Все о сварке

История сварки кратко


Краткая история сварки.

История сварки берет свое начало с открытия электрической дуги в 1802г. профессором физики В.В. Петровым, который предположил что данное явление может иметь практический смысл, что и воплотил в жизнь в 1881г. русский изобретатель Н.Н. Бернадос, который использовал электрическую дугу для соединения стали с использованием присадочной проволоки. В последствии такая сварка применялась на железной дороге при ремонте подвижного состава. 

Чуть позже, в 1888 году, российский инженер Н.Г.Славянов усовершенствовал технологию сварки, предложив использовать электрическую дугу с плавящимся металлическим электродом. Так же он применил флюс для защиты металла сварочной ванны от воздействия воздуха и изготовил сварочный генератор собственной конструкции, а так же организовал первый в мире электросварочный цех.

Тем не менее в дореволюционный период сварка не получила широкого распространения на территории России, а широко применятся сварка стала только в 1920-х годах на различных промышленных предприятиях, тогда же стали появляться все более и более совершенные сварочные аппараты благодаря разработкам таких советских ученых как В.П. Никитин, Д.А. Дульчевский, К.М. Новожилов, Г.З. Волошкевич, К.В. Любавский, Е.О. Патонов, некоторые из которых даже удостоились государственных наград за свои труды в развитии данной области. Сварка позволила сделать промышленность страны более экономически выгодной, поскольку могла заменить дорогостоящие и трудоемкие процессы, такие как, например, клепка или литье, также сокращались и расходы металла, стоимость оборудования, свою роль сыграла так же возможность автоматизации и механизации сварочных работ.

www.hellios.ru

История развития сварки. Ученые и их открытия в области сварки.

Историю появления какой-либо современной технологии нельзя рассматривать в разрыве с общеизвестными историческими процессами, общепризнанными названиями исторических периодов. Любая технология первоначально имеет предпосылки возникновения, процесс развития сквозь призму истории, кульминационные, значимые имена ученых, итог в современности и перспективы дальнейшего развития.

Сварочный процесс, каким бы современным он не казался на первый взгляд, появился еще примерно VIII-VII в до н.э. Для создания все более совершенных орудий труда люди начали изменять форму металла, который существовал сам по себе в природе, а также пытаться соединять небольшие его кусочки. К таким металлам относились медь или золото. Делали это только с помощью камней и физической силы. Этот процесс являлся первой разновидностью холодной сварки.

Немного позднее, человек научился самостоятельно добывать другие виды металлов (медь, свинец, бронзу), а также с помощью термической обработки – подогрева отдельных элементов – изготавливать более крупные изделия. Литьё использовалось уже для изготовления практически совершенных изделий.

Эпоха железного века тем и характерна, что люди научились добывать железо. На линейке времени эта отметка появилась примерно три тысячи лет назад. Процесс добычи железа сейчас выглядит очень просто: из природных железных руд путем плавки отделяется железо. Но в древности это выглядело иначе, так как плавить никто не умел. Из железной руды получали некую смесь только с частицами железа. Кроме него эта смесь содержала примеси неметаллического содержания: уголь, шлаки и пр. Только спустя значительное количество времени, с помощью ковки нагретой смеси получалось отделить железо от всего остального. В результате получались железные заготовки, которые впоследствии кузнечной сварки превращались в потрясающие изделия: орудия труда и оружие.

Самые передовые технологии сварочного процесса вплоть до промышленной революции составляли только кузнечная сварка и пайка. Последняя широко применялась в области ювелирного производства.

Основополагающие открытия

Прорыв в технологии сварочного производства был совершен в период промышленного переворота или промышленной революции. Открытия в области электричества совершались на протяжении веков, что привело в итоге к следующему.

В 1802 году русский физик Василий Владимирович Петров открыл и, будучи физиком-экспериментатором, доказал возможность применять на практике электрическую дугу. Это открытие считается самым выдающимся успехом ученого. Оно является главным прототипом современных сварочных устройств. Все выводы своего открытия он изложил в книге «Известия о гальвани-вольтовых опытах», опубликованной в 1803 году. Однако, на момент самого открытия, им особо никто не заинтересовался.

В.В. Петров. Русский физик-экспериментатор, академик Петербургской академии наук, изобретатель электрической дуги

Сэр Гемфри Дэви в 1821 году проводил исследования с электрической дугой. Его ученик, Майкл Фарадей посвятил много времени изучению связи электричества и магнетизма. В 1830-х годах он открыл электромагнитную индукцию.

Немного позднее электрическая дуга уже начала служить во благо общества, когда появилась в бытовых лампах для освещения.

Только в 1881 году Николай Николаевич Бенардос, русский инженер и изобретатель, придумал непосредственно дуговую электросварку «Электрогефест». После нескольких лет совершенствования изобретения, в 1887 году, оно было запатентовано, а уже спустя несколько лет распространилось не только по всей России, но и по всему миру.

Почтовая марка с изображением Н.Н. Бенардоса в честь 100-летия изобретения электросварки

В 1885 году Бернадос открыл товарищество «Электрогефест», имевшее первую мастерскую по сварочным работам. Бенардос впервые получил патент на свое изобретение. На получения этого патента в России ученый потратил последние сбережения, европейские страны выдали патент с помощью привлеченных средств от купца Ольшевского.

После всемирного распространения способа электродуговой сварки и мирового признания Бенардос разработал электродуговую сварку с угольными и металлическими электродами. Он стал основоположником идеи электродугового сварочного процесса с металлическим электродом при переменном токе; сварки наклонным электродом; технизации сварочного процесса.

Таким образом, всех вышеуказанных ученых и изобретателей считают основоположниками сварки, теми, кто её изобрел.

Несмотря на такие ключевые открытия в области электросварки, XIV век не славится ее обширным и повсеместным использованием, так как электроэнергия была в дефиците. Применять все новые открытия было проблематично, но никто не собирался отказываться от их применения. Преобразование сварочного оборудования и сварочных аппаратов продолжалось.

1904 год ознаменован появлением резаков. 1908-1909 года характеризуются появлением технологии подводной резки металлов. Применять ее начали во Франции и Германии. Газовая сварка занимала лидирующие позиции в сварочном производстве вплоть до 30-х годов, усиленно применялась в годы Первой мировой войны. Магистральные трубопроводы «Баку-Батуми» и «Грозный-Туапсе» построены посредством применения газовой сварки. Строительство трубопроводов осуществлялось только с помощью газового и газопрессового сварочного процесса.

Строительство нефтепровода «Баку-Батуми»

Дуговая электросварка в эти годы не была такой распространенной ввиду того, что ее источник питания требовал совершенствования (длина дуги была небольшая, она горела неустойчиво). Эту проблему в период с 1914 по 1917 гг. разрешали такие ученые как Строменгер, С. Джонс, Андрус и Стресау, каждый из которых осуществил свой вклад в создание покрытия для сварочного электрода, чтобы легче было поддерживать горение дуги.

Современность

Кратко изложим виды современного сварочного процесса.

Электрическая дуговая сварка.

На данный момент занимает лидирующую позицию среди прочих видов. Сегодня она самая распространенная, доступная и дешевая.

Электрошлаковая сварка.

Самый новейший процесс в области сварки крупногабаритных деталей, например, строительства судов, несущих конструкций, котлов, рельсов и пр. Основополагающий принцип этого вида сварки – электрический ток пропускается через шлак. Шлак образуется при расплавлении флюса, и он же является проводником электрического тока. Вследствие пропускания электрического тока через шлак выделяется теплота.

Существуют следующие виды электрошлаковой сварки:

Сущность электрошлаковой сварки

Контактная и прессовая сварка.

Контактная сварка является наиболее старой. Основатель – Уильям Томпсон. Первоначально она была распространена в США, после чего стала использоваться и в России. Это сопровождалось увеличением объема научно-исследовательской деятельности в данной области в России: открывались заводы и комбинаты «Оргаметалл» (ЦНИИТМАШ), «Электрик», «Институт электросварки им. Е.О. Патона», МВТУ им. Баумана, ВНИИЭСО и других.

