История развития сварки

Во время "промышленного переворота" девятнадцатого века произошел большой прорыв технологий в сфере сварочных работ. Электричество стало достаточно развито, а сварка и электроэнергия непосредственно связаны друг с другом. Это напрямую повлияло на историю развития сварки в России и мире в целом.

Русский ученый (физик) Петров Василий Владимирович в начале 18 века сделал открытие - начал использование электрической дуги на практике. Это очень важное открытие как в жизни ученого, так и в истории сварки в целом. По сути, он изобрел первый прототип сварочного аппарата.

Русский физик-экспериментатор, электротехник-самоучка, академик Петербургской академии наук. Основоположник отечественной электротехники.

В 1803 году Василий Петрович подробно изложил свои открытия в книге "Известия о гальвано-вольтовских - опытах". Но Петрова знали не многие и на тот момент не придали особого значения его летописям и достижениям.

Время шло, и процесс появления сварки как массового явления потихоньку начинал зарождаться. В 1821 британский химик Сэр Гемфри Дэви проводил много опытов и исследований с использованием электрической дуги. А его ученик Майк Фарадей достаточно активно исследовал области электричества и магнетизма, устанавливая связь между ними. В итоге к 1830 году он открыл для общества электромагнитную индукцию.

На дворе 1881 год, русский инженер и изобретатель Николай Николаевич Бенардос открыл сварочный электродуговой процесс и назвал его «Электрогефест». Горящая между угольным электродом и металлической деталью дуга – соединяла разъединения кромок из металла. К 1887 году изобретение было запатентовано и начало распространяться по всему миру. Далее последовали новые открытия от Бенардоса - механизированная подача электрода, точечная сварка (контактная), а так же дуговая сварка только уже с использованием нескольких сварочных электродов в защищающем их газе.

В конце 18-го века не только Николай Николаевич был заинтересован в усовершенствовании технологии сварки. В 1888 году инженер-изобретатель из России Николай Гаврилович Славянов, начал использовать дуговую сварку с плавящемся металлическим электродом. Так же он разработал азы дуговой сварки с применением флюса, который защищает металл сварочной ванны от воздействия воздуха. Имея свои наработки Славянов открыл электросварочный цех, который стал первым в мире. А располагался он в пушечных мастерских, где впоследствии и проработал вплоть до 1897 года.

19 век полон изобретений и открытий для человека. Промышленник и изобретатель из Швеции Оскар Кьельберг в 1904 году открывает фирму «ESAB», которая занимается сварочными работами в сфере судостроения. Исходя из необходимости развивать свое направление и будучи ученым Кьельберг стабилизирует горение электрической дуги за счет новой технологии (собственной разработки) по сварке покрытыми плавящимися электродами, которую он запатентовал в 1906 году. Это был большой рывок в истории сварочных работ и послужил еще большей популяризации этого направления в мире.

Чуть позже в 1914 году был получен патент на методику добычи электрода, где покрытие создавалось за счет опрессовки. Стержень из металла проходит внутри фильеры в одно время с шихтой, которая в свою очередь ложится на стержень. Данная технология активно используется в наше время во всем мире.

Последующее развитие сварочного дела связано с ученым и инженером Евгением Патоном. Он организовал первый институт сварки в 1929 году. В этот период развитие сварочных процессов происходило под его руководством. Во время Великой Отечественной войны новые методы использовались в оборонной промышленности. Проводилась усиленная разработка новых видов флюсов, электродов для изделий с толстыми стенками. Их применяли при изготовлении военной техники - танков, оружия, бомбардировщиков и их оснащения.

Именно он смог разработать данные методы сваривания порошкового, шлакового, контактного вида в жидкой и разряженной среде. В это время для защиты соединения стали применяться инертные газы. В 1940 году впервые стали применять электроды с покрытием из вольфрама, а поддержание электрической дуги осуществлялось с использованием гелия.

В связи с тем, что для сваривания реактивных металлов и алюминия необходимы более чистые инертные газы, в 1946 году стали применять аргон. Он является наиболее чистым и безопасным инертным газом для сварочных работ.

В 1960 году появилась новая технология сварки с применением нескольких стержней. Ее принцип состоял в следующем: две или более сварочные проволоки подаются в область сварочной ванны. Во время этого процесса они могут применяться в виде присадки, но одновременно с этим они прибывают под электрическим напряжением. Благодаря этому технологическому процессу можно существенно повысить скорость плавления металла, а также улучшить свойства эксплуатационной жидкости.

Развитие сварки в современности вывело данную технологию на новый уровень. В этот период были созданы новые виды сварочных работ, во время которых применялось оборудование с разными функциями. Ученые смогли разработать технологии, которые можно было применять для сваривания конструкций их разных металлов.

Всего за первую четверть двадцатого века были разработаны основные конструкции плавящихся электродов для ручной дуговой сварки, методы их изготовления, обоснован состав покрытия. Роль электродного покрытия заключается в металлургической обработке сварочной ванны, защите её от атмосферного воздействия и обеспечении более устойчивого горения дуги.

Дальнейшее разработки в области производства сварочных электродов были сконцентрированы на компонентах, входящих в состав покрытия и электродной проволоки, на промышленных методах производства. Автоматизация процессов сварки постепенно привела к разработке методов производства сварных соединений с применением сварочной проволоки

Оба материала ( сварочный электрод и сварочная проволока) решают одну задачу – они позволяют получить высокопрочный качественный сварной шов. Однако методы решения таких задач технологически разные.

• Электродные стержни имеют обмазку и обеспечивают легирование металла шва не только за счет металла стержня, но и состава покрытия. Легирование в случае с проволокой обеспечивается только за счет ее металла.

• Сварка проволокой – всегда механизированный процесс: полуавтоматизированный или полностью автоматический.

• При сварке электродами не требуется защитной газовой среды. К тому же она может создаваться в труднодоступных местах – непосредственно на строительной площадке, что невозможно или затруднительно в случае со стационарными автоматами.

Однако в ряде случаев предпочтительна именно сварочная проволока. В частности, ее рекомендуют при работе с нержавейкой, варить которую достаточно трудно. Именно она позволяет получить идеально точное соединение в работе с ответственными конструкциями – в случае с ММА такой же результат работ может дать только опытный профессиональный сварщик.

Кроме того, часто электроды требуют предварительной прокалки – а это дополнительный рабочий этап, требующий соответствующего оборудования и времени (от получаса до двух часов). Наконец, не последнюю роль играет и вопрос цены: проволока значительно дешевле электродных стержней с обмазкой.

Сварка во многих случаях заменила такие трудоемкие процессы изготовления конструкции, как клепка, литье, соединение на резьбе и ковка.

Преимущество сварки перед этими процессами следующие: