в единое изделие. Методы сварки были довольно трудоемки, но других способов человечество не знало до конца 19 века, когда в сварке произошли революционные изменения.
Сварка в Древнем мире
Сварка как способ неразъемного соединения твердых металлических частей известна человечеству с самых древних времен. В египетских пирамидах при археологических исследованиях нашли золотые изделия, которые имели паянные оловом соединения, а при раскопках итальянского города Помпеи обнаружили свинцовые водопроводные трубы с продольным паяным швом. Древнейшим источником металла были случайно находимые кусочки самородных металлов — золота, меди, метеоритного железа. Ковкой их превращали в листочки, пластинки, острия. Ковка с небольшим подогревом позволяла соединять мелкие кусочки более крупные, пригодные для изготовления простейших изделий. Позже научились выплавлять металл из руд, плавить его и литьем изготовлять уже более крупные и часто весьма совершенные изделия из меди и бронзы.
С освоением литейного производства возникла литейная сварка по так называемому способу промежуточного литья — соединяемые детали заформовывались, и место сварки заливалось расплавленным металлом. В последствии были созданы особые легкоплавкие сплавы для заполнения соединительных конструкций и наряду с литейной сваркой появилась пайка, имеющая большое значение и сейчас.
Сварка в Средние века и в эпоху Возрождения
Технологические основы процесса сварки металлов и сплавов (её ...
... металлом для сварки. Он применил созданный им способ не только для сварки, но и для наплавки и резки металлов. ... процессов и технологии сварки проводятся в ряде научно-исследовательских организациях, ВУЗах и крупных предприятиях судостроительной, авиационной, ... механизмов, полученные сваркой и выполняющие самостоятельные функции, называются сварными деталями. Например, к сварным деталям относятся оси ...
Основным способом сварки в это время была, так называемая, кузнечная сварка. Многочасовой ковкой нагретого продукта удавалось отжать неметаллические примеси и сварить частицы железа в кусок платного металла. Кузнецами осуществлялся процесс сварки частиц железа в более крупные заготовки. Из полученных заготовок кузнечной сваркой изготовляли орудии труда, оружие, а также решались некоторые архитектурные задачи. Готическая архитектура и архитектура эпохи Возрождения часто требовала стальных сварных соединений несущих конструкций, как на начальной стадии строительства, так и при последующем ремонте. Это было первое широко распространенное применение сварки в элементах сооружений.
Сварка в Новое время
С наступлением индустриализации, вследствие развития науки и техники, многие изготавливаемые ранее из дерева и камня элементы сооружений были заменены металлическими. Преобладающим металлом было и остается железо или его сплавы, называемые сталями. В 1802 г. профессор физики Петербургской медико-хирургической академии Василий Владимирович Петров открыл явление электрической дуги и показал возможность использования ее для расплавления металлов. В.В. Петров первым предложил применить электрическую дугу в качестве источника теплоты для мгновенного расплавления металлов. Изначально в дуговой сварке не использовали расходных сварочных материалов, и основным видом электросварки была сварка дугой с использованием неплавящегося угольного электрода.
Использование электрической дуги для сварки металлов было осуществлено русским изобретателем Николаем Николаевичем Бенардосом в 1882 г.
Николай Николаевич Бенардос
Сущность его метода сводилась к тому, что между свариваемым изделием и угольным стержнем (электродом) пропускался ток, и возникала электрическая дуга. Дуга расплавляла поверхность изделия, а «присадочный» металл, вводимый в дугу в виде прутка, также расплавляясь в ней, заполнял место сварки.
Неизвестно, когда и при каких обстоятельствах пришел Н.Н. Бенардос к принципу точечной контактной сварки. Первый в мире патент на этот способ (и «прибор» для его реализации) был выдан на его имя в Германии: № 46776—49 от 21.01.1888 г. В качестве электродов служили графитовые бруски, вставляемые в клещи, которые сжимали вручную (рис. 1).
Понятие и сущность сварки и сварочных работ
... Славянов, заменив угольный электрод плавящимся металлическим, так резко повернул технологию сварки по способу Бенардоса на путь широкого практического применения, что этот способ сварки стал передовым технологическим процессом обработки металлов. Сварка по способу ... Николая Гавриловича, И. Г. Кетов и П. А. Скачков тепло отзываются о нем. Первые в мире электросварщики братья Павел и Семен Шиловы, Н. ...
В заявке на изобретение, поданной в России, Бенардос подробно описывает технологию и предлагает несколько устройств для точечной сварки. Так, один из «Приборов» выполняли в виде стойки, на которой укрепляли изолированно друг от Друга кронштейны: нижний жестко, а верхний — на шарнире (рис. 2).
