Презентация на тему: «История развития сварки»

Инфоурок › Другое ›Презентации›Презентация на тему: «История развития сварки»

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд Описание слайда:

ГПОУ «Енакиевский профессиональный лицей Презентация на тему: «История развития сварки» Автор: Бойко Людмила Сергеевна мастер производственного обучения II категории

2 слайд Описание слайда:

История развития сварки В VII–III вв. до н.э. применяли ковку металла и наварку накладных деталей при изготовлении мечей и кинжалов, ножей, серпов и топоров.

3 слайд Описание слайда:

Многие золотые украшения и предметы быта, найденные в скифских курганах, сделаны с помощью пайки. Золотая бляха с изображением борьбы фантастического хищника с лошадью. Из сибирских курганов, коллекция Кунсткамеры.

4 слайд Описание слайда:

Ювелирные украшения: а — ожерелье; б — колты; в — браслет. XII век, пайка

5 слайд Описание слайда:

Железный «столб счастья» в г. Дели (Индия). Знаменитый памятник в Индии – колонна,выполненная из весьма чистого железа (99,97 % Fe). Колонна весит около 6,5 тонн, имеет высоту 7,3 м при диаметрах у основания 416 мм, а у верха — 295 мм и относится она к 415 г. н. э.

6 слайд Описание слайда:

Петров Василий Владимирович (1761 – 1834 г.) В 1802 году впервые в мире русский учёный, профессор физики Санкт-Петербургской медико-хирургической академии В. В. Петров (1761 – 1834 гг.) открыл электрическую дугу и описал явления, происходящие в ней, а также указал на возможность её практического применения.

7 слайд Описание слайда:

Бенардос Николай Николаевич (1842 – 1905 г.) В 1882 г. русский изобретатель Н.Н.Бенардос применил электрическую дугу для соединения металлов, предложил и произвел в 1880–1890г.г. все основные виды сварки: плавящимся и неплавящимся электродами дугой прямого и косвенного действия, полуавтоматическую и автоматическую, незащищенной дугой и в среде защитного газа. Николай Николаевич Бернандос – автор многих изобретений в области электротехники. Работая над совершенствованием способов дуговой сварки, Н. Н. Бенардос создал большое количество оригинальных приспособлений и устройств.

8 слайд Описание слайда:

Держатели для дуговой сварки, предложенные Н. Н. Бенардосом

9 слайд Описание слайда:

Держатели для точечной дуговой сварки, предложенные Н. Н. Бенардосом

10 слайд Описание слайда:

Горелка Н.Н. Бенардоса для сварки угольной дугой в атмосфере защитных газов

11 слайд

Описание слайда:

Приспособление Н.Н. Бенардоса для сварки встык вертикальных швов

12 слайд Описание слайда:

Клещи Н.Н. Бенардоса для контактной сварки

13 слайд Описание слайда:

Славянов Николай Гаврилович (1854 -1897 г.) Славянов Николай Гаврилович — изобретатель дуговой электро-сварки, крупнейший изобретатель, который много сделал для развития дуговой сварки. Он изготовил и опробовал первый в мире сварочный полуавтомат («электро-плавильник»). Большое внимание Н.Г. Славянов уделял механизации и автоматизации дуговой сварки.

14 слайд Описание слайда:

Славянов Н.Г. получил диплом первой степени и золотую медаль на Всемирной выставке в Чикаго в 1893 году за удивительный экспонат из России — металлический двенадцатигранный стакан высотой 210 мм. Николай Гаврилович наварил на сталь один за другим электроды из бронзы, меди, томпака (сплав меди с цинком), никеля, стали, чугуна, особой колокольной бронзы, нейзильбера (сплав меди с цинком и никелем). Сделанный из этой многослойной заготовки стакан массой 5330 граммов представлял сразу всю гамму конструкционных металлов того времени. Сегодня знаменитый «стакан» можно увидеть в музее Славянова в Перми. «Сэндвич Славянова»

15 слайд Описание слайда:

Евгений Оскарович Патон (1870 – 1953 г.) Патон Е.О. – основоположник научной школы сваривания металлов, учёный в области мостостроения, разработчик уникальных методов сварки, основатель и первый руководитель института электросварки, академик АН УССР. Проводил исследования в отрасли расчёта и прочности сварных конструкций, механизации сварочных процессов, научных основ электрической сварки плавлением. Под его руководством изобретен способ автоматической скоростной сварки, который сыграл выдающуюся роль в техническом развитии.

16 слайд Описание слайда:

Мост Патона — это первый в мире цельносварной мост длиной 1543м, который находится в Киеве. Он объединяет два берега большого Днепра. Масса всех металлических конструкций моста – 10 тыс. т. Мост открыт в 1953 году. Непосредственное участие в проектировании и строительстве моста принимал академик Евгений Оскарович Патон, именем которого названо это сооружение. Мост имени Е. О. Патона в Киеве

17 слайд Описание слайда:

Борис Евгениевич Патон (1918 г.) Патон Б.Е. – выдающийся ученый в отрасли сварки, металлургии и технологии металлов, организатор науки, государственный и общественный деятель. Директор Института электросварки, им. Е. О. Патона НАН Украины (с 1953). Борис Евгениевич по сей день полон творческих замыслов, неукротимого желания работать, приумножать вклад науки в процветание нашего государства.

18 слайд Описание слайда:

Н.Н. Бенардос в 1881 году впервые применил Электрическую дугу между угольным электродом и металлом для сварки. Дуговая сварка угольным электродом

19 слайд Описание слайда:

Ручная дуговая сварка В 1888 году русский инженер-металлург и изобретатель Н.Г.Славянов разработал способ сварки плавящимся металлическим электродом.

20 слайд Описание слайда:

Полуавтоматическая сварка Н.Г.Словянов разработал первый в мире механизм «Электроплавильник» для полуавтоматической подачи электродного прутка в зону сварки. Первая демонстрация состоялась в 1882 году.

21 слайд Описание слайда:

Газовая сварка В 1901 г. французскими инженерами Эдмоном Фуше и Шарлем Пикаром была сконструирована газосварочная горелка, работающая на ацетилено-кислородной смеси. Развитие ацетиленовых генераторов привело к повышению надежности и в 1906 г. началось промышленное применение ацетиленокислородной сварки для технологического оборудования, газопроводов и других конструкций.

22 слайд Описание слайда:

Сварка под флюсом В 1928 году советский учёный Д.А. Дульчевский изобрёл автоматическую сварку под флюсом.

23 слайд Описание слайда:

Сварка под водой В 1932 г. российский учёный, академик К. К. Хренов разработал электроды для подводной сварки и провел натурные испытания их в Черном море. В годы войны возникла насущная потребность в подводной сварке и резке при ремонте кораблей, мостов, при аварийных и спасательных работах. В послевоенные годы значительно расширились области применения и объемы подводной сварки. Строительство морских нефтепромысловых гидротехнических сооружений, подводных трубопроводов различного назначения, ремонт судов на плаву, восстановление шлюзовых затворов портовых сооружений и других объектов оказались немыслимыми без применения подводной сварки.

24 слайд Описание слайда:

Родоначальник контактной сварки – английский физик Вильям Томсон, который впервые применил её в 1856году. В 1877 в России Николай Николаевич Бенардос предложил способы контактной точечной и шовной (роликовой) сварки. На промышленную основу в России контактная сварка была представлена в 1936 после освоения серийного выпуска контактных сварочных машин. Контактная сварка

25 слайд Описание слайда:

Огромным достижением сварочной техники явилась разработка коллективом ИЭС в 1949 году электрошлаковой сварки, позволяющей сваривать металлы практически любой толщины. Электрошлаковая сварка

26 слайд Описание слайда:

Аргонодуговая сварка В 40-х годах XX в. в СССР и в США, почти одновременно, появляется новый вид дуговой сварки — в среде инертных газов.

27 слайд Описание слайда:

Плазменная сварка В 50-х годах XX в. началось применение плазмы в сварочном производстве, генерируемой специальным устройством

28 слайд Описание слайда:

Первые сообщения о лазерной сварке металлов относятся к 1962 г. В нашей стране публикации об этом способе соединения металлов появились на год позже. Практически впервые установка для сварки и пайки сфокусированной лучистой энергией была разработана в Московском авиационном институте. Высокая плотность энергии лазерного излучения, передаваемая аномально малой площади воздействия, позволила создать в 70-е гг. ХХ в. и новый способ резки материалов. Лазерная сварка и резка

29 слайд Описание слайда:

Оборудование и инструмент для сварки живых тканей: а – высокочастотный сварочный источник питания; б – медицинский сварочный пинцет; в – медицинский сварочный зажим; г – медицинский сварочный ланароскопический зажим Сварка в медицине а б в г В 60-х годах ХХ в. созданы методы и аппаратура для получения неразъемных соединений костных и мягких биологических тканей. Разработан плазменный скальпель. Широко известно применение миниатюрных лазерных установок для приварки отслаивающейся сетчатки глаза ко дну глазного яблока. Этим способом сварки сохранено зрение тысячам людей. ИЭС им. Е.О. Патона совместно с рядом медицинских организаций Украины разработали новую технологию соединения мягких тканей.

30 слайд Описание слайда:

Космос – самая активно развивающаяся часть науки и технологий, тридцать лет назад впервые в истории именно советские космонавты провели электросварку в открытом космосе Сварка в космосе (1984г)

31 слайд Описание слайда:

Работа по изобретению сварочного аппарата для сварки и резки в условиях космоса началась в 50-х годах по инициативе С. П. Королева, так как возникла необходимость проводить ремонт и техническое обслуживание космического корабля непосредственно в космосе. Королёв Сергей Павлович

32 слайд Описание слайда:

Требования предъявляемые к сварочному аппарату в космосе: — универсальность; — возможность выполнения резки материалов; — высокая надежность; — возможность автоматизации; — работоспособность в вакууме и невесомости. В открытом космосе были проведены эксперименты по электронно-лучевой сварке с помощью сварочного аппарата УРИ (универсальный ручной инструмент). Этот аппарат позволял осуществлять сварку, резку, пайку металла, нанесение покрытий. Данные операции выполнялись короткофокусной электронно-лучевой пушкой, которую космонавт держал в руке. Аппарат весил около 30 кг, а электронно-лучевая пушка – 2,5 кг. Для сварки использовались сталь и титан, качество соединений признано высоким, хотя при резке расплавленный металл плохо удалялся из реза в связи с невесомостью.

33 слайд Описание слайда:

Сварочный аппарат «Вулкан» Первым образцом сварочного аппарата в условиях космического пространства стал сварочный аппарат «Вулкан».

