Можно с уверенностью сказать,
что сварка на сегодняшний день — это одна из основ развития человечества. И это
не голословное утверждение. Именно благодаря этому процессу люди имеют
возможность возводить небоскребы, прокладывать инженерные коммуникации,
развивать промышленность и науку. И конечно же возникает закономерный вопрос: а
когда появилась сварка? Когда люди научились соединять между собой тугоплавкие
материалы? Может, 50-100 лет назад? Или это одно из новейших открытий
человечества? Постараемся разобраться в этом вопросе и рассмотреть, какая
история развития сварки.
Древние времена и Средневековье
Способ получения цельных металлических
конструкций путем сварки и пайки пришел к нам с глубокой древности.
Доказательством этому служат золотые украшения с оловянной пайкой, которые были
найдены во время раскопок в египетских пирамидах и свинцовые водопроводные
трубы с поперечным паянным швом, которые были найдены во время раскопок в
итальянском городе Помпеи. В древние времена была распространена и кузнечная
сварка, при которой металлы разогревались до состояния пластичности, после чего
спрессовывались в местах соединения.
Технологический процесс сварки
развивался и в Средние века. Примером этому служит огромная пушка Дол Грайет,
созданная в 1382 году. Пушка представляла собой кованную трубу, которая была
усилена наружными металлическими обручами, присоединенными к ней с помощью
кузнечной сварки. Такой способ изготовления артиллерийских орудий применялся во
всем мире. Самые большие экземпляры таких пушек были изготовлены в XVI веке в
Индии. Вес орудий был более 50 тонн, а общая длина — более 9 метров.
Большинство древних строений
предусматривали наличие мощной несущей конструкции из камня, а в качестве балок
и перекладин использовались деревянные брусья. Однако в некоторых случаях при
создании особо крупных конструкций были необходимы узлы, которые работали на
растяжение. Для их создания использовались металлические анкера, изготовленные
путем кузнечной сварки или ковки. В Венеции аркады дворца Дожей поддерживались
стальными анкерами, причем это было не просто архитектурное излишество, а
необходимость. Большинство зданий эпохи Возрождения содержали в себе стальные
сварные соединения несущих конструкций. Это было начало применения сварки как
обязательного процесса при создании различных сооружений.
Индустриализация и появление сварочных электродов
Благодаря быстрым темпам развития
научного и технического прогресса, многие элементы сооружений, которые ранее
изготавливались из камня и дерева, были заменены металлом. Преобладающим
материалом все так же являлось железо или более крепкие сплавы на его основе —
стали.
Большинство сварочных процессов и
технологий были разработаны в начале ХХ века, хотя уже в XIX веке они
использовались в единичных случаях. Например, в 1802 году профессор медико-хирургической
академии в Санкт-Петербурге Василий Владимирович Петров открыл явление дугового
разряда. В ходе дальнейших исследований профессором была доказана возможность
использования дугового разряда для плавления и освещения металлов. Именно
профессор Петров был первым в мире, кто предложил использовать электрическую
дугу для мгновенного расплавления всех существующих металлов.
Изначально при применении
электрической дуговой сварки не использовались расходные сварочные материалы, а
применялся неплавящийся угольный электрод. Впервые сварка с использованием
такого электрода была применена в 1881 году, а уже в 1888 году российский
ученый Н. Г. Славянов заменил его металлическим электродом. Однако постоянную
температуру горения дуги было очень сложно поддерживать, к тому же процесс
сварки сопровождался образованием пористых поверхностей и неровностей на
металлических конструкциях.
Первые флюсы были изготовлены в 1902
году. Металлические стержни электродов опускались в пасту, которая состояла из
окисей металлов и карбонатов, смешанных с водой. Такое покрытие высыхало при
обычной температуре (20-40 градусов), после чего электрод был готов к
использованию. Несмотря на то, что по современным стандартам применение такого
флюса считается достаточно примитивным, такое покрытие электродов обеспечивало
стабилизацию электрической дуги и обеспечивало газовую защиту.
Новое время и развитие современных видов сварки
Развитие истории сварки особо активно
продолжалось в ХХ столетии. Большинство изобретений в данной сфере, которые
были придуманы и разработаны ещё в начале века, используются и по сей день.
Единственная разница «наших» сварочных аппаратов от аппаратов прошлого столетия
— это технологический уровень. Принцип работы остался точно таким же.
В 1903 году французскими учеными Эдмоном
Фуше и Шарлем Пикаром была сконструирована первая ацетиленокислородная
сварочная горелка. Конструкция, которая была предложена ими, принципиально не
изменилась до наших дней. В 1906 году появились первые надежные ацетиленовые
генераторы, после чего началось промышленное использование данного вида сварки
для создания газопроводов, технологического оборудования и других конструкций.
В 1912 году было создано толстое
электродное покрытие, которое представляло собой обертку из синего асбеста.
Электроды с толстым покрытием, которые были пропитаны жидким стеклом, нашли
свое применение в военной промышленности и кораблестроении. Толстое флюсовое
покрытие использовалось благодаря тому, что оно не только обеспечивало защиту
от загрязнения, но и стабилизировало горение электрической дуги благодаря
ионизируемым компонентам. Благодаря этому стало возможно создавать сварочные швы
без дефектов, а плотность шва впервые стала такой же, как и плотность самого
металла.
В 1940 году был впервые применен
вольфрамовый электрод, электрическая дуга которого поддерживалась в гелии.
Инертный газ обеспечивал самый высокий уровень стабилизации дуги и защиты от
загрязнения. В связи с потребностью более чистых инертных газов для сварки
реактивных металлов и алюминиевых конструкций в 1946 году стал использоваться
аргон, который зарекомендовал себя как наиболее чистый и безопасный для работы
инертный газ.
В 1960 году была разработана новая
технология сварки, которая предусматривала использование нескольких электродов.
Технология заключалась в следующем: две или более сварочные проволоки под
флюсом подаются в одну сварочную ванну, причем они могут использоваться как в
качестве присадки, так и находится под напряжением. Данный технологический
процесс позволяет существенно увеличить скорость плавления металла и улучшить
эксплуатационную гибкость.
60-е годы ХХ столетия отметились наибольшим
количеством новейших разработок в области процесса сварки. Именно тогда впервые
были изобретены, а впоследствии распространились по всему миру процесс сварки
металлов с помощью порошкового электрода в инертном газе и без него,
электрогазосварка и так далее.
В конце 70-х и начале 80-х
годов началась разработка газолазерной резки. На тот момент она считалась
наиболее перспективной среди всех существующих способов резки металла.
История сварки по нашему мнению
будет писаться ещё очень долго.
Источник: http://goodsvarka.ru/uroki/istoriya-razvitiya-svarki/