На концах кронштейнов, к которым подавали напряжение, крепили электроды из угля или другого электропроводного «огнеупорного тела, соответственно для этого подготовленного» [1].
Свариваемые заготовки собирали встык или со скосом кромок и заводили между электродами. При этом верхний кронштейн поднимался. Перед началом сварки этот кронштейн с электродом прижимали грузом. По мере разогревания кромок до пластического состояния или до подплавления изделие передвигали, и вслед за нагревом производилось обжатие роликами.
Клещи Бенардоса для точечной сварки.
«Прибор» Бенардоса для точечной сварки
В 1890 г. другой русский изобретатель инженер Николай Гаврилович Славянов предложил способ дуговой электрической сварки, при котором в качестве второго полюса дуги вместо угольного стержня использовался сам присадочный материал, т. е. металлический пруток.
Николай Гаврилович Славянов
Электрод и изделие были последовательно включены в цепь специального сварочного электрогенератора постоянного тока. Способ дуговой сварки Н. Г. Славянова получил более широкое распространение, чем способ Н. Н. Бенардоса. Сварочные работы по способу Н. Г. Славянова осуществлялись горячим методом, т. е. с предварительным подогревом изделия. Поверхность сварочной ванны поддерживалась при этом расплавленной. Во избежание растекания металла свариваемое изделие заформовывалось в землю, в связи с чем Н. Г. Славянов и называл свой способ «электрической отливкой металлов», а электросварщика — «литейщиком». Чтобы поддерживать при сварке длину дуги постоянной, Н. Г. Славянов разработал и осуществил остроумное полуавтоматическое устройство для подачи металлического электрода в дугу, названное «плавильником». Плавильник подвешивался на цепи над свариваемым изделием. Н. Г. Славянов придал своему изобретению вполне законченную форму и в 1890-1891 гг. запатентовал его в ряде стран. Внедрение сварки в производство проходило очень интенсивно, так в России с 1890 по 1892 года было по их технологии отремонтировано с высоким качеством 1631 изделие, общим весом свыше 17 тыс. пудов, это в основном чугунные и бронзовые детали.
Точечная сварка продолжала развиваться. Спустя 10 лет О. Кляйншмидт заменил угольные электроды в «приборах» Бенардоса медными электродами и усовершенствовал устройство для сварки, встроив трансформатор в клещи. На разработку был выдан патент США № 616463 от 20.12.1898 г. С этого времени точечная сварка вышла из стадии лабораторных экспериментов, и началась работа над повышением производительности процесса. Бушайе разработал конструкции «дуплекс-электродов» для выполнения сразу двух сварных точек (пат. Франции № 330200 от 13.03.1903 г.).
Промышленный подъем 1909-1913 гг. в России
... развитии и последствиях промышленного подъёма 1909-1913 гг. в России. Глава 1. Развитие России в конце XIX века Россия после промышленного подъёма 90-х годов, вступила в эпоху империализма вместе ... в 70-80-х годах XIX века возникли отдельные синдикаты. В промышленности в период подъема 90-х годов особенно активизировался процесс концентрации производства, в результате этого в конце XIX в. ...
Верхний и нижний электродные узлы имели собственные трансформаторы. При параллельном подключении обмоток трансформаторов получается только одна точка, при последовательном включении — сразу две.
Сварка в Новейшее время
В 1903 году французские инженеры Эдмон Фуше и Шарль Пикар сконструировали первую ацетиленокислородную сварочную горелку и получили на нее патент Германии. Предложенные ими конструкции газосварочных горелок принципиально почти не изменились до настоящего времени. С 1906 года, после появления достаточно надежных конструкций ацетиленовых генераторов, началось промышленное применение ацетиленокислородной сварки для технологического оборудования, газопроводов и других конструкций, а в 1908—1909 годах во Франции и в Германии проведены первые успешные опыты по кислородной подводной резке. В России газовая сварка получила развитие в период Первой мировой войны. Начиная с этого времени и вплоть до 30-х годов, газовая сварка занимает ведущее положение в сварочном производстве России, а затем и СССР. К началу Великой Отечественной войны сварка почти повсеместно вытеснила клепку, а в годы войны строились уже только сварные корабли и суда, многие из которых успешно участвовали в боевых операциях. Во второй половине века ХХ века было придумано много еще способов сварки. Старые методы же постоянно совершенствуются, но принцип работы сварки остался тот же, что и был полтора века назад
Сварка пришла к нам из глубины веков
Способ получения неразъемных соединений различных металлических деталей путем сварки и пайки был известен еще в глубокой древности. Широко применялась в прошлом и кузнечная сварка. При этом способе сварки соединяемые металлы нагреваются до состояния пластичности, а затем проковываются в местах соединения.