34 слайд Описание слайда:

25 июля 1984 г. советские космонавты Владимир Джанибеков и Светлана Савицкая вышли в открытый космос и в течении 3 часов осуществляли первую космическую сварку. Первые космонавты-сварщики в космосе

Курс повышения квалификации

Курс профессиональной переподготовки

Педагог-библиотекарь

Курс профессиональной переподготовки

Библиотекарь

Найдите материал к любому уроку,
указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

Выберите категорию: Все категорииАлгебраАнглийский языкАстрономияБиологияВсеобщая историяГеографияГеометрияДиректору, завучуДоп. образованиеДошкольное образованиеЕстествознаниеИЗО, МХКИностранные языкиИнформатикаИстория РоссииКлассному руководителюКоррекционное обучениеЛитератураЛитературное чтениеЛогопедия, ДефектологияМатематикаМузыкаНачальные классыНемецкий языкОБЖОбществознаниеОкружающий мирПриродоведениеРелигиоведениеРодная литератураРодной языкРусский языкСоциальному педагогуТехнологияУкраинский языкФизикаФизическая культураФилософияФранцузский языкХимияЧерчениеШкольному психологуЭкологияДругое

Выберите класс: Все классыДошкольники1 класс2 класс3 класс4 класс5 класс6 класс7 класс8 класс9 класс10 класс11 класс

Выберите учебник: Все учебники

Выберите тему: Все темы

также Вы можете выбрать тип материала:

Общая информация

Номер материала: ДВ-421203

Похожие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Исследовательская работа «История развития сварочного производства»

ГАПОУ «Нижнекамский агропромышленный колледж» отделение для обучающихся с ОВЗ

История развития сварочного производства. Роль сварочных технологий в развитии промышленно – экономического сектора государства. Сварочные технологии в системе движения worldskills.

Автор: В. Басорин

Руководитель: О.В.Дурманова

мастер производственного обучения

слесарь — ремонтник

Содержание

1.Введение

2. Глава I

3. Глава II

4.Глава III

5. Заключение

Введение

Цель: активизация исследовательской работы, связанной с историей развития сварочного производства и роли сварочных технологий в развитии промышленно-экономического сектора государства. Изучение развития сварочных технологий в системе движения Worldskills.

Задача: провести исследовательскую работу заданной цели для активизации и развития в системе сварочных технологий.

Объект исследования: сварочные технологии

Предмет исследования: оборудование и материалы

Метод исследования: теоретический анализ литературных источников.

Глава I. История развития сварочного производства.

Сварка возникла на первом этапе развития человеческой цивилизации. Еще в каменном веке камнем подходящей формы древний человек мог отковать изделия из самородков благородных металлов – золота, серебра, меди. Таким же технологическим приемом, когда необходимо было увеличить размеры изделия, соединяли эти пластины между собой, т.е. применяли один из видов сварки – холодную сварку,- сварка металлов в холодном состоянии путем приложения деформирующих усилий. Этот первый вышедший из древнего периода способ сварки получил развитие в настоящее время для соединения медных, алюминиевых проводов, оболочек кабелей связи, морозильных камер холодильников и т.д. В древние времена этот способ был использован при сварке благородных металлов, которые практически не окисляются. Ударяя по сложенным вместе кускам металла, удавалось добиться прочного соединения. В Дублинском Национальном музее хранится золотая коробка, изготовленная в эпоху поздней бронзы, стенки и днище ее скованны плотным швом. Как считают эксперты, изготовлена она с помощью холодной сварки.

За несколько тысячелетий до н.э. некоторые племена (например, на территории Бесарабии, Украины) добывали из руды медь, свинец. Но техникой литья они еще не овладели, поэтому они подогревали и сковывали отдельные куски, получая более крупные куски и изделия из них.

Появление бронзы – сплава меди и олова – заставило древних умельцев приняться за разработку новых методов соединения отдельных элементов вместе (сварку). Бронза обладает высокой твердостью, прочностью, сопротивлению истиранию. Однако достаточно низкая пластичность не позволяла применять кузнечную сварку для соединения отдельных заготовок. Вдобавок возросли и габариты изделия, и трудно равномерно разогреть их. В III-II тыс. лет до н.э. умельцы трипольских племен применяли скручивание, фальцовку, склепывание, паяние.

Привести пример о находках на землях бывшей Римской Империи бронзовые сосуды цилиндрической формы h=310 мм d=0,5-0,7 мм были сварены по образующей литейной сваркой!

В начале железного века начали получать кричное железо. Куски железной руды (оксиды и др. соединения железа) нагревали вместе с углем и получали комки, в которых перемешаны частицы железа, шлака и остатков угля. А затем эти комки (крицы) многократно нагревали и проковывали в горячем состоянии. Частицы шлака и угля выдавливались, а отдельные частицы железа соединялись между собой – связывались, образуя плотный металл. Многократный нагрев и ковка – сварка делали металл чище и плотнее. Для раскисления добавляли природные сланцы.

При сыродутном или кричном способе получения железа, который господствовал на протяжении тысячелетий крицы, получили относительно небольших размеров и для получения изделий действительно больших размеров их (куски) необходимо было соединять между собой. Для увеличения длины изделий сварку вели внахлестку.