Контактная сварка подразделяется на:

Прессовая сварка или сварка давлением представляет собой соединение металлов без их расплавления (твердые поверхности), только с деформацией применением силы. Этот вид сварки пришел к нам прямиком из древности с ее холодной сваркой.

Газовая сварка и резка.

Газовая сварка представляет собой процесс расплавления металла с помощью специальных горелок, в которых сжигаются горючие газы. Первая газовая горелка изобретена во Франции в конце 19 века. Работала на смеси кислорода и водорода.

При резке металла происходит путем «сгорания» металла в струе кислорода.

Лучевые виды сварки.

Современные исследования ученых в области оптики, квантовой механики позволяют выделить совершенно новейшие виды лучевой сварки, основанной на энергии ионных и фотонных лучей. Выделяются следующие виды лучевой сварки:

Перспективы развития сварочного процесса

Перспективы развития сварочного производства вытекают из существующих на сегодняшний день минусов или проблем уже имеющихся и применяемых видов сварки. Над любым недостатком сегодня в поте лица работают опытнейшие ученые и разработчики оборудования, чтобы сделать человеческую жизнь и производство еще проще.

Первое, на что направлено совершенствование – создание сварочных аппаратов автоматическими в полной или неполной мере. В перспективе такой ход увеличит КПД сварочного процесса, увеличит коэффициент мощности.

Второе – возможность дистанционно управлять и регулировать процесс сварки крупногабаритных и сложных элементов единого сооружения (магистрали, объекты промышленности и пр.)

Третье – поиск способа удешевления лазерной сварки, как когда-то это было сделано с дуговой электросваркой.

Проблемой является также факт создания высококачественных и долговечных сварных конструкций, которые способны функционировать не только в привычных условиях, а также и в условиях резкого перепада температур, под водой и даже в космическом пространстве, что весьма актуально сегодня.

В настоящий момент происходит компьютеризация сварочного процесса в целом. Под компьютеризацией понимается внедрение возможностей компьютерных технологий в основные направления инженерной деятельности в области сварки: научные исследования, предварительное проектирование, управление и контроль технологических процессов.

Важно не упускать значимость информации в сварочном деле. Обладая необходимой информацией, в нужное время и в нужном месте, возможность совершить действительно важные открытия только повышается. Информация должна быть доступной, открытой и понятной. Для этого необходимы единые системы и базы данных с необходимой справочной, библиографической информацией для всех заинтересованных лиц.

Очевидно то, что сварка – уникальный процесс, не имеющий аналогов. Начало развития происходило еще до нашей эры, и этот процесс не прекращается до сих пор. Учитывая необходимость в этой уникальной технологии проводятся ряд научных исследований. С точностью можно утверждать, что процесс развития новых видов сварки не заставит себя ждать, так как технологии в наше время совершенствуются с невероятной скоростью.

svarkaed.ru

Краткая история развития сварки

СЕМЕСТР

Лекция 1 — Введение.Физические основы сваривания металлов.Три стадии формирования свойств сварных соединений.

ВВЕДЕНИЕ

Сварка является одним из ведущих технологических процессов изготовления и ремонта многообразных конструкций различных отраслей промышленности на Украине, в странах СНГ и передовых в техническом отношении капиталистических государствах.

Её широкое применение определяется возможностью создания наиболее целесообразных, эффективных в эксплуатации и одновременно технологичных, удобных в изготовлении конструкций. Сварка позволяет создавать конструкции, в которых целесообразно используются различные металлы и сплавы, в зависимости от назначения тех или иных частей конструкции, а также детали и заготовки, полученные наиболее рациональными методами их изготовления (прокат, штамповка, литьё, поковки и т.д.).

Для понимания роли и значения сварки в развитии производительных сил общества важно определить ее место среди других способов соединения твердых тел. Способы соединения твердых материалов можно разделить на механические и за счет сил молекулярного сцепления. К первой группе относятся соединения болтовые, заклепочные, клиновые и т. п.; ко второй – соединение сваркой, пайкой, склеиванием, цементами и проч. Соединения могут быть разъемными и неразъемными.