Ранее сварка представляла собой технологический процесс самого разнообразного применения, но, за небольшим исключением, не использовалась для создания сложных конструкций. Чаще ее использовали для изготовления свинцовых труб или свинцовых кровельных листов. Подогрев осуществлялся с помощью древесного угля, а сварку выполняли последовательными ударами молота. Широко распространена была ремонтная сварка, например, ремонт каретных осей, разрушающихся от усталости.
Курсовая работа сварка в защитном газе
... в удобное для работы положение. Горелка имеет кнопку дистанционного управления сварочным током и краник для регулирования расхода защитного газа. Технические характеристики горелки АГНИ-07М Максимальный ток сварки: ... инвертерный сварочный аппарат для ручной дуговой сварки штучными электродами ( ММА ) , ручной аргонодуговой импульсной сварки ( PULSE TIG ) на постоянном токе изделий из алюминия, ...
Уровень технологии сварки в средние века можно увидеть на примере огромной пушки Дол Грайэт, 1382 года выпуска. Эта пушка представляла собой кованную трубу, усиленную наружными обручами, которые присоединялись к трубе кузнечной сваркой. Общая масса изделия более 16 тонн. Такой способ изготовления пушек был широко распространен во всем мире. Самые большие пушки этого типа были изготовлены в Индии в XVI и XVII веках. Они достигали 9 м в длину и весили до 50 тонн.
В большинстве древних строений в качестве несущих элементов, нагруженных сжатием, применялись камень и нормированный бетон, а также древесина для балок и перекладин. В некоторых случаях требовались узлы, работающие на растяжение, и тогда использовали железные анкера, изготовленные кузнечной сваркой или ковкой . Одним из примеров тому является купол Храма Рокк в Иерусалиме (VIII в.). В нем горизонтальная растягивающая нагрузка восьмигранного свода приложена к восьмигранному стальному крепежному кольцу. И это не украшение, а составной компонент конструкции. В итальянской Венеции аркады Дворца Дожей также поддерживаются стальными брусьями. И здесь горизонтальная нагрузка сводов требовала сварного крепления.
Вообще, готическая архитектура и архитектура эпохи Возрождения часто требовала стальных сварных соединений несущих конструкций, как на начальной стадии строительства, так и при последующем ремонте. Это было первое широко распространенное применение сварки в элементах сооружений.
Появление сварочных электродов
Большинство современных сварочных процессов были разработаны в первой половине ХХ-го века, хотя начало свое они берут в веке XIX. Так, в 1802 году впервые в мире профессор Санкт-Петербургской медико-хирургической академии Василий Владимирович Петров (1761 — 1834)
Василий Владимирович Петров (1761 — 1834)
открыл и наблюдал дуговой разряд от построенного им сверхмощного «Вольтового столба». Этот столб состоял из 2100 пар разнородных кружков (из меди и цинка), которые были проложены бумажными кружками, смоченными водным раствором нашатыря. Тогда это был наиболее мощный источник электрического тока. Проделав большое количество опытов, профессор Петров показал возможность использования электрической дуги для освещения и плавления металлов. Он первым предложил применить электрическую дугу в качестве источника теплоты для мгновенного расплавления металлов.
Сварка металлов плавлением
... металлы, возможно соединение разнородных металлов. Характерный признак сварки плавлением; выполнение её за один этап-нагрев сварочным пламенем, в отличие от сварки давлением. Классификация электрической дуговой сварки. ... этой цели используются флюсы, шлаки, защитные газы, вдуваемые в зону сварки. Противоречие между теоретической возможностью сварки металлов без затрат энергии и практической ...
Изначально в дуговой сварке не использовали расходных сварочных материалов, и основным видом электросварки была сварка дугой с использованием неплавящегося угольного электрода. Впервые она была применена в 1881 году Августом де Меританом . Спустя короткое время, в 1888 году, Н. Г. Славянов заменил уголь на голый металлический электрод (пруток), обычно изготавливавшийся из холоднокатаной стали (например, телеграфной проволоки, проволоки для изгороди и т. д.).
Тем самым было положено начало дуговой сварке плавящимся электродом. Дугу от такого электрода было очень трудно зажигать и поддерживать, так как она горела на открытом воздухе, и поэтому наплавленный металл был сильно загрязнен и вспенен кислородом и азотом. Процесс сварки был не слишком благоприятен для пользователя и сопровождался образованием неровных поверхностей плавления, пористости и довольно обильным крупнокапельным переносом металла.
Первые флюсы , наносимые непосредственно на поверхность электродов, были аналогичны флюсам кузнечной сварки (песок, борат, пепел и т. п.).