Большое значение для развития техники обработки черных металлов имела сварка железа с разным содержанием углерода с целью улучшения качества лезвия режущих и рубящих орудий. Это требовало большого мастерства кузнецов, т.к. температура сварки железа с различным содержанием углерода неодинакова. При изготовлении мечей, дротиков, ножей выполняли сварку полос железа и стали с выходом последней на режущую часть лезвия. Это давало хорошее сочетание мягкого и вязкого железа или низкоуглеродистой стали с твердой, но хрупкой сталью, содержащей большое количество углерода.

Часто при изготовлении ножей, серпов, топоров кузнецы – сварщики наваривали небольшую стальную пластину на режущую часть лезвия.

В скифский период в некоторых случаях делались попытки произвести сварку бронзы с бронзой путем прилива. Однако не всегда получалось прочное соединение. Литейщики раннего железного века при починке изделий (например, котлов) пробивали в стенках отверстие, таким образом, получалась соединяющая отливка, напоминающая форму заклепки.

При изготовлении ювелирных изделий из золота, серебра, бронзы в раннем железном периоде широко использовали пайку. Между частями, которые нужно соединить в единое целое изделие, закладывались кусочки сплава – припоя и собранное таким образом изделие нагревали до температуры, достаточной для расплавления припоя, но ниже основного металла. Припой растекается по зазору, смачивая кромки, диффундировал в металл и после остывания схватывал кромки.

Рано или поздно ювелиры должны были обнаружить, что для соединения металлов и сплавов методом заливки можно применять также сплавы, которые плавятся при значительно меньших температурах, чем материал соединяемых деталей изделий. Например, стоило только в золото добавить медь или серебро, как образовался сплав со значительно меньшей температурой (например, сплав 20% золота и 80% меди плавится при температуре 886°С (золото — 1064°С, медь — 1083°С), сплав 70% серебра и 30% меди — 780°С(Ag — 961°С)).

Это свойство сплавов и было использовано для пайки. Искусство пайки совершенствовалось, появлялись новые припои, начали применять флюсы, растворяющие и связывающие оксиды, мешающие припою диффундировать. В VIII-X в.в. появляются легкоплавкие припои – свинцовисто-оловянистые.

Полученные заготовки были короткие, поэтому для получения достаточно длинного ствола орудия несколько таких заготовок соединяли между собой также при помощи сварки. Для этого соответствующие Металлургия и металлообработка больших успехов достигли в Древней Руси в X-XIII в.в. в связи с высоким развитием древнерусского ремесла. Технический уровень на Руси был выше, чем в Западной Европе. С помощью кузнечной сварки изготавливалось более 70% металлических изделий. С успехом применяли сварку железа с высокоуглеродистой сталью (до 0,9%).

С помощью сварки изготавливали огнестрельное оружие. До появления в конце XV века пушек отлитых из бронзы, артиллерийские орудия выковывали из железа. Их изготавливали следующим образом:

1) Выковывали из крицы железный лист;

2) Скручивали его на железной оправке в трубу;

3) Сваривали продольным швом внахлестку;

4) Затем на нее наваривали одну или две трубы, так чтобы продольные швы располагались в разных местах.

Концы труб выковывались в виде внутреннего и наружного конуса, соединяли и сваривали их внахлестку. В казенную часть ствола вваривали коническую железную заглушку, а рядом прорубалось запальное отверстие.

Древнерусские мастера успешно применяли сварку бронзы и стали (например, топорики, найденные в районе Старой Ладоги – обух бронзовый, а лезвия стальные).

При изготовлении пушек применяли и литейную сварку – заливали расплавленной бронзой соединяемые детали.

В то же время сварка металлов – кузнечная, литейная, пайка развивались медленно. В 19 веке в промышленности была механизирована кузнечная сварка. Ручной труд молотобойца был механизирован (заменен работой машин), т.е. стали применяться механические молоты с весом бойка до 1 т., производящим от 100 до 400 ударов в минуту.

Значительно улучшилась конструкция печей для нагрева свариваемых деталей, заменивших примитивные кузнечные горны. Печи переводятся на твердое, жидкое и газообразное топливо. Совершенствуется и технология сварки. Способом кузнечной сварки готовили биметалл. Листы разнородных металлов собирали в пакет, нагревали в печах и пропускали через валки прокатного стана.

Значительное применение кузнечная сварка находила в производстве стальных труб с прямолинейным продольным нахлесточным швом, а также спирально – шовные трубы.

Применялась сварка и при ремонте клепаных конструкций (рамы паровозов, корпуса судов), когда доступ по крайней мере с одной стороны после их сборки был возможен. Кроме того, применялась она при производстве инструментов, орудий труда и т.д.

Однако во многих отраслях производства кузнечная и литейная сварка ввиду ограниченных возможностей пламени, уже не удовлетворяла возросшим требованиям техники. Крупногабаритные конструкции и сложные по форме изделия невозможно было равномерно нагреть пламенем и успеть проковать или полностью залить стык до его остывания.

Следует заметить, что кроме сварочных методов соединения древние умельцы применяли скручивание, фальцовку, склепывание, а в более поздние времена – резьбовые соединения.

Глава II. Роль сварочных технологий в развитии промышленно-экономического сектора государства.

В последнее время в экономической науке активно обсуждаются проблемы экономики государственного сектора. Исследование вопросов, связанных с государственным сектором, необходимо для понимания того, как достигать целей социально-экономической политики, как находить наиболее рациональное соотношение между государственным сектором и другими секторами экономики, как определять оптимальность объемов государственных доходов и расходов, как отграничивать виды деятельности, которыми занимается государство, от тех, которыми, оно не должно заниматься. В этом и состоит роль государственного сектора.

