Блог | Кувалда.ру

Что это такое?

Что представляет сварка под флюсом

Проводится с использованием специальных флюсовых порошков, обеспечивающие рабочую область выделяющимся в процессе плавления защитным газом. Флюс поддерживает сохранение расплавочной дуги и обеспечивает защиту расплава. Процесс полностью автоматизирован от подачи флюса до перемещения вдоль стыка. Среди направления использования создание:

• модулей спутников;
• башенных кранов;
• корпусов морских судов;
• иного оборудования где применяются протяженные швы и швы большой толщины.

Формируется шов повышенной прочности, необходимый для создания оборудования, выдерживающие сложные условия эксплуатации. Такие, как огромное давление и экстремальные температуры.

Mig-mag

Полуавтоматическая сварка проволокой применяется в основном для сварки листового металла. Поэтому традиционно ее основная сфера применения – кузовной ремонт, а также строительство конструкций из черного тонколистового металла. Использование проволоки вместо сменных электродов сильно повышает производительность. На бытовых аппаратах используются катушки емкостью 1 и 5 кг, а на профессиональных – 5 или 15 кг.

Проволока может использоваться как обычная (без обмазки), так и с обмазкой (т.н. флюсовая). В первом случае обязательно применение баллона с газом (режим GAS). Во втором баллон не требуется (NO GAS). Несмотря на то, что работать без баллона удобнее, в продажах с большим отрывом лидирует проволока без обмазки.

Несмотря на то, что данный вид сварки тоже относится к электродуговой, принцип устройства у MIG-MAG принципиально отличается от принципов MMA и TIG. В ММА и TIG важно поддерживать стабильность тока, несмотря на колебания электрода, в MIG-MAG важно поддерживать стабильность напряжения дуги.

А сила сварочного тока в аппаратах MIG-MAG – показатель условный (хотя по привычке, выработанной в ММА, большинство ориентируется именно на него). Сила сварочного тока в MIG-MAG будет зависеть от выставленного напряжения, диаметра используемой проволоки, применяемого газа и скорости подачи проволоки.

Автор текста: Ю.Шкляревский

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

Газоплазменная

Сегодня виды сварки и конечно их краткая характеристика включает и этот все реже используемый вариант. Она состоит из образования по ходу сварочного шва все новых ванночек под воздействием горелки. Поддержание её горения обеспечивает подача в смеси с кислородом одного или нескольких горючих газов. Технология сложнее дуговой. Используется чаще всего опытными специалистами за счет универсальности и мобильности.

Сваривание обеспечивает высокая температура открытого пламени, образующаяся при горении кислорода с такими горючими газами, как ацетилен, водород, бутан, пропан и другие. Наиболее эффективным признается использование метилацетиленовая фракция. В зависимости от типа горючего газа температура составляет:

• 2927 с кислородом;
• 4500 при соединении кислорода и МАФ;
• ацетилендинитрилом 5000.

Используется открытое пламя, не зависящее от энергоснабжения. За счет этого широко применяется в «полевых» условиях. Остывание происходит постепенно, что удобно в работе с листовыми материалами.

Использование метода непригодно в промышленных условиях за счет отсутствия возможности автоматизации и низкого уровня производительности. Высокая сложность работы требуется приглашения профессионала. При рассмотрении виды сварки какие бывают и какой уровень квалификации, этот считается одним из наиболее сложных.

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.

Дуговая

Использование лазера

Один из современных типов технологий. Энергетическим источником становится лазер, обеспечивающий особую прочность готовых изделий. Рекомендуется в работе с конструкциями сложной конфигурации. При соединении создается гладкий и эстетичный ровный шов, лишенный малейших искривлений.

Применяется для соединения элементов из алюминия, серебра, нержавейки. При плавлении и нагревании используется лазерный луч с монохромным потоком генерируемого лазером светового потока. Контроль потока обеспечивает фокусировка линз и отклонение призм.

История развития сварки.pptx

Количество Ваших материалов: 0.

Авторскоесвидетельство о публикации в СМИСвидетельствоо создании электронного портфолиоГрамота заинформатизацию образованияРецензияна любой материал бесплатноБлагодарность образовательного СМИза внедрение творческих и прогрессивных педаг. идейСертификатпочетного автора образовательных и методических публикацийПочётная грамотапедагог. мастерства

за вклад в развитие образов. интернет-пространства

Золотая карта1000 руб. в год

в качестве скидки до 50% на все услуги

Большой набордля быстрого создания презентацийПросмотр файла: Открыть весь материалПЕРЕД СКАЧИВАНИЕМ поблагодарите автора, поделившись файлом в соцсетях:

Сварка – такой же необходимый технологический процесс, как и обработка металлов, резанием, литье, ковка.

Большие технологические возможности сварки обеспечили ее широкое применение при изготовлении и ремонте судов, автомобилей, самолетов, турбин, котлов, реакторов, мостов и других конструкций.

Перспективы сварки, как в научном, так и в техническом плане безграничны. Её применение способствует совершенствованию машиностроения и развития

ракетостроения, атомной энергетики, радио

О возможности применения «электрических искр» для плавления метолов ещё в 1753 г. говорил академик Российской академии наук Г.Р. Рихман при

исследованиях атмосферного электричества

В 1802 г. профессор. Санкт­ Петербургской военно­хирургической академии В.В. Петров открыл явление электрической дуги и указал возможные области ее практического использования.

Однако потребовалось многие годы совместных усилий ученых и инженеров, направленных на создание источников энергии, необходимых для реализации процесса электрической сварки металлов.

Возможную роль в создании этих источников сыграли

открытия и изобретения в области магнетизма и электричества

В 1882 г. российский ученый инженер Н.Н. Бенардос,работая над созданием аккумуляторных батарей, открыл способ электродуговой сварки металлов неплавящимся угольным электродом. Им был разработан способ дуговой сварки в защитном газе и

дуговая резка металлов

В 1888 г. российский инженер Н.Г. Славянов предложил проводить сварку плавящимся металлургическим электродам. С его именем связано развитие металлургических основ электрической дуговой сварки, разработка флюсов для воздействия на состав металла шва, создания первого электрического

генератора

В середине 1920­х гг. интенсивные исследования процессов сварки были начаты во Владивостоке (В.П. Вологдин, Н.Н. Рыкалин), в Москве (Г.А. Николаев,К.К. Окерблом).Особую роль в развитии и становлении сварки в нашей стране сыграл академик Е.О.

Патон,организовавший в 1992 г. лабораторию, а затем институт электросварки (ИЭС)В 1924­1934 гг. В основном применяли ручную сварку электродами с тонкими ионизирующими (меловыми) покрытиями. В эти годы под руководством академика В.П.

Вологдина были изготовлены первые отечественные котлы

https://www.youtube.com/watch?v=MUHSxjtAXTg

и корпуса нескольких судов

С 1935­1939 гг. начали применять толсто покрытые электроды, в которых стержни изготавливали из легированной стали, что обеспечило широкое использование

сварки в промышленности и строительстве

В 1940­е гг. была разработана сварка под флюсом, которая позволила повысить производительность процесса и качество сварных изделий, механизировать производство сварных конструкцийВ начале 1950­х гг. в институте электросварки имени Е.О. Патона создают электрошлаковую сварку для изготовления крупногабаритных деталей из литых и кованых заготовок, что снизило затраты при изготовлении

оборудования тяжелого машиностроения

С 1948 г. получили промышленное применение способы дуговой сварки в защитных газах: ручная сварка неплавящимися электродом, механизированная и автоматическая сварка неплавящимися и плавящимися электродамиВ 1950­1952 г.

в ЦНИИТМАШе при участии МГТУ имени Н.Э. Баумана и ИЭС имени Е.

О Патона был разработан высокопроизводительный процесс сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей в среде углекислого газа обеспечивающий высокое качество

сварных соединений

Сварка потребовалась и в космосе. В 1969 г. нашли космонавты В. Кубасов и Г. Шонин и в 1984 г. С. Савицкая и В. Джанибеков привели в космосе

сварку, резку и пайку различных металлов

В 1887 г. Н.Н. Бенардос получил патент на способы точечной и шовной контактной сварки между угольными электродами. Позднее, когда появилась электроды из меди и ее сплавов, эти способы контактной сварки стали

основными

Различают точечную, стыковую, шовную, рельефную контактную сварку и газовую: Точечная сварка сварочный процесс, при котором детали соединяются в одной или одновременно в нескольких точках  Контактная сварка занимает ведущее место среди механизированных способов сварки в автомобиле строении при соединении тонколистовых штампованных конструкций кузова автомобиля Стыковой сваркой соединяют стыки железнодорожных рельсов, стыки магистральных трубопроводов.

 Шовную сварку применяют при изготовлении тонкостенных емкостей Рельефная сварка – наиболее высокопроизводительный способ арматуры для строительных железобетонных конструкций Конденсаторную контактную сварку широко используют в радиотехнической промышленности при изготовлении элементной базы и микросхем  Газовая сварка, при которой для плавления металла используют теплоту горящей смеси

газов, также относятся к способам сварки плавлением

Одно из наиболее развивающихся направлений в сварочном производстве – широкое использование механизированной и автоматической сварки.

Речь идет как о механизации и автоматизации самих сварочных процессов (переходе от ручного труда сварщика к механизированному), так и о комплексной механизации и автоматизации, охватывающей все виды робот, связанные с изготовлением сварных конструкций (заготовительные, сборочные

и другие) и созданием поточных и автоматических производственных линий

Таким образом, с развитием техники возникает необходимость сварки деталей различных толщин из разных материалов, в связи с этим постоянно расширяется набор применяемых видов и способов сварки.

В настоящее время сваривают детали толщиной от нескольких микрометров до десятков сантиметров и даже метров.

Наряду с конструкционными углеродистыми и низкоуглеродистыми сталями все чаще приходится сваривать специальные стали, легкие сплавы и сплавы на основе титана, молибдена, хрома, циркония и других металлов, а также

разнородные материалы

История сварки

В самом начале 19 века, а конкретно в 1802 году, Василий Владимирович Петров (1761 – 1834 гг.), будучи профессором физики Санкт-Петербургской медико-хирургической академии, открыл и описал явление электрической дуги, а также впоследствии предложил ее возможное практическое применение, включая электросварку и электропайку металлов.

В 1882 году русский изобретатель Николай Николаевич Бенардос (1842 – 1905 гг.) открыл способ дуговой сварки с использованием угольного электрода. Дуга Бенардоса горела промеж угольного электрода и свариваемым металлом.

В качестве присадочного прутка для образования шва применялась стальная проволока, а источником электрической энергии были аккумуляторные батареи. В последующие годы Н.Н.

Бенардосом были разработаны и другие виды сварки: сварка дугой, горящей между двумя или несколькими электродами; сварка в атмосфере защитного газа; контактная точечная электросварка с помощью клещей. Им же были созданы и запатентованы ряд конструкций сварочного оборудования.

В 1888 году Николай Гаврилович Славянов (1854 – 1897 гг.) впервые в мире на практике применил наиболее распространенный в настоящее время метод дуговой сварки – метод сварки плавящимся металлическим электродом под слоем флюса. В присутствии государственной комиссии он сварил коленчатый вал паровой машины. Н.Г.

Славянов не только изобрел дуговую сварку металлическим электродом, описал ее в своих статьях, книгах и запатентовал в различных странах мира, но и сам широко внедрял ее в практику. С помощью обученного им коллектива сварщиков Н.Г.

Славянов дуговой сваркой исправлял брак литья и восстанавливал детали паровых машин и различного крупного оборудования. Н.Г.

Славянов создал первый сварочный генератор и автоматический регулятор длины сварочной дуги, разработал флюсы для повышения качества наплавленного металла при сварке, организовал первый в мире электросварочный цех в Пермских пушечных мастерских, где работал с 1883 по 1897 г.

Н.Н.Бенардос и Н.Г.Славянов заложили основы автоматизации сварочного производства. К сожалению, в условиях царской России их изобретения не нашли большого применения.

Лишь после Великой Октябрьской социалистической революции сварочные технологии получают распространение в нашей стране. Уже в начале 20-х гг. под руководством профессора В.П.

Вологдина на Дальнем Востоке производили ремонт судов дуговой сваркой, а также изготовление сварных котлов, а несколько позже – сварку судов и ответственных конструкций.

Применение сварки в промышленных объемах требовало создание и скорейшего внедрения в массовое производство надежных источников питания, гарантирующих стабильное горение дуги.

В 1924 году на Ленинградском заводе «Электрик» запустили производство сварочного генератора СМ-1 и сварочного трансформатора с нормальным магнитным рассеянием СТ-2. В том же году советский ученый Василий Петрович Никитин (1893 – 1956 гг.