Учитывая то, что с помощью дуговой и кузнечной сварки решаются совершенно разные технические задачи, данный подход не был эффективным. Основной прогресс был достигнут (приблизительно в 1902 году), когда Кельберг изготовил флюс для голых электродов. Стержни опускали в пасту, состоящую из порошкообразных карбонатов и окисей металлов, смешанных с водой. Покрытие высушивали при обычной температуре (от 20 до 30 °С), и электрод был готов к применению. Хотя по современным стандартам такое флюсование электрода считается сырым, с тонкой, низкокачественной обмазкой, оно давало некоторую газовую защиту при сварке и в какой-то степени обеспечивало стабилизацию дуги.
Появление толстопокрытых сварочных электродов, развитие современных видов сварки
В 1903 году французские инженеры Эдмон Фуше и Шарль Пикар сконструировали первую ацетиленокислородную сварочную горелку и получили на нее патент Германии. Предложенные ими конструкции газосварочных горелок принципиально почти не изменились до настоящего времени.
Оборудование для газовой сварки и резки металлов
... левый способ эффективен при сварочных работах на легкоплавких металлах и тонколистных заготовках. Оборудование для газовой сварки с использованием правого способа двигают прямо без ... и низколегированные стали газовой сваркой соединяются достаточно хорошо. Для средне- и высоколегированных сталей эффективнее употребление способа дугового сваривания. В ходе сварки возможно передвижение ...
Созданию газовой сварки и резки способствовали исследования процессов горения газовых смесей французским ученым Анри Луи Ле Шателье. В 1895 году он получил высокотемпературное пламя, свыше 3000 °С, при сжигании ацетилена и кислорода. Хотя ацетилен был открыт еще в 1836 году, а в 1863-м был синтезирован М. Бертло, но доступным техническим продуктом он стал лишь после того, как был найден способ приготовления карбида кальция из известняка и угля.
С 1906 года, после появления достаточно надежных конструкций ацетиленовых генераторов, началось промышленное применение ацетиленокислородной сварки для технологического оборудования, газопроводов и других конструкций.
В 1904 году во Франции была обнаружена возможность использования ацетиленокислородной горелки для резки металлов, а в 1908-1909 годах во Франции и в Германии проведены первые успешные опыты по кислородной подводной резке.
В 1911 году комиссия при Министерстве торговли и промышленности России допустила газовую сварку для изготовления паровых котлов, разрешив сварку некоторых неответственных частей котла.
Более интенсивное развитие в России газовая сварка получила в период Первой мировой войны. Начиная с этого времени и вплоть до 30-х годов газовая сварка занимает ведущее положение в сварочном производстве России, а затем и СССР. Поскольку газовая сварка в то время обеспечивала наиболее высококачественные сварные соединения, то с ее помощью выполнялись все ответственные работы. Например, все магистральные нефтепроводы и продуктопроводы в СССР в 1926-1935 годах создавались с применением газовой сварки.
В 1912 году появилось толстое электродное покрытие, по существу представляющее собой обертку из синего асбеста, пропитанного жидким стеклом. Преимущество толстого покрытия заключалось в существенных добавках других составляющих, чего не было в тонком покрытии. Электроды с толстым покрытием, пропитанным жидким стеклом, нашли применение в таких важных областях промышленности, как изготовление вооружений и ремонт бойлеров кораблей. Широкое использование толстого флюсового покрытия было обусловлено еще и тем, что оно не только обеспечивало защиту от атмосферного загрязнения, но и создавало легко ионизируемые компоненты, стабилизирующие горение дуги. Этим компенсировался недостаток умения сварщика и повышался шанс получения шва без дефектов. Впервые прочность сварного шва стала равной прочности основного металла.
С внедрением в технику дуговой сварки толстопокрытых электродов появились новые способы дуговой сварки, в это же время были разработаны машины для контактной сварки, после чего на многих производствах газовая сварка постепенно начала вытесняться электрической сваркой. С увеличением использования электрической и вытеснением газовой сварки увеличилось использование кислородной резки.
Сварка высоколегированных сталей
... производстве оборудования, работающего в широком диапазоне температур. Газовых или жидких средах, для химической промышленности, а также авиации и энергетики. Свариваемость сталей. В зависимости от содержания основных легирующих ... структура которых - аустенит с включениями боридной фазы. При сварке аустенитных сталей и сплавов в металле шва и околошовной зоне могут возникнуть горячие трещины. Для ...
В 30-х годах в связи с дефицитом карбида кальция широкое распространение получила резка с использованием горючих жидкостей, сначала бензина, затем керосина, а в послевоенные годы широко стала внедряться резка с использованием пропан-бутана и природного газа.
К концу 1930-х годов в США и СССР был разработан способ сварки под флюсом, при котором дуга и расплавленный металл защищены оболочкой из расплавленного флюса и слоем нерасплавленных частиц гранулированного флюса.