Государственный сектор возник с первых дней существования государства. Он призван служить, прежде всего, интересам развития экономики и общества. Управляя данным сектором, государство формирует образцы управления и рыночного поведения субъектов экономики.

На сегодняшний момент острой проблемой нашего государства является его роль в экономической системе. Эта проблема определяет необходимость изучения функционирования государственного сектора экономики, влияние государственного сектора на протекания рыночных процессов в России. Актуальность темы подчеркивают современные тенденции увеличения государственного вмешательства во все сферы жизнедеятельности, особенно в экономическую сферу. В некоторой мере это связано с мировым финансовым кризисом.

В настоящее время сварка используется для соединения отнюдь не только стальных конструкций. « Сегодня сварка применяется для не разъемного соединения широчайшей гаммы металлических, неметаллических и композиционных конструкционных материалов в условиях земной атмосферы. Мирового океана и космоса. Несмотря на непрерывно увеличивающееся применение сварных конструкциях и изделиях легких сплавов, полимерных материалов и композитов, основным конструкционным материалом остается сталь. Именно поэтому мировой рынок сварочной техники и услуг возрастает пропорционально росту мирового потребления стали. К началу ХХI в. он оценивается примерно в 40 млрд долларов, из которых около 70% приходится на сварочные материалы и около 30% — на сварочное оборудование».

Говоря о сварочных технологиях, стоит упомянуть еще об одном направлении, о создании инструментов и методов, позволяющих контролировать качество сварки без ее разрушения при чем, как в заводских условиях, так и « в поле». В частности, речь идет о портативной аппаратуре ультразвукового контроля.

Значимое направление перспективного развития сварочных технологий напрямую пересекается с наукой о материалах. Необходимо создавать сложные композиционные материалы, а также высокопрочные стали. Все более широкое применение находят сейчас сплавы, содержащие в себе такие металлы, как литий, скандий, циркон. Ведутся работы по созданию хорошо свариваемых титановых сплавов. Наконец, продолжаются активные исследования по созданию специальных материалов на основе полимеров. Это, по оценкам ученых, должно повысить характеристики жесткости и прочности.

Если же говорить о более «приземленных» вещах, то одной из наиболее значимых тенденций в сварочном деле является происходящий, буквально, на глазах переход на компьютерное моделирование соответствующих процессов. Там, где прежде требовался целый аппаратный комплекс, сегодня достаточно одного устройства, оснащенного нужной «периферией».

Специалисты полагают (хотя следует учитывать, что это лишь прогноз): в обозримой перспективе основными способами соединения останутся контактная и дуговая сварка. Одновременно ожидается заметный рост применения лазерных технологий. Хотя они по-прежнему будут оставаться «в меньшинстве», но их доля возрастет до 6%, а возможно и до 8%.

А вот прогноз для газовых резки и сварки, скорее, негативный. По оценкам экспертов, доля соответствующего оборудования будет снижаться. Однако не катастрофически: она останется значительной. Так что создание нового оборудования для сварки и резки останется одной из главных задач конструкторов отрасли.

Автоматизация позволяет использовать принципиально новые методы электрической сварки. Они строятся на быстром изменении тока, сочетании его высоких и низких импульсов и т.д. Все это позволяет сваривать сложные материалы, уменьшать время необходимой работы, повышать качество работы. Кроме того, снижаются требования к квалификации сварщика: нормальный рядовой профессионал с такой аппаратурой способен делать то, для чего прежде требовался поистине уникальный специалист.

Так, одним из интересных направлений работы, является создание портативных аппаратов: легких и компактных. Сегодня производители уже предлагают полностью готовые к использованию комплекты (включая систему автоматической подачи проволоки) весом менее 10 килограммов, их достаточно лишь подсоединить к газовому баллону.

К тому же такой аппарат оснащается цифровой системой управления. При помощи дисплея и кнопок настройки не только профессионал, но даже «любитель» (т.е. человек, занимающийся соответствующими работами лишь время от времени) выставляет исходные показатели: например, вид газа и диаметр проволоки. Далее аппарат настраивается сам. Это делает его исключительно простым в управлении, а значит удобным для широчайшего круга потребителей.

Еще одно направление – совершенствование газовых горелок. Казалось бы, что может быть более примитивным? Однако горелки современных конструкций способны, например, в течение длительной работы, при высочайших температурах, давать ровное пламя: без факелов и хлопков. Это исключительно важно при высококачественной сварке. Применение подобных горелок позволяет не прерывать работу, а значит, ощутимо повышает производительность труда сварщика.

Совершенствуются, кстати, и газовые горелки, используемые на больших производствах для обработки крупногабаритных деталей. Такие многосопловыеагрегаты применяются, например, чтобы гнуть и сваривать трубы большого диаметра. При этом линейные горелки могут создавать ширину пламени вплоть до нескольких метров.

Наконец, направлением, о котором стоит упомянуть, является появление переносных аппаратов для резки металла, подразумевающих применение не газообразного, а жидкого топлива. Аппарат имеет небольшой бак (на 1,5 литра горючего), а также подсоединяется к обычной электрической сети.