) разработал принципиально новую схему сварочного трансформатора типа СТН, выпуск которых был начат заводом «Электрик» в 1927 году.

В 1928 году русский изобретатель и учёный Дмитрий Антонович Дульчевский (1879 – 1961 гг.) разработал технологию автоматической сварки под флюсом.

В 1932 году русский ученый Константин Константинович Хренов (1894 – 1984 гг.) впервые в мире создал технологию электродуговой сварки и резки под водой.

Новая фаза развития сварки приходится на конец 1930-х годов. В это время коллектив института электросварки АН УССР под руководством академика Евгения Оскаровича Патона (1870 – 1953 гг.) изобрел промышленный способ автоматической сварки под флюсом.

С 1940 года началось внедрение данного метода сварки в производства, что сыграло огромную роль в годы войны при производстве военной техники (электросварные башни танков) и снарядов.

В дальнейшем был разработан способ полуавтоматической сварки под флюсом.

Конец 1940-х годов ознаменовался началом промышленного применения технологии сварки в защитном газе. В 1952 году коллективы Центрального научно-исследовательского института технологий машиностроения и Института электросварки имени Е.О. Патона разработали и внедрили в производство способ полуавтоматической сварки в углекислом газе.

Сваривать металлы практический любой толщины стало возможным после разработки в 1949 году сотрудниками Института электросварки им. Е.О. Патона технологии электрошлаковой сварки.

В дальнейшем  в нашей стране стали применяться следующие способы сварки: сварка ультразвуком, диффузионная сварка, электронно-лучевая, холодная сварка, плазменная, сварка трением и др.

Как работает сегодняшняя обычная бытовая сварка?

Коротко как работает сегодняшняя обычная бытовая сварка: к электроду и свариваемому изделию для создания и поддержания дуги от специального устройства подводится электричество.

Под действием температуры дуги кромка свариваемого металла и металл из электрода начинают плавиться.

Из-за того, что все участвующие металлы расплавились, они смешиваются между собой образуя крепкое сцепление, в то же время расплавленный шлак всплывает на поверхность, что образует защитную пленку. После затвердения металла будет образован сварной шов.

1882 год — Бенардос создал первую сварку, в которой были использованы угольные электроды.

1888 год — Славянов впервые использовал электроды, в конструкцию которых входил металлический прут под слоем флюса. В присутствии государственной комиссии он сумел сварить коленчатый вал паровой машины.

1939 год — Патон придумал как автоматизировать сварку под флюсом, сварочные флюсы, башни для танков а также первый мост из сваренных элементов.

Сегодняшнее развитие науки и техники позволило применить принципиально новые пути и способы соединения металлов.

Краткая история развития сварки

Первые способы сварки возникли у истоков цивилизации – с началом использования и обработки металлов. Известны древнейшие образцы сварки, выполненные в VIII – VII тысячелетиях до новой эры.

Древнейшим источником металла были случайно находимые кусочки самородных металлов – золота, меди, метеоритного железа. Ковкой их превращали в листочки, пластинки, острия.

Ковка металла с небольшим подогревом позволяла соединять мелкие его кусочки в 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 дальнейшем были созданы особые легкоплавкие сплавы для заполнения соединительных швов и наряду с литейной сваркой появилась пайка, имеющая большое значение и сейчас.

Весьма важным этапом стало освоение железа около 3000 лет назад. Железные руды имелись повсеместно, и восстановление железа из них производится сравнительно легко.

Но в древности плавить железо не умели и из руды получали продукт, состоявший из мельчайших частиц железа, перемешанных с частицами руды, угля и шлака.

Лишь многочасовой ковкой нагретого продукта удавалось отжать неметаллические примеси и сварить частицы железа в кусок плотного металла.

Таким образом, древний способ производства железа включал в себя процесс сварки частиц железа в более крупные заготовки.

Из полученных заготовок кузнечной сваркой изготовлялись всевозможные изделия: орудия труда, оружие и др. Многовековой опыт, интуиция, чутье позволили древним мастерам иногда получать сталь очень высокого качества (булат) и кузнечной сваркой изготовлять изделия поразительного совершенства и красоты.

Кузнечная сварка и пайка были ведущими процессами сварочной техники вплоть до конца Х1Х в., когда начался новый, современный период развития сварки. Несоизмеримо выросло производство металла и всевозможных изделий из него, и поэтому многократно возросла потребность в сварочных работах, которую не могли удовлетворить существующие способы сварки.

Особо нужно отметить открытие электрического дугового разряда, на использовании которого основана электрическая дуговая сварка – важнейший вид сварки настоящего времени. Видная роль в создании этого способа принадлежит ученым и инженерам нашей страны.

Само явление дугового разряда открыл и исследовал в 1802 г. русский физик и электротехник, впоследствии академик В. В. Петров.

Долгое время это открытие не использовалось из-за отсутствия источников тока, дававших бы дешевую электроэнергию. Лишь 80 лет спустя талантливый русский изобретатель Н. Н. Бенардос впервые в мире применил дуговой разряд для сварки и резки металлов. Дальнейшее совершенствование дуговой сварки осуществил в 1888 г. выдающийся русский инженер Н. Г. Славянов.

Однако царская Россия не сумела реализовать возможности, открытые изобретениями Бенардоса и Славянова, и великое русское изобретение – дуговая сварка, как это случалось неоднократно, реализовано было за границей – в США, Германии, Англии.

На своей родине дуговая сварка нашла широкое применение только после Великой Октябрьской социалистической революции. Новый этап в истории сварки начинается с 1929 г., когда было принято постановление Совета и обороны о развитии сварочной техники.

Для производства электросварочного оборудования был построен завод «Электрик» (1932 г.). В то время это был самый мощный в Европе завод по электросварочному оборудованию.

Созданные специальные учебные заведения занялись подготовкой кадров: рабочих, техников и инженеров-сварщиков. Большое внимание было уделено научным исследованиям; появились многочисленные лаборатории и институты по проблемам сварки.

Особенно велика роль Института электросварки АН УССР им. Е. О. Патона в Киеве, МВТУ им. Баумана, ЦНИИТМАША и ряда других институтов в проведении глубоких научных исследований.

Впервые идея применения порошкообразных веществ для защиты дугового пространства при сварке была запатентована советским изобретателем Д. А. Дульчевским в 1929 г.

Это положило начало разработке механизированных способов дуговой сварки и здесь надо отметить огромный вклад ИЭС им. Патона в исследовании процесса, разработке оборудования и внедрении их в производство.

Выдающимся достижением отечественной сварочной техники явился разработанный в ИЭС им. Е.О. Патона в содружестве с заводами НКМЗ и «Красный котельщик», способ электрошлаковой сварки. В дальнейшем, развивая этот способ, был предложен способ электрошлакового переплава, позволяющий в большой металлургии выплавлять высококачественные марки сталей.

Во Франции впервые был применен способ сварки электронным лучом. За рубежом разработан способ ультразвуковой сварки. По предложению токаря-новатора А. И. Чудикова в СССР разработан способ сварки трением.

Особенно следует отметить роль советских ученых в разработке новых методов сварки. Так, в 1956 г. Н. Ф. Казаковым предложена диффузионная сварка в вакууме, в институте гидродинамики Сибирского отделения АН СССР разработана теория сварки взрывом, Прохоровым А. М. и Басовым Н. Г.

разработаны теоретические основы действия оптических квантовых генераторов-лазеров.

В институте химической физики АН СССР разработана атомная сварка, в ИЭС им. Е.О. Патона – ударная сварка, в ЦНИИТМАШе – сварка в СО2 и др.

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.

Первые подобия электросварки

Производство дуги между двумя углеродными электродами с помощью батареи приписывают сэру Хэмфри Дэви в 1800 году. В середине XIX века был изобретен электрогенератор и стало популярным дуговое освещение.

Впервые идея процесса дугового освещения профессором В.В. Петровым была использована для сваривания металлов. Не останавливались и изобретения соединения металлов с помощью газов.

Эдмунду Дэви из Англии приписывают открытие ацетилена (реакция карбида калия с водой) в 1836 году.

Бенардос Н.Н.

Французский электротехник 19 века Огюст де Меритан, работая в лаборатории использовал тепло дуги для соединения свинцовых пластин для аккумуляторных батарей в 1881 году.

Его ученик русский инженер Николай Николаевич Бенардос, работая в этой же французской лаборатории внес свою лепту в историю развития сварки получив патент на изобретение этого соединения. Вместе с русским инженером Станиславом Ольшевским он получил также британский патент в 1885 году и американский патент в 1887 году.

