СВАРКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ

Развитие сварки и ее значение

Сварка металлов является одним из выдающихся русских изоб­ретений и впервые была освоена в нашей стране, которая является родиной многих важных открытий в области науки и техники.

В 1802 г. русский академик Василий Владимирович Петров об­ратил внимание на то, что при пропускании электрического тока через два стержня из угля или металла между их концами возни­кает ослепительно горящая дуга (электрический разряд), имею­щая очень высокую температуру. Он изучил и описал это явление, а также указал на возможность использования тепла электрической Дуги для расплавления металлов и тем заложил основы дуговой сварки металлов.

Результаты опытов В. В. Петрова тогда не были известны за гра­ницей, а в России не использовались. Только спустя 80 лет русские инженеры — Николай Николаевич Бенардос и Николай Гаврило­вич Славянов применили открытие В. В. Петрова на практике и разработали различные промышленные способы сварки металлов электрической «дугой Петрова».

Н. Н. Бенардос в 1882 г. изобрел способ дуговой сварки с при­менением угольного электрода. В последующие годы им были раз­работаны способы сварки дугой, горящей между двумя или несколь­кими электродами; сварки в атмосфере защитного газа; контактной точечной электросварки с помощью клещей; создан рад конструк­ций сварочных автоматов. Н. Н. Бенардосом запатентовано в Рос­сии и за границей большое количество различных изобретений в об­ласти сварочного оборудования и процессов сварки.

Автором метода дуговой сварки плавящимся металлическим элек­тродом, наиболее распространенного в настоящее время, является Н. Г. Славянов, разработавший его в 1888 г.

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 рабочих-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 повыше­
ния качества наплавленного металла при сварке. Созданные

Н. Н. Бенардосом и Н. Г. Славяновым способы сварки явились основой современных методов электрической сварки металлов.

Однако наибольшее развитие наука о сварке и техника приме­няемых в настоящее время передовых методов сварки получили в нашей стране благодаря трудам многих советских ученых, инже­неров и рабочих-новаторов сварочного производства. Ими создано большое количество типов сварочного оборудования, марок элек­тродов, разработаны новые прогрессивные сварочные процессы, в том числе высокомеханизированные и автоматизированные, освое­на техника сварки многих металлов и сплавов, глубоко и всесто­ронне разработана теория сварочных процессов.

В последние годы сварка повсеместно вытеснила способ неразъ­емного соединения деталей с помощью заклепок.

Сейчас сварка является основным способом соединения дета­лей при изготовлении металлоконструкций. Широко применяется сварка в комплексе с литьем, штамповкой и специальным прокатом отдельных элементов заготовок изделий, почти полностью вытеснив сложные и дорогие цельнолитые и цельноштампованные заготовки.

Сварка обеспечивает ряд преимуществ, основные из которых приводятся ниже:

1. Экономия металла вследствие наиболее полного использования рабочих сечений элементов сварных конструкций, придания им наиболее целесообразной формы в соответствии с дей­ствующими нагрузками и уменьшения веса соединительных эле­ментов. В сварных конструкциях вес металла сварных швов обыч­но составляет от 1 до 2°/0, в то время как в клепаных вес заклепок и косынок—не менее 4% от веса изделия. Сварка дает до 25°/0 эко­номии металла по сравнению с клепкой, а по сравнению с литьем в отдельных случаях — до 50°/0.

Использование сварки на строительстве зданий позволяет умень­шить вес стальных конструкций на 15%, облегчает изготовление и увеличивает жесткость всей конструкции. При сооружении до­менных печей применение сварки вместо клепки позволяет эконо­мить от 12 до 15% металла, в конструкциях стропильных ферм— Ю—20%, в конструкциях подъемных кранов—15—20%.

2. Сокращение сроков работ и уменьшение стоимости изготовления конструкций за счет снижения расхода металла и уменьшения трудоемкости работ. Так, например, при постройке крупных доменных печей на метал­лургических заводах изготовление кожуха печи из стальных лис­тов с помощью сварки осуществляется менее чем за два месяца. Выполнение такого кожуха с помощью клепки требует не менее по - лугода.

3. Возможность изготовления сварных изде­лий сложной формы из штампованных элементов вза­мен ковки или литья. Такие конструкции называются штампосвар­

ными и широко применяются в автомобилестроении, самолето­строении, вагоностроении. С помощью сварки можно изготовлять детали из металла, прошедшего различную предварительную об­работку, например сваривать прокатанные профили со штампо­ванными, литыми или коваными заготовками. Можно сваривать и разнородные металлы: нержавеющие стали с углеродистыми, медь со сталью и др.

4. Возможность широкого испол ьз о ван и я сварки и резки при ремонте, где эти способы обработки металла позволяют быстро и с наименьшими затратами восстанавливать изношенное или вышедшее из строя оборудование и разрушенные сооружения.

5. Удешевление технологического обору­дования, так как отпадает необходимость в использовании до­рогих сверлильных, дыропробивных станков и клепальных машин.

6. Герметичность получаемых сварных соединений.

7. Уменьшение производственного шума и улучшение условий труда рабочих.

Сваркой можно получить сварное соединение прочностью выше основного металла. Поэтому сварку широко применяют при изгото­влении весьма ответственных конструкций, работающих при высо­ких давлениях и температурах, а также при динамических (удар­ных) нагрузках — паровых котлов высокого давления, мостов, само­летов, гидросооружений, арматуры железобетонных конструкций и др.