Сварка — ремесло избранных, преданных и богов. Почему?
Самым удивительным и широко применяемым в различных отраслях способом получения неразъемных соединений и агрегирования изделий является метод соединения сваркой. Сварка буквально находится на перекрестке множества технических дисциплин и является настолько сложным и внутренне противоречивым методом, что постепенно превратилась в самостоятельную техническую дисциплину. Изучение этого стало для некоторых «посвященных» работой всю жизнь. Распространенное название этого метода — сварка.
Основное определение
В самом широком техническом смысле сварка — это монолитное соединение материалов (металлов или неметаллов) с использованием тепла и / или силы (давления) с использованием или без использования дополнительного материала. Следует отметить, что в древнейшие времена человек начал использовать и обрабатывать металлы — они были необходимы для изготовления инструментов и инвентаря, чтобы заработать себе на жизнь, и (увы) оружия, чтобы угрожать и убить своего соседа. Для древних металлообработка была настолько важна, что у нее даже был свой бог. В своей мифологии древние греки «выковали» образ кузнеца богов Гефеста. Практически путем ковки двух металлических предметов производится их закрепление или сварка. Это начало этого ремесла.
Еще кое-что о доисторической сварке
Практически сразу после зарождения кузнечного ремесла, связанного с изготовлением различных инструментов, родился первый способ сварки. То, что мы сейчас называем ковкой и прессованием. Когда они хотели соединить два металлических изделия, древние кузнецы просто нагревали их в своих примитивных печах до максимально возможных температур (современные термические мелки появились примерно 30 веков спустя (). Затем они сильно прижались друг к другу. Сварочные процедуры (WPS) передавались устно от ученика. И их аттестация проводилась непосредственно на практике — если «сваренный» продукт не годился для использования, процедура сварки отклонялась и разрабатывалась новая »
Начало собственно сварки
А если серьезно, то сварка в современном понимании этого слова появилась в середине 1980-х годов, когда два российских ученых сделали революционные инновации и фактически стали основоположниками этой великой профессии. В последующие десятилетия так много людей посвятили ему свою жизнь.
Впервые Николай Николаевич Бенардос (1842–1905) в 1885 году предложил способ сварки, в котором в качестве источника энергии использовалось тепло электрической дуги. Сама электрическая дуга была открыта в 1782 году немцем Георгом Кристофом Лихтенбергом. Дуга горит между свариваемым изделием и не плавящимся углеродным электродом. От тепла концы соединяемых изделий расплавлялись. В зазор подавался присадочный материал в виде непроводящего металлического стержня. При охлаждении сварочной ванны образуется общая кристаллическая решетка. Этот процесс очень похож на классическое литье металла с некоторыми важными отличиями. Это обеспечивает непрерывность вещества в поле связи, основанное на атомно-молекулярных связях между элементарными частицами соединяемых металлов.
Любопытно, что сам Бенардос назвал свое изобретение «Электрофефест» в честь Кузнеца Богов. В 1891 году Николай Гаврилович Славянов (1854-1897) представил способ сварки, при котором дуга горит между свариваемым изделием и плавящимся электродом, который также служит добавкой.
Первый электрод с покрытием
В первые годы использовались электроды без покрытия, что часто приводило к нестабильной дуге и образованию водородных трещин в области металла сварного шва. Но когда 29 июня 1906 года швед Оскар Килберг (1870-1931) запатентовал электрод с покрытием (патент Шведского патентного ведомства № 27152), путь к ручной электродуговой сварке был проложен.
Покрытие электрода — это то, что делает возможным промышленное применение метода — вещества, содержащиеся в покрытии, одновременно стабилизируют дугу, защищают каплю, выходящую из конца электрода, когда она движется в сварочную ванну, и улучшают состав электрода. сваривать металл.
Кстати, Оскар Килберг — основатель известной компании ESAB (задумывались ли вы, что символизируют буквы ОК, например в обозначении «ОК 68.15»?), Которой в 2022 году исполнится 100 лет.
Куда идут технологии сегодня?