Непрерывная сварка электродом под флюсовым покрытием осуществлялась при помощи сварочной головки с автоматической подачей прутка. Этот процесс механизированной сварки известен как гравитационная сварка. С начала 1940-х годов этот метод широко использовался на японских верфях для сварки протяженных горизонтально-вертикальных угловых швов.
Сварщик, 1942 год
Преимущество данного процесса заключается в том, что для достижения глубокого провара и получения высокой скорости наплавки металла при значительной экономии затрат можно применять очень высокие сварочные токи. Шов сваривают без разбрызгивания металла и попадания воздуха, так как дуга и сварочная ванна полностью защищены.
В 1940 году была начата сварка дугой, возбуждаемой вольфрамовым электродом в гелии, хотя идея применения защиты дуги и наплавленного металла от атмосферного загрязнения принудительной подачей газа в зону сварки известна примерно столько же, сколько и покрытый электрод. Этот процесс сварки стал началом применения дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа. В связи с потребностью в высокоочищенных газах для сварки алюминиевых сплавов и реактивных металлов чистота защитного газа была повышена до 99,95%. Популярность приобрел аргон как наиболее эффективный и безопасный в применении газ.
В конце 40-х годов параллельно фирмой «Union Carbide and Carbon Согр» (США-ФРГ), институтом ВНИИавтоген и кафедрой сварочного производства МВТУ им. Баумана были разработаны и внедрены в производство способы кислородно-флюсовой резки.
В 1948 году был разработан новый процесс с применением защитного газа — дуговая сварка плавящимся электродом в среде защитного газа. В данном процессе электрод имел форму проволоки, которая подавалась из бухты в дугу со скоростью, равной скорости плавления проволоки. Так как применение аргона для дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитного газа экономически невыгодно, то после нескольких лет исследований в СССР, Великобритании, Нидерландах и Японии к концу 1950-х годов были разработаны методы, сделавшие возможным использование в качестве защитного газа углекислый газ.
Примерно в 1960 году был разработан процесс сварки под флюсом несколькими электродами, при котором используют две или более сварочные проволоки, подающиеся в одну и ту же сварочную ванну. Проволоки могут быть под током либо использоваться в качестве присадки. Такой процесс позволяет увеличить скорость наплавки металла и улучшить эксплуатационную гибкость.
1960-е годы были самым важным периодом, в течение которого были разработаны многие процессы сварки плавлением, отличные от вышеупомянутых, которые стали широко применяться во всем мире. В их число входит дуговая сварка порошковой проволокой в защитном газе и без него, электрогазосварка и т. д.
В конце 70-х — начале 80-х годов началось освоение газолазерной резки. В то время ее считали наиболее перспективной среди всех способов термической резки.
В начале 1980-х годов были разработаны и начали применяться порошковые проволоки малого диаметра (1,2-1,6 мм).
Ацетилено-кислородное пламя (температура около 3150 °C в 2-3 мм от «ядра»)
Патон Евгений Оскарович – основатель мировой школы сваривания и мостостроения.
Семья
Родился в Ницце в семье российского дипломата, Патона Оскара Петровича. Супруга — Будде Наталья Викторовна. Имеет двух сыновей: Владимир Евгеньевич Патон (1917 г. рожд.) и Борис Евгеньевич Патон (1918 г. рожд.).
Образование
В 1894 году окончил Дрезденский политехнический институт (Германия), а в 1896 году — Институт Корпуса инженеров путей сообщения (Санкт-Петербург).
Профессиональная деятельность
Преподавал в Московском инженерном училище путей сообщения (1889—1904) и в Киевском политехническом институте (1904—1938).
В 1925 г. по проекту Е. О. Патона в Киеве был создан Мост имени Евгении Бош (с использованием фрагментов прежнего Николаевского цепного моста, взорванного поляками, однако с совершенно новой конструкцией).
В 1929 году основал сварочную лабораторию и Электросварочный комитет. Руководитель Сварочного комитета и лаборатории сварки (1929—1933).
В 1934 на их базе создан Институт электросварки АН УССР в Киеве. Этот институт он возглавлял до конца жизни.
В 1929—1938 годах им проведён ряд первичных исследований прочности и эксплуатационной надёжности сварных конструкций. В этот период Евгений Патон сформулировал основные положения по технологическим основам дуговой сварки.