В настоящее время сварку применяют для соединения почти всех металлов и их сплавов, стекол, пластмасс и керамики. Поэтому ее можно считать важнейшим способом соединения твердых тел. Столь широкое применение сварки вызвано ее технико-экономическими преимуществами по сравнению с другими способами получения неразъемных соединений. Сварка почти полностью вытеснила клепаные соединения и является основным ведущим технологическим процессом при сооружении нефтеперерабатывающих, химических, металлургических и энергетических предприятий.

По сравнению с другими методами изготовления металлических конструкций (литых, кованных, выполненных с помощью клепки) аналогичные сварные конструкции, как правило, оказываются более легкими. Экономия в весе металла составляет при этом от 10 до 50 процентов. Целый ряд конструкций, например в энергомашиностроении, при необходимости их длительной эксплуатации при повышенных и высоких температурах, вообще невозможно создавать без применения различных сварных соединений.

Использование новых конструкционных металлов и сплавов для изготовления деталей и изделий разнообразного назначения возможно только при условии разработки методов их соединения и в частности сварки. В настоящее время сварными изготовляются изделия и конструкции не только из углеродистых, но и из различных легированных и высоколегированных сталей, никелевых и медных сплавов, легких титановых, алюминиевых и магниевых сплавов, тугоплавких металлов – ниобия, тантала, молибдена и вольфрама.Глава 1 Физические основы процессов сварки и пайки

Краткая история развития сварки

Первые способы сварки возникли у истоков цивилизации – с началом использования и обработки металлов. Известны древнейшие образцы сварки, выполненные в VIII – VII тысячелетиях до новой эры. Древнейшим источником металла были случайно находимые кусочки самородных металлов – золота, меди, метеоритного железа. Ковкой их превращали в листочки, пластинки, острия. Ковка металла с небольшим подогревом позволяла соединять мелкие его кусочки в более крупные, пригодные для изготовления простейших изделий.

Позже научились выплавлять металл из руд, плавить его и литьем изготовлять уже более крупные и часто весьма совершенные изделия из меди и бронзы.

С освоением литейного производства возникла литейная сварка по так называемому способу промежуточного литья. Соединяемые детали заформовывались, и место сварки заливалось расплавленным металлом. В дальнейшем были созданы особые легкоплавкие сплавы для заполнения соединительных швов и наряду с литейной сваркой появилась пайка, имеющая большое значение и сейчас.

Весьма важным этапом стало освоение железа около 3000 лет назад. Железные руды имелись повсеместно, и восстановление железа из них производится сравнительно легко. Но в древности плавить железо не умели и из руды получали продукт, состоявший из мельчайших частиц железа, перемешанных с частицами руды, угля и шлака. Лишь многочасовой ковкой нагретого продукта удавалось отжать неметаллические примеси и сварить частицы железа в кусок плотного металла.

Таким образом, древний способ производства железа включал в себя процесс сварки частиц железа в более крупные заготовки.

Из полученных заготовок кузнечной сваркой изготовлялись всевозможные изделия: орудия труда, оружие и др. Многовековой опыт, интуиция, чутье позволили древним мастерам иногда получать сталь очень высокого качества (булат) и кузнечной сваркой изготовлять изделия поразительного совершенства и красоты.

Кузнечная сварка и пайка были ведущими процессами сварочной техники вплоть до конца Х1Х в., когда начался новый, современный период развития сварки. Несоизмеримо выросло производство металла и всевозможных изделий из него, и поэтому многократно возросла потребность в сварочных работах, которую не могли удовлетворить существующие способы сварки.

Особо нужно отметить открытие электрического дугового разряда, на использовании которого основана электрическая дуговая сварка – важнейший вид сварки настоящего времени. Видная роль в создании этого способа принадлежит ученым и инженерам нашей страны.

Само явление дугового разряда открыл и исследовал в 1802 г. русский физик и электротехник, впоследствии академик В. В. Петров.

Долгое время это открытие не использовалось из-за отсутствия источников тока, дававших бы дешевую электроэнергию. Лишь 80 лет спустя талантливый русский изобретатель Н. Н. Бенардос впервые в мире применил дуговой разряд для сварки и резки металлов. Дальнейшее совершенствование дуговой сварки осуществил в 1888 г. выдающийся русский инженер Н. Г. Славянов.