В стволе подобного аппарата находится нагревательный элемент. Благодаря этому к соплу горелки подходит уже не жидкость, а газ. Затем он ионизируется и используется для резки металла в виде плазменного факела.

Данный подход имеет несколько немаловажных достоинств. Во-первых, жидкость, превращающаяся в газ, сама создает нужное высокое давление. Следовательно, нет необходимости формировать его специальными средствами. А во-вторых, жидкое горючее способно создавать гораздо больше тепла. А значит, подобный аппарат имеет гораздо более высокую автономность.

Таким образом, даже беглый обзор показывает: рынок сварки продолжает развиваться.

Глава III. . Сварочные технологии в системе движения worldskills.

Международная некоммерческая ассоциация, целью которой является повышение статуса и стандартов профессиональной подготовки и квалификации по всему миру, популяризация рабочих профессий через проведение международных соревнований по всему миру. Основана в 1953 году. На сегодняшний день в деятельности организации принимают участие 76 стран. При дальнейшем проведении международных некоммерческих ассоциаций, можно продолжать получать новые навыки в развитии сварочных технологий, так же обмениваться опытом и применять разные подходы в сварочных работах. Приобретенные способы, навыки, виды сварочных работ — помогут улучшить качество сварочных технологий на производстве.

Заключение.

Исходя из вышеизложенного, можно сделать следующий вывод: шагая в ногу со временемсоздано большое количество типов сварочного оборудования, марок электродов, разработаны новые прогрессивные сварочные процессы, в том числе высокомеханизированные и автоматизированные, освоена техника сварки многих металлов и сплавов, глубоко и всесторонне разработана теория сварочных процессов.В последние годы сварка повсеместно вытеснила способ неразъемного соединения деталей с помощью заклепок.

Сейчас сварка является основным способом соединения деталей при изготовлении металлоконструкций. Широко применяется сварка в комплексе с литьем, штамповкой и специальным прокатом отдельных элементов заготовок изделий, почти полностью вытеснив, сложные и дорогие цельнолитые и цельноштампованные заготовки.

Так же, благодаря усовершенствованным технологиям, виден процесс экономики. Там, где прежде требовался целый аппаратный комплекс, сегодня достаточно одного устройства, оснащенного нужной «периферией».

Краткая историческая справка о развитии сварки в мире и в России в частности

Введение

В 1802 году впервые в мире профессор физики Санкт-Петербургской медико-хирургической академии В.В.Петров (1761-1834гг.) открыл электрическую дугу и описал явления, происходящие в ней, а также указал на возможность её практического применения. В 1881 году русский изобретатель Н.Н.Бенардос (1842-1905гг.) применил электрическую дугу для соединения и разъединения стали. Дуга Н.Н. Бенардоса горела между угольным электродом и свариваемым металлом. Присадочным прутком для образования шва служила стальная проволока. В качестве источника электрической энергии использовались аккумуляторные батареи. Сварка, предложенная Н.Н. Бенардосом, применялась в России в мастерских Риго-Орловской железной дороги при ремонте подвижного состава. Н.Н. Бенардосом были открыты и другие виды сварки: контактная точечная сварка, дуговая сварка несколькими электродами в защитном газе, а также механизированная подача электрода в дугу.
В 1888 году русский инженер Н.Г.Славянов (1854-1897гг.) предложил дуговую сварку плавящимся металлическим электродом. Он разработал научные основы дуговой сварки, применил флюс для защиты металла сварочной ванны от воздействия воздуха, предложил наплавку и сварку чугуна. Н.Г.Славянов изготовил сварочный генератор своей конструкции и организовал первый в мире электросварочный цех в Пермских пушечных мастерских, где работал с 1883 по 1897г.
Н.Н.Бенардос и Н.Г.Славянов положили начало автоматизации сварочных процессов. Однако в условиях царской России их изобретения не нашли большого применения. Только после Великой Октябрьской социалистической революции сварка получает распространение в нашей стране. Уже в начале 20-х гг. под руководством профессора В.П.Вологдина на Дальнем Востоке производили ремонт судов дуговой сваркой, а также изготовление сварных котлом, а несколько позже – сварку судов и ответственных конструкций.
Развитие и промышленное применение сварки требовало разработки и изготовления надёжных источников питания, обеспечивающих устойчивой горение дуги. Такое оборудование – сварочный генератор СМ-1 и сварочный трансформатор с нормальным магнитным рассеянием СТ-2 – было изготовлено впервые в 1924 году Ленинградским заводом «Электрик». В том же году советский учёный В.П. Никитин разработал принципиально новую схему сварочного трансформатора типа СТН. Выпуск таких трансформаторов заводом «Электрик» начал с 1927г.
В 1928 году учёный Д.А. Дульчевский изобрёл автоматическую сварку под флюсом.
Новый этап в развитии сварки относится к концу 30-ых годов, когда коллективом института электросварки АН УССР под руководством академика Е.О.Патона был разработан промышленный способ автоматической сварки под флюсом. Внедрение его в производство началось с 1940г. Сварка под флюсом сыграла огромную роль в годы войны при производстве танков, самоходных орудий и авиабомб. Позднее был разработан способ полуавтоматической сварки под флюсом.
В конце 40-ых годов получила промышленное применение сварка в защитном газе. Коллективами Центрального научно-исследовательского института технологий машиностроения и Института электросварки имени Е.О. Патонова разработана и в 1952 году внедрена полуавтоматическая сварка в углекислом газе.
Огромным достижением сварочной техники явилась разработка коллективом ИЭС в 1949 году электрошлаковой сварки, позволяющей сваривать металлы практически любой толщины.
Авторы сварки в углекислом газе плавящимся электродом и электрошлаковой сварки К.М. Новожилив, Г.З. Волошкевич, К.В.Любавский и др. удостоены Ленинской премии.
В последующие годы в стране стали применяться: сварка ультразвуком, электронно-лучевая, плазменная, диффузионная, холодная сварка, сварка трением и др. Большой вклад в развитие сварки внесли учёные нашей страны: В.П.Вологдин, В.П.Никитин, Д.А. Дульчевский, Е.О. Патонов, а также коллективы Института электросварки имени Е.О. Патонова, Центрального научно-исследовательского института технологии машиностроения, Всесоюзного научно-исследовательского и конструктивного института автогенного машиностроения, Института металлургии имени А.А. Байкова, ленинградского завода «Электрик» и др.
Сварка во многих случаях заменила такие трудоёмкие процессы изготовления конструкций, как клёпка и литьё, соединение на резьбе и ковка. Преимущество сварки перед этими процессами следующие:

• экономия металла – 10…30% и более в зависимости от сложности конструкции
• уменьшение трудоёмкости работ, сокращение сроков работ и уменьшение их стоимости
• удешевление оборудования
• возможность механизации и автоматизации сварочного процесса
• возможность использования наплавки для восстановления изношенных деталей
• герметичность сварных соединений выше, чем клепаных или резьбовых
• уменьшение производственного шума и улучшение условий труда рабочих

Виды сварки.
Сварка плавлением осуществляется при нагреве сильным концентрированным источником тепла (электрической дугой, плазмой и др.) кромок свариваемых деталей, в результате чего кромки в месте соединения расплавляются, самопроизвольно сливаются, образуя общую сварочную ванну, в которой происходят некоторые физические и химические процессы.
Сварка давлением осуществляется пластическим деформированием металла в месте соединения под действием сжимающих усилий. В результате различные загрязнения и окислы на свариваемых поверхностях вытесняются наружу, а чистые поверхности сближаются по всему сечению на расстояние атомного сцепления.

Основные виды сварки:

Ручная дуговая сварка осуществляется покрытыми металлическими электродами. К электроду и свариваемому металлу подводится переменный или постоянный ток, в результате чего возникает дуга, постоянную длину которой необходимо поддерживать на протяжении всего процесса сварки.
Дуговая сварка под флюсом. Сущность сварки состоит в том, что дуга горит под слоем сварочного флюса между концом голой электродной проволоки. При горении дуги и плавлении флюса создаётся газошлаковая оболочка, препятствующая отрицательному воздействию атмосферного воздуха на качество сварного соединения.
Дуговая сварка в защитном газе производится как неплавящимся (чаще вольфрамовым), так и плавящимся электродам.
При сварке неплавящимся электродом дуга горит между электродом и свариваемым металлом в защитном инертном газе. Сварочная проволока вводится в зону сварки со стороны.
Сварка плавящимся электродам выполняется на полуавтоматах и автоматах. Дуга в данном случае возникает между непрерывно подающейся голой проволокой и свариваемым металлом.
В качестве защитных газов применяют инертные (аргон, гелий, азот) и активные газы (углекислый газ, водород, кислород), а также смеси аргона с гелием, либо углекислым газом, либо кислородом; углекислого газа с кислородом и др.
Газовая сварка осуществляется путём нагрева до расплавления свариваемых кромок и сварочной проволоки высокотемпературным газокислородным пламенем от сварочной горелки. В качестве горючего газа применяется ацетилен и его заменители (пропан-бутан, природный газ, пары жидких горючих и др.)
Электрошлаковая сварка применяется для соединения изделий любой толщины в вертикальном положении. Листы устанавливают с зазором между свариваемыми кромками. В зону сварки подают проволоку и флюс. Дуга горит только в начале процесса. В дальнейшем после расплавления определённого количества флюса дуга гаснет, и ток проходит через расплавленный шлак.
Контактная сварка осуществляется при нагреве деталей электрическим током и их пластической деформации (сдавливании) в месте нагрева. Местный нагрев достигается за счёт сопротивления электрическому току свариваемых деталей в месте их контакта. Существует несколько видов контактной сварки, отличающихся формой сварного соединения, технологическими особенностями, способами подвода тока и питания электроэнергией.
Виды контактной сварки:

• стыковой контактной сварке свариваемые части соединяют по поверхности стыкуемых торцов.
• точечной контактной сваркой соединение элементов происходит на участках, ограниченных площадью торцов электродов, подводящих ток и передающих усилие сжатия.
• рельефная контактная сварка осуществляется на отдельных участках по заранее подготовленным выступам – рельефам.
• шовной контактной сварке соединение элементов выполняется внахлёстку вращающимися дисковыми электродами в виде непрерывного или прерывистого шва.

Электронно-лучевая сварка. Сущность процесса сварки электронным лучом состоит в использовании кинетической энергии электронов, быстро движущихся в глубоком вакууме. При бомбардировке поверхности металла электронами подавляющая часть их кинетической энергии превращается в теплоту, которая используется для расплавления металла.

Для сварки необходимо: получить свободные электроны, сконцентрировать их и сообщить им большую скорость, чтобы увеличить их энергию, которая при торможении электронов в свариваемом металле превращается в теплоту.