В 1941—1943 годах Евгений Оскарович разрабатывает технологию сварки специальных сталей, исследует физические основы горения дуги под флюсом, свариваемость металлов, руководит работами по созданию производства сварных труб, сосудов, машин различного назначения, создаёт новый класс сварных конструкций. Под его руководством в оборонную промышленность внедрены оборудование и технология автоматической сварки специальных сталей, танков, бомб. Внёс значительный вклад в наращивание выпуска танков Т-34 в годы войны за счёт внедрения, сначала на заводе № 183, а затем и на всех остальных танковых заводах автоматической сварки под флюсом. Автоматы скоростной сварки (АСС) позволили снизить трудоёмкость изготовления корпуса танка Т-34 в восемь раз, а также не требовали от рабочих высокой квалификации, глубоких специальных знаний и больших физических усилий, поэтому автосварщиками могли работать подростки и женщины-разнорабочие.
САУ – самоходная артелерисская установка. Корпус САУ был сварным и собирался из листов катаной броневой стали. 1944г.
Мост Патона — первый в мире цельносварной мост. Киев
В послевоенные годы возглавил исследования по созданию научных основ сварки и широкому внедрению сварки в промышленность, созданию и внедрению поточных сборочно-сварочных линий.
Становится автором и руководителем проектов более 100 сварных мостов. Среди них один из крупнейших мостов мира — цельносварной мост через Днепр, расположенный в Киеве, известный в настоящее время как Мост Патона.В 1946—1953 годах был депутатом Верховного Совета СССР.
Памятник Е. О. Патону в Киеве
Евгений Оскарович Патон создал школу мостостроителей. В 1934 году он впервые в мире создает специализированный Научно-исследовательский институт электросварки. В настоящее время этот институт, входящий в систему Национальной академии наук Украины, носит его имя.
Хронологическое дерево «Создание основополагающих сварочных процессов и их развитие»
Этапы создания и развития основополагающих газопламенных сварочных процессов
Начало века металла наступило с появлением выплавки его из руды. Самая ранняя выплавка и обработка рудной меди произошла, по данным археологов, около 700 лет назад в Малой Азии . Однако особенно высокого развития и большого разнообразия достигает техника получения неразъемных соединений металла в железном веке. Нагрев и сварку-ковку повторяли неоднократно, железо становилось чище и плотнее. В те же отдаленные времена выработалось умение сваривать отдельные куски железа путем нагрева и последующей проковки. В то же время, наряду с изготовлением простых изделий из железа и стали, кузнецы создавали сложные конструкции, широко применяя технологические приемы, в которых использовались различные виды кузнечной сварки. Сварку применяли для увеличения размеров заготовки, придания изделиям нужной формы, соединения разнородных металлов для улучшения качества лезвий режущего и рубящего оружия.
Очень широко в VII–III вв. до н.э. применяли и наварку накладных деталей при изготовлении мечей и кинжалов, ножей, серпов и топоров. Довольно часто кузнецы ограничивались наваркой небольшой стальной пластины на режущую часть лезвия. Реже встречалась сварка, при которой между двумя более мягкими пластинами заключалась пластина из более твердой стали. В результате получалось высококачественное самозатачивающееся лезвие, так как мягкие боковые пластины изнашивались быстрее средней.
В IХ–ХIII вв. в Киевской Руси были хорошо развиты металлургия и металлообработка. В этот период технический уровень русского ремесла был выше, чем в странах Западной Европы. В Киевской Руси было освоено производство высококачественной углеродистой стали. В ХIII в. здесь увеличили высоту горна печей и усилили нагнетание воздуха мехами. Жидкий шлак стал самостоятельно стекать по канальцам, расположенным по краям основания печи. После плавки горн разбирали, извлекали из него слитки металла и проковывали их. В результате проковки металл уплотнялся, частицы шлака выдавливались. Измельчение зерна придавало металлу дополнительную прочность. Кузнечная сварка была основным, хорошо разработанным и освоенным технологическим приемом при изготовлении всевозможных железных и стальных изделий. С помощью кузнечной сварки изготавливали около 70 % металлических изделий.
Монголо-татарское нашествие вызвало спад ремесленной деятельности на Руси, восстановление которой наблюдается только во второй половине XIV в., но на новой технической основе. Возникает более совершенный вид металлургического предприятия – рудня, особенностью которого было использование водяного двигателя. Поднялось на новую ступень и кузнечно-сварочное дело. Прежде всего с развитием техники сварки связано изготовление огнестрельного оружия: пушек, тюфяков и пищалей.
В ХV–XVI вв . кузнечное ремесло получило дальнейшее развитие. Поражают мастерским исполнением и новаторством идей такие изделия, как боевые топорики со стальными лезвиями и бронзовыми обухами, браслеты и перстни с чернью, украшения, покрытые тысячью припаянных зерен металла.