Однако царская Россия не сумела реализовать возможности, открытые изобретениями Бенардоса и Славянова, и великое русское изобретение – дуговая сварка, как это случалось неоднократно, реализовано было за границей – в США, Германии, Англии.

На своей родине дуговая сварка нашла широкое применение только после Великой Октябрьской социалистической революции. Новый этап в истории сварки начинается с 1929 г., когда было принято постановление Совета и обороны о развитии сварочной техники. Для производства электросварочного оборудования был построен завод «Электрик» (1932 г.). В то время это был самый мощный в Европе завод по электросварочному оборудованию. Созданные специальные учебные заведения занялись подготовкой кадров: рабочих, техников и инженеров-сварщиков. Большое внимание было уделено научным исследованиям; появились многочисленные лаборатории и институты по проблемам сварки. Особенно велика роль Института электросварки АН УССР им. Е. О. Патона в Киеве, МВТУ им. Баумана, ЦНИИТМАША и ряда других институтов в проведении глубоких научных исследований.

Впервые идея применения порошкообразных веществ для защиты дугового пространства при сварке была запатентована советским изобретателем Д. А. Дульчевским в 1929 г.

Это положило начало разработке механизированных способов дуговой сварки и здесь надо отметить огромный вклад ИЭС им. Патона в исследовании процесса, разработке оборудования и внедрении их в производство.

Выдающимся достижением отечественной сварочной техники явился разработанный в ИЭС им. Е.О. Патона в содружестве с заводами НКМЗ и «Красный котельщик», способ электрошлаковой сварки. В дальнейшем, развивая этот способ, был предложен способ электрошлакового переплава, позволяющий в большой металлургии выплавлять высококачественные марки сталей.

Во Франции впервые был применен способ сварки электронным лучом. За рубежом разработан способ ультразвуковой сварки. По предложению токаря-новатора А. И. Чудикова в СССР разработан способ сварки трением. Особенно следует отметить роль советских ученых в разработке новых методов сварки. Так, в 1956 г. Н. Ф. Казаковым предложена диффузионная сварка в вакууме, в институте гидродинамики Сибирского отделения АН СССР разработана теория сварки взрывом, Прохоровым А. М. и Басовым Н. Г. разработаны теоретические основы действия оптических квантовых генераторов-лазеров.

В институте химической физики АН СССР разработана атомная сварка, в ИЭС им. Е.О. Патона – ударная сварка, в ЦНИИТМАШе – сварка в СО2 и др.

mykonspekts.ru

История развития сварки в России

Сохрани ссылку в одной из сетей:

История развития сварки в России

Сварка и резка металлов широко внедрены во всех отраслях народного хозяйства, зачастую является одним из основных способов соединения металлов.

Преимущество сварных соединений над другими видами над другими видами неразъемных соединений очевидно:

Электродуговая сварка – русское изобретение.

В 1802 году Владимир Васильевич Петров, профессор Санкт-Петербургской Медицинской академии открыл явление электрической дуги предложил её1 использования для расплавления металла.

Используя это открытие, в 1882 году русский инженер Николай Николаевич Бенардос впервые осуществил электродуговую сварку металлов угольным электродом и запатентовал в ряде других стран.

В 1988 году инженер Славянов Николай Гаврилович произвел сварку металлическим покрытым электродом.

В России развитие сварки можно разделить на несколько этапов.

Первый – с 1924 по 1935 г. В этот период сварка осуществлялась электродами с тонким меловым покрытием.

Второй – с 1935 по 1940 г. В это время происходит внедрение сварки электродами с толстым покрытием, которые значительно улучшили качество сварного шва.

Третий этап с 1941 по 1969 г. – характеризуется широким внедрением новых механизированных способов сварки сталей, цветных металлов и сплавов.

С 1969 года осваивается космическая сварка.