Патенты предусматривали и держатель электрода. Это было начало углеродной дуговой сварки. Углеродное дуговое соединение стала популярным в конце 1890-х и начале 1900-х годов.

1882 году русский инженер Н.Н.Бенардос внес в историю развития сварки новый метод, в котором были использованы угольные электроды.

Применение электродов

В 1888 году русский инженер Николай Гаврилович Славянов впервые использовал электроды, в конструкцию которых входил металлический прут под слоем флюса. В присутствии государственной комиссии он сумел сварить коленчатый вал паровой машины.

Эта идея покрытия электрода развивалась. Инженеры предлагали тонкое покрытие из глины или извести которое обеспечивало более устойчивую дугу. Оскар Кьелльберг из Швеции изобрел покрытый электрод смесью карбонатов и силикатов.

Между тем, процессы сварки развивались включая заварку места, шва, проекции и встык. В 1903 году немец по имени Гольдшмидт изобрел термитную сварку, которая впервые была использована для соединения железнодорожных рельсов.

В этот период были также усовершенствованы газовая резка. Производство кислорода, а затем сжижение воздуха, наряду с введением в 1887 году выдувной трубы или горелки, помогло развитию этого направления. Однако примерно в 1900 году был разработана горелка пригодная для использования с ацетиленом низкого давления.

Первая мировая война принесла огромный спрос на производство вооружения и история развития сварки была востребована для производства оружия. Многие компании появились в Америке и Европе для производства сварочных аппаратов и электродов в соответствии с требованиями.

Переменный ток был изобретен только в 1919 году и не стал популярным до 1930-х годов когда началась массовая добыча электроэнергии. После этого электрод с необходимым покрытием нашел широкое применение.

В 1920-х годах были разработаны различные типы сварочных электродов. В течение 1920-х годов существовали значительные споры о преимуществах стержней с металлическим и неметаллическим покрытием изготовленные методом экструдирования (перемалывания).

В течение 1920-х годов были проведены значительные исследования по экранированию дуги и зоны сварки внешними применяемыми газами. Атмосфера кислорода и азота при контакте с расплавленным сварочным металлом вызывала хрупкие и иногда пористые сварные швы. Инженеры использовали водород в качестве сварочной атмосферы.

Водород был заменен на атомарный водород в дуге. Атомарный водород образовывался путем воздействия электрического разряда. Эта дуга производила вдвое больше тепла, чем кислородное пламя.

Атомарный водород никогда не становился популярным, но использовался в 1930-х и 1940-х годах для специальных применений инструментальных сталей.

В 1932 год впервые в мире в Советском Союзе была проведена сварка под водой.

Инженеры Х. М. Хобарт и П. К. Деверс выполняли аналогичную работу, но использовали атмосферу газов аргона и гелия. В своих патентах, поданных в 1926 году дуговая сварка с использованием газа была предвестником процесса нового способа.

В 1953 году профессор Любавский и ассистент Новошилов объявили об использовании сварки расходными электродами в атмосфере CO2 газа. Процесс применения СО2 немедленно приобрел популярность ввиду того, что использовалось уже разработанное оборудование для инертного газа. Эта вариация вскоре стала самой популярной технологией дуговой сварки.

Другим вариантом является использование инертного газа с небольшим количеством кислорода, которое обеспечило устойчивую дугу.

Процесс

Ручная дуговая мма

При проведении используются представляющие собой металлический стержень с обмазкой штучные электроды. Выполняется под постоянным воздействие переменного или прямого тока. Преимуществом становится образование при плавлении расходников облака состоящее из смеси газов (по большей части из СО2), формирующего защиту от окисления свариваемого металла.

При обмазке используются разнообразные химические соединения. В сварочной ванне они способствуют формированию дополнительной защиты сварочного шва и поддерживают стабильное горение электрической дуги. Аппараты способны работать в любом положении, в том числе в труднодоступных местах, сваривая любые металлы.

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.

Сварка взрывом

При этом она потенциально опасна для присутствующих сотрудников.

Термитная

Термитную сварку широко применяют в самых разных отраслях машиностроения.

Электрошлаковая

Подобная методика призвана сократить риск коробления и образования иных деформаций, которые очень портят жизнь сварщикам.