При изготовлении пушек применяли иногда новый процесс соединения ее частей – заливкой расплавленной бронзой. Тот или иной технологический прием кузнечной сварки не оставался неизменным. Он трансформировался в зависимости от уровня развития ремесла и товарного производства. По мере того как ремесленник переходил к изготовлению все более массовой продукции, технология ее производства все более упрощалась. Постепенно кузнечная сварка достигла такого совершенства, что ее стали использовать для производства таких особо ответственных изделий, как железнодорожные рельсы. Эту технологию впервые разработал английский инженер Никсон. В этот период кузнечная сварка достигла своей вершины. Специалисты-ремесленники в совершенстве владели технологией, изобретали новые приемы и методы соединения сложных деталей, изготовляя орудия труда, инструменты, оружие. Но самые совершенные методы кузнечной сварки уже не удовлетворяли потребностей производства. Для того чтобы отковать крупное изделие, нужна крупная заготовка. Такие заготовки получали из пакета мелких листов. Пакет, скрепленный оболочкой, нагревали в печи и проковывали – сваривали, придавая форму бруска. При необходимости несколько таких брусков соединяли между собой. При большом числе свариваемых заготовок появлялись дефекты – непровары: в отдельных местах листы не сваривались друг с другом. Наиболее опасными были внутренние непровары, приводившие к разрушению нагруженных деталей во время работы. Качество кузнечной сварки зависело от мастерства кузнецов.
Развивающаяся техника предъявляла все более серьезные требования к качеству соединения металлических деталей. Специалисты пытались усовершенствовать кузнечную сварку. Ручной труд молотобойцев был заменен работой механических молотов с массой бойка до 1 т, производящих до 100–400 ударов в минуту. Но все эти меры не решали многих проблем изготовления и ремонта промышленного оборудования. Наряду с кузнечной сваркой начиная с XV в. стали развиваться сварочные процессы, связанные с использованием теплоты, выделяющейся при сгорании горючих газов.
С начала XVIII в . начался мировой триумф уральской металлургии и уральской кузнечной сварки. Кузнечная, литейная сварка и пайка являлись основными технологическими процессами соединения металлов и осуществлялись кузнецами. Сварка выделилась в самостоятельный технологический процесс лишь в конце XIX–начале ХХ вв.
В XIX в. в промышленности кузнечная сварка была механизирована. Ручной труд молотобойца заменяется механическими молотами. Великий отечественный металлург П.П. Аносов , более 30 лет проработавший на Златоустовском металлургическом заводе, автор различных марок сталей для производства непревзойденного холодного оружия, разработал молот для проковки кричного железа. С годами совершенствовалась и технология кузнечной сварки. Этим методом стали изготавливать биметалл (бронза+сталь), трубы диаметром до 600 мм с прямым и спиралевидным швом. Однако во многих отраслях кузнечная сварка уже не удовлетворяла возросших требований техники.
В конце XIX в. на основе достижений в области физики, химии, механики и электротехники в сварке произошел своеобразный взрыв. Это связано с созданием мощных электрических источников нагрева и освоением газокислородного пламени.
Контактная сварка непрерывным оплавлением трубы газопровода диаметром 1420 мм в Пскове на заводе ТЭСО
Перспективы развития сварки в XXI веке
Во второй половине ХХ в. произошел переход от машинно-технической революции к научно-технической, которая характеризуется широким использованием наукоемких технологий. В начале третьего тысячелетия сварка является одним из ведущих технологических процессов создания материальной основы современной цивилизации.
Более половины валового национального продукта промышленно развитых стран создается с помощью сварки и родственных технологий. До 2/3 мирового потребления стального проката идет на производство сварных конструкций и сооружений. Во многих случаях сварка является единственно возможным или наиболее эффективным способом создания неразъемных соединений конструкционных материалов и получения ресурсосберегающих заготовок, максимально приближенных по геометрии к оптимальной форме готовой детали или конструкции. Непрерывный рост наукоемкости сварочного производства способствует повышению качества продукции, ее эффективности и конкурентоспособности.
Сегодня сварка применяется для неразъемного соединения широчайшей гаммы металлических, неметаллических и композиционных конструкционных материалов в условиях земной атмосферы, Мирового океана и космоса. Несмотря на непрерывно увеличивающееся применение в сварных конструкциях и изделиях легких сплавов, полимерных материалов и композитов, основным конструкционным материалом остается сталь. Толщина листов свариваемых деталей колеблется от единиц микрон до десятков и сотен сантиметров, масса сварных конструкций — от долей грамма до сотен и тысяч тонн. Именно поэтому мировой рынок сварочной техники и услуг возрастает пропорционально росту мирового потребления стали. К началу ХХ I в. он оценивается примерно в 40 млрд. долларов, из которых около 70 % приходится на сварочные материалы и около 30 % – на сварочное оборудование.
Отмеченные особенности определяют общую положительную тенденцию роста мирового производства сварных конструкций, динамичного развития мирового и регионального рынков сварочной техники и материалов, а также объемов научных исследований и разработок по совершенствованию сварки и родственных технологий.
