История развития. Кузнечная сварка, пайка. В египетских пирамидах нашли золотые изделия, спаянные оловом, а в развалинах Помпеи - свинцовые водопроводные трубы с паяным швом

Глава III. ОСНОВЫ СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА.

 

История развития

 

Кузнечная сварка, пайка. В египетских пирамидах нашли золотые изделия, спаянные оловом, а в развалинах Помпеи - свинцовые водопроводные трубы с паяным швом. А что такое богатырские кольчуги, как не сетки из многих тысяч сваренных колец?

В огне костра металл нагревался с большим трудом. Заметили, что огонь горит ярче, если сделать тягу: быстрая подача воздуха оттесняет продукты сгорания и увеличивает площадь соприкосновения топлива с кислородом воздуха. Были изобретены кузнечные мехи и горн.

1895г. - получен Ле Шателье промышленный карбид кальция (СаС₂), открыт ацетилен.

1902г. – изобретена горелка, пригодная для целей сварки.

Эти два открытия привели к появлению газовой сварки (Пикар и Фуше).

Когда же придумали паяльную лампу, а потом, много веков спустя, открыли ацетилен и стали пользоваться им как горючим, сделав специальную горелку, где температура пламени достигала 3000°С, человеку стали подвластны многие металлы. Газовая сварка стала быстро вытеснять кузнечную сварку.

Газовая сварка была хороша, но не всегда. Масса тепла от газовой горелки уходила на предварительное подогревание, а не на само расплавление металла. Газовому пламени не хватало сосредоточенности. Металлические изделия большой толщины не желали свариваться, и человеку приходилось возвращаться к кузнечной сварке или клепке, что очень трудно и металлоемко.

Прежде чем соединить два листа, например, их надо разметить, подогнать друг к другу, пробить в них отверстия, сделать и нагреть заклёпки, вставить заклёпки в отверстия и молотком или кувалдой расклепать их. Это была вредная, опасная и тяжёлая работа. От грохота молотков клепальщики быстро глохли, поэтому их называли «глухарями».

На заклёпочные соединения положиться было трудно. Под влиянием динамических нагрузок они быстро расшатывались, – виноваты были многочисленные отверстия. Чтобы сделать металлическую конструкцию, соединенною заклёпками, надёжнее, к ней добавляли разные соединительные элементы-уголки, накладки, «косынки». На них тратилось дополнительное количество металла, что утяжеляло конструкцию.

В микроскопические зазоры клепаного соединения пробиралась влага, и начиналась коррозия, конструкция мало-помалу приходила в негодность.

Так с течением времени разрушались некоторые мосты и взрывались паровые котлы. Шли ко дну пароходы, их обшивка, тронутая коррозией, под ударами бурь расползалась по швам.

Человеку требовался мощный и концентрированный источник нагрева, способный очень быстро расплавлять металл любого размера и формы. Расплавлять и сваривать в единое целое.

Таким источником оказалась электрическая дуга.

 

Способность металла свариваться открыто человеком уже в энеолите в процессе освоения ковки.

На территории Украины и Бесарабии в 4-3 тысячелетии до нашей эры применялась кузнечная сварка меди. В раскопках найдены шилья, бляшки, амулеты, бусы и цепи, полученные с применением кузнечной сварки.

Бурно развивалась сварка в железном веке. В 8-7 веке до нашей эры в Восточной Европе появляются биметаллические мечи и кинжалы, в которых методами сварки соединялись бронзовые и железные детали.

В скифскую эпоху (7-3 века до нашей эры) широко применялась наварка накладных деталей при изготовление мечей, кинжалов и боевых топоров.

Особенно больших успехов достигла металлообработка в Древней Руси, когда свыше 70% металлических изделий выполнялось с применением сварки.

В Киеве, через реку Днепр был построен самый большой в мире цельносварной автодорожный мост им. Е.О. Патона. Его длина 1542 метра, а вес около 10 тыс. тонн. Экономия металла составила 3300 тонн, т.е. 25% в сравнении с клепаным вариантном этого же моста. При изготовлении сварной балки для этого же моста было затрачено 17,8 человеко-часов на 1 тонну веса, а на изготовление такой же клепаной балки необходимо затратить 37,6 человеко-часов.