История развития сварочного производства

(Реферат) 

Никола́й Никола́евич Бенардо́с  (1842 – 1905) — русский изобретатель, создатель электрической дуговой сварки. 

В 1882 году он предложил способ соединения и разъединения металлов непосредственным действием электрического тока, названный им электрогефестом, который сразу же нашёл применение как в России, так и за рубежом. Бенардосу также принадлежит идея и разработка устройства для сварки металлическим электродом на переменном токе, разработка сварки в струе газа, сварки наклонным электродом. Он первым начал применять различные флюсы и закрытую дугу, а также был основоположником механизации и автоматизации сварочного процесса

Славянов Николай Гаврилович (1854 - 1897) русский изобретатель, создатель дуговой электросварки металлов металлическим электродом.  В 1888 году 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 в одном из цехов Пермских пушечных заводов. Своё изобретение инженер Славянов назвал «электрической отливкой металлов». Для демонстрации возможностей сварочного аппарата, Николай Гаврилович сварил восемь несплавляемых металлов и сплавов: колокольную бронзу, томпак, никель, сталь, чугун, медь, нейзильбер, бронзу. Это произведение инженерной мысли на всемирной эпектротехнической выставке в 1893 г. в Чикаго получит золотую медаль с формулировкой "За произведённую техническую революцию".

ПАТОН Евгений Оскарович (1870-1953) Герой Социалистического труда, академик, профессор. Им проведена серия исследований прочности и эксплуатационной надежности сварных конструкций, сформулированы основные положения по технологическим основам дуговой сварки, проведены исследования по созданию технологии сварки специальных сталей, физических основ горения дуги под флюсом, свариваемости металлов, создан новый класс сварных конструкций. Он - автор и руководитель проектов более 100 сварных мостов. Среди них один из крупнейших в мире - цельносварной мост через Днепр в Киеве. В годы Великой Отечественной войны 70-летний Е.О. Патон силами своего Института электросварки АН УССР, эвакуированного в Нижний Тагил, разработал и внедрил технологию автоматизированной сварки броневых корпусов танков Т-34. За годы войны общая длина «патоновского шва» составила 6000 километров!

Пато́н Борис Евгеньевич (27.11.1918), учёный в области металлургии и сварки, академик РАН, академик и президент АН УССР, дважды Герой Социалистического Труда, Герой Украины. Под руководством Патона создана электрошлаковая сварка, проведены исследования в области специальной электрометаллургии. При его непосредственном участии были созданы впервые в мировой практике оригинальные технологии и оборудование для контактной сварки неповоротных стыков труб — комплексы "Север". С помощью контактной сварки сварено больше 70 тыс. км трубопроводов, в том числе около 6 тыс. км газопроводов большого диаметра в условиях Крайнего Севера. Создана оригинальная технология автоматической сварки неповоротных стыков труб самозащитной порошковой проволокой с принудительным формированием шва — комплекс "Стык". С помощью этой технологии построено свыше 10 тыс. км магистральных газо- и нефтепроводов: "Дружба", "Средняя Азия — Центр", "Уренгой — Помары — Ужгород» и др.  Б.Е. Патон стал общепризнанным основателем новых технологий для строительства в космосе, сварочных работ под водой, новых технологий в хирургии и др. 

Родина дуговой сварки – Россия. В 1886 г. Николай Бенардос получил Российский патент на способ дуговой сварки, в 1888 г. Николай Славянов разработал способ дуговой сварки плавящимся электродом с применением флюсов. Большинство современных способов сварки основано на их идеях. Плазменной называют сварку сжатой дугой. Сварка сжатой дугой применяется при изготовлении изделий из высоколегированных сталей, титана, никелевых сплавов, молибдена, вольфрама и многих других металлов и их сплавов. Выдающимся изобретением 1950-х гг. в сварочной науке и технике стал принципиально новый способ сварки плавлением – электрошлаковая сварка (ЭШС). Стало возможным на монтажной площадке соединять сваркой детали большой толщины, соблюдая при этом высокую точность размеров изделия. Лазерная сварка применяется в приборостроении, электровакуумной промышленности и т.д. Диффузионная сварка как способ соединения деталей в твердом состоянии без макроскопических деформаций и расплавления была разработана в 1951-1961 гг. Она позволяет сваривать практически все известные конструкционные материалы, в том числе разнородные. Широкое применение конструкционных материалов на основе тугоплавких и высокоактивных металлов (титан, цирконий, молибден, вольфрам и др.) потребовало создания способа их обработки источником тепла с высокой плотностью энергии в условиях защиты от взаимодействия с газами воздуха. Наиболее полно этим условиям отвечает электронно-лучевая сварка. 

