ГЛАВА I. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ

Назад: 1.1. Предмет и содержание дисциплины

1.2. История развития сварки и современные тенденции развития сварочных технологий

Электрическая дуговая сварка – выдающееся русское изобретение. В 1802 г. академик В. В. Петров, исследуя открытое им новое физическое явление – электрическую дугу, указал на возможность использования тепловой энергии дуги для расплавления металлов. Дуга В. В. Петрова получила практическое применение благодаря трудам русских инженеров – изобретателей Н. Н. Бенардоса и Н. Г. Славянова.

См. слайд 1.

Первым в мире электрическую дуговую сварку осуществил Н. Н. Бенардос в 1881 году в г. Барселоне (Испания). Он является создателем практически всех основных видов дуговой сварки, получивших развитие в современном производстве.

На изобретение "Способ соединения и разъединения металлов непосредственным действием электрического тока" Н. Н. Бенардосу были выданы патенты в 13 странах (в России, Франции, Бельгии, Великобритании, Италии, Германии, США, Швеции). Н. Н. Бенардосом разработана ручная дуговая сварки угольным и металлическим электродами, сварка наклонным электродом и косвенной дугой, а также сварочная аппаратура (полуавтомат) для механизированной сварки угольным электродом, источники питания дуги (аккумуляторы), предложены угольные и металлические электроды, электродержатели. Ему принадлежит идея сварки в среде защитных газов, сварки с использованием флюса и резки под водой. Кроме того, им были разработаны основные виды сварных соединений (встык, с разделкой кромок, в нахлестку, под углом и т. д), которые применяются в настоящее время.

С именем Н. Г. Славянова связано развитие металлургических основ дуговой сварки, создание метода горячей сварки металлическим электродом. Ему также принадлежит заслуга создания автоматического регулятора длины и первого сварочного генератора. В 1890-1891 г. Н. Г. Славянов получил патенты на "Способ электрической отливки металлов" в России, Франции, Великобритании, Бельгии, Германии, Австро-Венгрии и им были сделаны заявки в США, Италии, Швеции. В 1903 г. на Всемирной выставке в Чикаго (США) за изобретенный способ сварки ему присуждена золотая медаль. Металлургические основы и сущность защиты сварочной ванны флюсом (битое стекло, ферросплавы), созданные Н. Г. Славяновым, содержат те идеи, которые получили развитие в современном способе автоматической сварки под флюсом.

В 1907 г. шведский инженер О. Келльберг применил металлические электроды с нанесенным на их поверхность покрытием.

К началу нынешнего столетия дуговая сварка нашла применение в разных странах более чем на 100 заводах, из них на десяти - в России.

В 30-е годы дуговая сварка из вспомогательного процесса постепенно превращается в ряде отраслей машиностроения в ведущий технологический процесс за счет использования покрытых электродов.

В этот период усилия ученых были направлены на изучение свойств дуги, как основного источника нагрева и потребителя энергии при сварке (определение статистической характеристик дуги, условий ее устойчивого горения, формы внешних характеристик источников питания). Выпуск специальных сварочных источников питания отечественного производства начался в 1924 г. на заводе "Электрик".

Наряду с работами в области сварочного оборудования проводились исследования по усовершенствованию технологических процессов сварки. В г. Москве работы проводились под руководством К. К. Хренова, Г. А. Николаева, К. В. Любавского, в г. Санкт-Петербурге - В. П. Никитиным, Н. О. Окербломом. В г. Киеве в 1934 г. под руководством Е.О. Патона был организован Институт электросварки.

К числу важнейших работ в области сварочного производства следует отнести исследования тепловых процессов сварки и металлургии сварочных процессов (в частности, разработка электродных покрытий и флюсов, исследование сварки различных конструкционных сталей).

Первые работы в области механизации и автоматизации сварки были посвящены вопросам автоматической сварки открытой дугой и разработке конструкций автоматических установок. Впервые такая установка была разработана на заводе "Электрик" в 1933 г.

Газ для защиты зоны сварки впервые использовал американский ученый А. Александер в 1928 году. В конце 40-х годов способ получил промышленное применение.

В 1929 г. Д. А. Дульчевский (сотрудник ИЭС) получил патент на "Способ сварки под слоем флюса". Развитие и применение автоматической сварки под флюсом потребовало изучения и усовершенствования способа, разработку флюсов и технологии сварки различных сталей.

В 1932 году акад . К. К. Хреновым осуществлена сварка под водой.

В 1949 г. была разработана, а затем внедрена электрошлаковая сварка, позволяющая сваривать металлы неограниченной толщины, в 1950-1952 г. разработана сварка в углекислом газе (сотрудниками ЦНИТМАШ К. В. Любавским и Н. М. Новожиловым).

В 60-е г. разработаны новые способы сварки: импульсно-дуговая, электронным лучом, лазером (световым лучом), сжатой дугой (плазмой). В этот период начинает внедряться в производство в США, Японии, Швеции роботизированная дуговая сварка.

Впервые в истории мировой техники в 1969 г. в России произведена сварка в космосе инж. Кубасовым В. (Союз-6).

В настоящее время сварочное производство располагает 150 способами и методами сварки, которые успешно применяются во всех отраслях народного хозяйства.

Современные тенденции развития сварочного производства базируются на разработке новых технологий, позволяющих повысить производительность процесса при высоком качестве изготовления сварных конструкций с одновременным снижением себестоимости, за счет уменьшения расхода материала изделия, сварочных материалов и электроэнергии.

В настоящее время расширяется использование тонких сварочных проволок сплошного сечения и порошковых, позволяющих повысить глубину проплавления металла, коэффициент расплавления электрода и обеспечивающих сварку во всех пространственных положениях без принудительного формирования шва; защитных газовых смесей, изменяющих технологические свойства дуги при одновременном снижении стоимости защитной среды. Проводятся работы по созданию флюсов с высокими санитарно-гигиеническими свойствами и технологическими свойствами, при которых возрастает глубина проплавления без роста расплавления проволоки.

Широко внедряется роботизированная сварка, сварка с использованием сварочного оборудования с микропроцессорами, позволяющими задавать режимы сварки по определенной программе в зависимости от материала, типоразмера (например, диаметра и толщины трубы) изделия и других факторов. Разработаны: технология с компьютерной сварочной системой, позволяющая задавать режим сварки отдельно по слоям и участкам шва, и технология с изменением сварочного тока независимо от скорости подачи проволоки в зависимости от расположения капли относительно сварочной ванны (метод SТT – сварка в СО₂ с короткими замыканиями дугового промежутка).

Далее: 1.3. Основные понятия, термины и определения по ГОСТ 2601