В последующие годы техническая мысль постоянно набирала обороты над улучшением электродуговой сварки. Двумя фундаментальными вопросами были: «Как повысить производительность наплавки?» И «Как максимально защитить каплю, выделяющуюся при движении в сварочную ванну, а также саму ванну от вредного взаимодействия с окружающей средой?» «. В решении этих проблем ученые и техники проявили поистине впечатляющую изобретательность и воображение. Первая проблема нашла свое естественное решение — плавильный электрод, зажатый в специальной рукоятке, был заменен на спиральную сварочную проволоку с автоматической подачей, что позволило многократно увеличить производительность плавки и наплавки. Что касается второго вопроса,техническая мысль шла в двух принципиально разных и чрезвычайно интересных направлениях.
Как и когда происходит сварка под флюсом
В 1935 году трое американцев — Джонс, Кеннеди и Ротермунд — запатентовали метод сварки, при котором горение электрической дуги покрывается слоем специального гранулированного материала (флюса). Из энергии радуги образуется своеобразный газовый пузырь (каверна), заполненный парами металлов и газами, образовавшимися в результате физико-химических реакций. Проникновение воздуха в полость предотвращается за счет образования жидкого шлака, в котором дуга горит очень стабильно, а снижение потерь от лучистой и конвективной теплопередачи приводит к значительному увеличению скорости плавления и, следовательно, общей производительности.
Метод позволяет полностью автоматизировать (как подачу проволоки, так и движение по шву), а сварной шов очень качественный — достаточно сказать, что этот метод, официальное название которого — «сварка под флюсом», сосудов высокого давления в атомной энергетике. заводы сварные. Сварка под флюсом — это метод сварки, обеспечивающий наивысшую производительность по сравнению со всеми другими методами (за исключением, конечно, электрошлаковой сварки, которая в силу своей природы находит ограниченное применение). Главный его недостаток связан с дороговизной оборудования и низкой гибкостью в организации сварочных работ. Другим недостатком сварки под флюсом является ее ограниченная применимость в различных пространственных положениях, чем показано ниже. Мы еще не знаем, как преодолеть гравитацию,несущий в себе защиту — флюс.
А что это за сварка в среде защитного газа? CO2?
В 1948 году на основе предыдущих научных разработок в Battelle Memorial Institute был предложен метод сварки, при котором вместе со сварочной проволокой подавался специально подобранный защитный газ, защищавший дугу от воздействия окружающего воздуха. Это метод, известный сегодня как сварка MIG / MAG — в основном используются углекислый газ и его смеси с аргоном и / или кислородом или инертными газами ( аргоном)., гелий и их смеси). По производительности метод занимает промежуточное положение между ручной электродуговой сваркой и сваркой под флюсом, но оборудование значительно дешевле и мобильнее, чем при сварке под флюсом. Но наиболее интересной особенностью метода MIG / MAG для специалиста по сварке является то, что он предлагает чрезвычайно высокую гибкость с точки зрения типа используемой дуги (например, короткая, струйная, переходная, длинная или импульсная дуга), но для этого — некоторые другие время.
Как правильно называть аргонную сварку
И последний метод, который мы должны упомянуть, — это так называемая сварка TIG, при которой дуга горит между свариваемым изделием и неплавящимся вольфрамовым электродом, защищенным от инертного газа (в Европе обычно аргоном , а в США — чаще всего. гелий), добавляемый материал имел форму катанки. Сварка TIG, несомненно, имеет самую низкую производительность среди всех методов сварки — даже ниже, чем у ручной электродуговой сварки.
Однако благодаря тому, что источник тепла (вольфрамовый электрод) и добавляемый материал (сварочная проволока) отделены друг от друга, можно очень точно и точно управлять сварочной ванной и получить шов, подобный драгоценному камню. качественный. Поэтому, когда слышишь о сварщике, что «он аргон», можно быть уверенным, что он достиг если не Совершенства (а кто его достиг?), То, по крайней мере, ему удалось приблизиться к нему.
В заключение краткого обзора, в котором мы постарались максимально кратко и ясно рассказать, что такое сварка, где ее применяют и какие методы сварки используются чаще всего, мы хотим еще раз напомнить вам, что благодаря своей древней истории, сварка Сварка чрезвычайно важна для современных металлических конструкций, и благодаря своей мифической силе сварка поистине является МАСТЕРСТВОМ БОГОВ.
Оставить комментарий