По уровню развития сварочного производства Россия занимает ведущее место в мире. У нас созданы и внедрены новые процессы сварки: автоматическая под слоем флюса, дуговая в среде углекислого газа, порошковой проволокой, электронно-лучевая, дуговая в вакууме, сварка и резка под водой, сварка пластмасс ультразвуком, лазерная сварка по соединению живых тканей в человеческом организме.

В настоящее время в промышленности свариваются практически все металлы. Широко внедряются механизированные способы, роботизированные комплексы.

ПАТОН ЕВГЕНИЙ ОСКАРОВИЧ

Инженер, ученый, педагог

Евгений Оскарович Патон – видный ученый, им по праву может гордиться наша страна.

Родился в 1870 году в Германии. В 1894 году после окончания Дрезденского политехнического института Е.О. Патон был принят ассистентом на кафедру «Статика опор и мостов» этого института. Но он решил стать российским инженером.

Уже через год он сдает экзамен в Ново-Зыбковской гимназии на российский аттестат зрелости. Осенью 1895 года становится студентом 5 курса Петербургского политехнического института. По завершению учебы блестяще защитил дипломный проект по теме мостостроения. По завершению дипломного проекта профессор Петербургского политехнического института Л.Д. Проскуряков, вручая диплом Е.О. Патону, сказал: «Мой друг, вы родились мостостроителем и умрете им. Мосты, мосты и ничего кроме мостов, - вот Ваше высокое призвание!».

С первых же дней молодой инженер в 1896 г. был утвержден в звании инженера путей сообщения с правом составления проектов и всякого рода строительных работ.

За период с 1901 по 1915 года Е.О. Патон написал 41 работу общей сложностью 6612 страниц на тему мостостроения, как из дерева, так и из металла.

С 1905 по 1929 г. работает в ведущем техническом университете страны: профессор, заведующий кафедрой мостов, возглавлял инженерное отделение, руководил инженерным музеем, спроектировал около трех десятков мостов, написал десятки учебников по строительству мостов. За вклад в мировое мостостроение Е.О. Патон был избран действительным членом Всеукраинской академии наук.

Работая со студентами, он наказывал:

«Если вы полюбите труд и научитесь учиться, то вы всегда достигнете успехов на своем жизненном пути. Но пуще всего бойтесь легких дорог»

В 1929 году под руководством Е.О. Патона в Киеве была создана сварочная лаборатория, которая в 1934 г. была преобразована в Институт электросварки. С 1935 года академик Е.О. Патон создал в КПИ кафедру электросварки и руководил её до 1939.

В 1941 году директор Института электросварки АН УССР Е.О. Патон был назначен одновременно Государственным советником по сварке и выполнял задания Совнаркома СССР.

Находясь в эвакуации на Урале в Нижнем Тагиле, коллектив института под руководством Е.О. Патона работали в направлении поиска нового вида сварки, позволяющего качественно и в кратчайшие сроки производить выпуск оборонной техники. Так была создана автоматическая сварка под флюсом

Умер в 1953 году. В этом же году в Киеве через Днепр был простроен и сдан в эксплуатацию стальной цельносваренный мост. Сегодня этот мост носит имя Е.О. Патона.

21 июня 2002 года на территории Национального технического университета Украины в Киеве был открыт памятник Е.О. Патону.

  1. Документ

    Электроника представляет собой бурноразвивающуюся отрасль науки и техники. Она изучает физические основы и практическое применение различных электронных приборов.

  2. Документ

    - история развития техники – интегративная наука, объединяющая на новом уровне достижения отдельных научных направлений и не являющаяся простой суммой знаний;

  3. Документ

    Эволюция кузнечного мастерства, технологий и стилей от древнего мира до наших дней. Античность, готическое средневековье, романский стиль. Барокко, рококо, ренессанс, классицизм, модерн, эклектизм.

  4. Учебное пособие

    ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРО­МЕХАНИКИ В РОССИИ: Учебное пособие /  А.С.Соловьев , А.Е.Козярук; Санкт-Петербургский горный ин-т. СПб, 2 .

  5. Тезисы

    В части II сборника представлены тезисы докладов VIII Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России», посвященной 80-летию Российского государственного университета нефти и газа имени И.

refdb.ru


Смотрите также