Как это красиво!
Сварщик за работой
Модельные ряды японских сварочных аппаратов.
Сварка в космосе на почтовой марке.
В августе 1969 года бригада конструкторов выехала на Байконур для установки «Вулкана» на космический корабль. Сам сварочный аппарат разместили в орбитальном отсеке, а дистанционный пульт управления — в спускаемом аппарате. Первый эксперимент по сварке металлов в космосе был выполнен 18 октября 1969 года на космическом корабле «Союз-6» летчиками-космонавтами В.Н.Кубасовым и Г.С.Шониным.
СССР. 1969 год
Украина. 2006 год
Механизированная дуговая сварка.
Сварка под водой
Орбитальная автоматическая сварка
Роботизированная сварка с использованием промышленных роботов KAWASAKI.
Плазменная дуга ( t до 30000 0С)
Как это красиво !
1802 год — В. В. Петров открыл явление вольтовой электрической дуги и указал, что появляющийся «белого цвета свет или пламя, от которого оные угли скорее или медлительнее загораются, и от которого тёмный покой довольно ясно освещён быть может».
1803 год — В. В. Петров опубликовал книгу «Известия о гальвани-вольтовых опытах…», где описал способы изготовления вольтова столба, явление электрической дуги и возможность её применения для электроосвещения, электросварки и электропайки металлов.
1882 год — Н. Н. Бенардос изобрёл электрическую сварку с применением угольных электродов.
1888 год — Н. Г. Славянов впервые в мире применил на практике дуговую сварку металлическим (плавящимся) электродом под слоем флюса. В присутствии государственной комиссии он сварил коленчатый вал паровой машины.
1893 год — На Всемирной выставке в Чикаго Н. Г. Славянов получил золотую медаль за способ электросварки под слоем толчёного стекла.
1905 год — В. Ф. Миткевич впервые в мире предложил применять трёхфазную дугу для сварки металлов.
1932 год — К. К. Хреновым впервые в мире в Советском Союзе осуществлена дуговая сварка под водой.
1939 год — Е. О. Патоном разработаны технология автоматической сварки под флюсом, сварочные флюсы и головки для автоматической сварки, электросварные башни танков, электросварной мост.
Литература
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/istoriya-razvitiya-podvodnoy-svarki/
1. Корниенко А. Н. У истоков «электрогефеста». [Текст] / А. Н. Корниенко. — М. : Машиностроение, 1987. — 168 с. : ил
Internet — ресурсы :
1. ООО «Пензаэлектрод» [Электронный ресурс]: база данных содержит библиотеку материалов по сварке и сварочному оборудованию (статьи, плакаты, схемы оборудования, слайды).- Электрон. дан. — Режим доступа: , свободный. — Загл. с экрана. — Яз. рус. ( Дата обращения: 18.10.11).
2. ООО «Электрод». Производство и продажа сварочных электродов. [Электронный ресурс]: база данных содержит библиотеку материалов по сварке и сварочному оборудованию (статьи, плакаты, схемы оборудования, слайды).- Электрон. дан. — Режим доступа: , свободный. — Загл. с экрана. — Яз. рус. ( Дата обращения: 18.10.11).
3. Википедия — свободная энциклопедия. [Электронный ресурс]: база данных содержит библиотеку энциклопедических материалов из различных областей знания (статьи, плакаты, схемы, рисунки, фотографии).- Электрон. дан. — Режим доступа: , свободный. — Загл. с экрана. — Яз. рус. ( Дата обращения: 7.11.11).
4. ПРЕМЬЕРА, Генеральный представитель Kemppi в Приволжском Федеральном Округе. [Электронный ресурс]: база данных содержит библиотеку материалов по сварке и сварочному оборудованию (статьи, плакаты, схемы оборудования, слайды).- Электрон. дан. — Режим доступа: http://kemppi-volga.ru/#Азбука сварки/История сварки, свободный. — Загл. с экрана. — Яз. рус. ( Дата обращения: 19.10.11).
5. Тольяттинский завод сварочных электродов. [Электронный ресурс]: база данных содержит библиотеку материалов по сварке и сварочному оборудованию (статьи, плакаты, схемы оборудования, слайды).- Электрон. дан. — Режим доступа: , свободный. — Загл. с экрана. — Яз. рус. ( Дата обращения: 19.10.11).
6. welding . su . Портал о сварке. [Электронный ресурс]: база данных содержит библиотеку материалов по сварке и сварочному оборудованию (статьи, плакаты, схемы оборудования, слайды).- Электрон. дан. — Режим доступа: www.welding.su , , свободный. — Загл. с экрана. — Яз. рус. ( Дата обращения: 19.10.11).