Сварка как ключевая технология применяется практически во всех сферах производства. Кроме традиционной электрической дуги используются электронный и лазерный луч, плазма, взрыв, ультразвук, трение, контактное сопротивление и другие технологии.  

Выделяют около  десяти видов сварки: ручная дуговая  сварка покрытым электродом, автоматическая под слоем флюса, сварка в среде  защитных газов (неплавящимся и плавящимся электродом), электрошлаковая, контактная (точечная, шовная, стыковая), плазменная, электронно-лучевая, лазерная, сварка взрывом, сварка давлением (холодная сварка).  

Одним из способов сварки является сварка взрывом. Процесс происходит благодаря теплоте, которая выделяется при взрыве. На молекулярном уровне происходит сближение атомов свариваемых металлов. Таким способом соединяются, как правило, изделия или детали из биметаллов. Сварочная проволока при этом способе сварки не требуется.

Кроме того, существует также сварка металлов ультразвуковая. Сварка происходит за счет энергии  ультразвуковых колебаний, которые  вводятся в металл. Процесс сварки осуществляется на молекулярном уровне. 
Несмотря на высокую стоимость оборудования, ультразвуковая сварка отличается рядом преимуществ по сравнению с другими видами сварки. В основном ультразвуковая сварка применяется в области производства микросхем, при сваривании металлов с неметаллами. 
Другим видом сварки является холодная сварка. Этот метод сварки применяется тогда, когда необходимо произвести соединение металлов различной однородности. При этом температура должна быть ниже минимальной температуры кристаллизации. В зоне стыка металлов под воздействием механических сил происходит пластическая деформация. При этом так и осуществляется сварка. При помощи холодной сварки можно изготовить пресс-формы,

Сварка ВИГ  – полное название согласно DIN 1910, части 4, дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа – была впервые применена в США и в 1936 году стала известна как аргоно-дуговая сварка. В Германии ее начали применять только после Второй мировой войны. В англоговорящих странах этот процесс называется сваркой TIG (от англ. «Tungsten» - «вольфрам, вольфрамовый»). Сварка ВИГ, по-сравнению с другими методами сварки плавлением, отличается рядом преимуществ. Во-первых, еe универсальное применение. Если металл вообще пригоден к сварке плавлением, то его можно сварить посредством данного процесса. Во-вторых, это очень „чистый“ процесс, который не приводит к образованию брызг и отличается малой степенью вредности. При правильном применении он гарантирует высококачественное сварное соединение.

Особым достоинством сварки ВИГ является то, что в  ней, по сравнению с другими сварочными процессами, использующими плавящийся электрод, разъединяются внесение присадки для сварки и сила тока. Поэтому  сварщик может оптимально настроить  ток на сварочное задание и  внести необходимое количество присадки для сварки для выполнения сварочного задания. Это делает процесс особенно пригодным для сварки корня шва  и при сварке в стесненных условиях. Благодаря названным выше преимуществам  сегодня сварка ВИГ эффективно применяется  во многих отраслях промышленности и  ремеслах.

Холодная сварка

Холодная  сварка - способ соединения деталей  при комнатной (и даже отрицательной) температуре, без нагрева внешними источниками. Сварка осуществляется с  помощью специальных устройств, вызывающих одновременную направленную деформацию предварительно очищенных  поверхностей и нарастающее напряженное  состояние, при котором образуется монолитное высокопрочное соединение. Холодной сваркой можно соединять, например, алюминий, медь, свинец, цинк, никель, серебро, кадмий, железо. Особенно велико преимущество холодной сварки перед другими способами сварки при соединении разнородных металлов, чувствительных к нагреву или образующих интерметаллиды.

Методы высокочастотной сварки

Одним из наиболее распространенных методов - стыковая сварка торцов прямоугольных  кромок, который нашел практическое применение при изготовлении электросварных труб. Трубная заготовка формируется  из беспрерывной полосы в специальном  станке и непосредственно перед  сваркой сварочными валками . При этом образуется щель V-образной формы. 
Конструкционный способ предусматривает подвод высокочастотного тока к кромкам трубной заготовки с помощью скользящих контактов . Вследствие поверхностного эффекта и эффекта близости происходит концентрация тока на противоположных поверхностях кромок, что приводит к их объемному разогреванию и поверхностного расплавления.