Электронно-лучевой сваркой сваривают тугоплавкие и редкие металлы, высокопрочные, жаропрочные и коррозионно-стойкие сплавы и стали.

Диффузионная сварка в вакууме имеет следующие преимущества: металл не доводится до расплавления, что даёт возможность получить более прочные сварные соединения и высокую точность размеров изделий; позволяет сваривать разнородные материалы: сталь с алюминием, вольфрамом, титаном, металлокерамикой, молибденом, медь с алюминием и титаном, титан с платиной и т. п.

Плазменной сваркой можно сваривать как однородные, так и разнородные металлы, а также неметаллические материалы. Температура плазменной дуги, применяемой в сварочной технике, достигает 30 000 C. Для получения плазменной дуги применяются плазмотроны с дугой прямого или косвенного действия. В плазмотронах прямого действия плазменная дуга образуется между вольфрамовым электродом и основным металлом. Сопло в таком случае электрически нейтрально и служит для сжатия и стабилизации дуги. В плазмотронах косвенного действия плазменная дуга создаётся между вольфрамовым электродом и соплом, а струя плазмы выделяется из столба дуги в виде факела. Дугу плазменного действия называют плазменной струёй. Для образования сжатой дуги вдоль её столба через канал в сопле пропускается нейтральный одноатомный (аргон, гелий) или двухатомный газ (азот, водород и другие газы и их смеси). Газ сжимает столб дуги, повышая тем самым температуру столба.
Лазерная сварка. Лазер – оптический квантовый генератор (ОПГ). Излучателем – активным элементом – в ОРГ могут быть: 1) твёрдые тела – стекло с неодимом, рубин и др.; 2) жидкости – растворы окиси неодима, красители и др.; 30 газы и газовые смеси – водород, азот, углекислый газ и др.; 4) полупроводниковые монокристаллы – арсениды галлия и индия, сплавы кадмия с селеном и серой и др. Обрабатывать можно металлы и неметаллические материалы в атмосфере, вакууме и в различных газах. При этом луч лазера свободно проникает через стекло, кварц, воздух.
Холодная сварка металлов. Сущность этого вида сварки состоит в том, что при приложении большого давления к соединяемым элементам в месте их контакта происходит пластическая деформация, способствующая возникновению межатомных сил сцепления и приводящая к образованию металлических связей. Сварка производится без применения нагрева. Холодной сваркой можно получать соединения стык, внахлёстку и втавр. Этим способом сваривают пластичные металлы: медь, алюминий и его сплавы, свинец, олово, титан.
Сварка трением выполняется в твёрдом состоянии под воздействием теплоты, возникающей при трении поверхностей свариваемых деталей, с последующим приложением сжимающих усилий. Прочное сварное соединение образуется в результате возникновения металлических связей между контактирующими поверхностями свариваемых деталей.
Высокочастотная сварка основана на нагревании металла пропусканием через него токов высокой частоты с последующим сдавливанием обжимными роликами. Такая сварка может производиться с подводом тока контактами и с индукционным подводомтока.
Сварка ультразвуком. При сварке ультразвуком неразъёмное соединение металлов образуется при одновременном воздействии на детали механических колебаний высокой частоты и относительно небольших сдавливающих усилий. Этот способ применяется при сварке металлов, чувствительных к нагреву, пластичных металлов, неметаллических материалов.
Сварка взрывомоснована на воздействии направленных кратковременных сверхвысоких давлений энергии взрыва порядка (100…200) Х 108 Па на свариваемые детали. Сварку взрывом используют при изготовлении заготовок для проката биметалла, при плакировке поверхностей конструкционных сталей металлами и сплавами с особыми физическим и химическими свойствами, а также при сварке деталей из разнородных металлов и сплавов.

 

 

открытия, ученые и этапы развития

История сварки насчитывает несколько десятилетий, этот технологический процесс неразрывно связан с периодом, когда люди впервые начали добывать разные металлы, железо. Еще в давние времена люди применяли горячие методы для выплавки разных изделий из стали, они ее раскаляли, размягчали и формировали из нее уникальные приспособления.

Первые сварочные приборы разрабатывались несколько веков назад, и, наверное, мало, кто мог подумать, что за этот период будут достигнуты такие высоты. В настоящее время под понятием сварка подразумеваются разные процессы и виды технологий, используемое оборудование, материалы и другие важные критерии.

Предыстория сварки

История каждой технологии, включая сварку, должна рассматриваться с процессами, которые происходили в разные периоды. Каждая из них изначально обладает предпосылками возникновения, процессом развития, который проходит сквозь призму истории. Все это включает знаменательные события, значимые имена ученых, открытия, перспективы последующего развития.

История развития сварки насчитывает несколько столетий, она появилась еще в древности. Впервые ее стали использовать в VIII-VII веке до н. э. В то время люди создавали разнообразные орудия труда, для них они применяли разные материалы, включая металл, который всегда был в природе в виде самостоятельного материала. Они пытались изменить его форму, соединяли по кусочкам.

В то время применялись такие металлы, как золото и медь. Поскольку они обладают мягкой структурой, то для изменения формы применялись камни, физическая сила. Этот процесс относится к холодному виду сварочных работ.

Позднее люди стали добывать другие металлы — бронзу, свинец. Постепенно стала применяться термическая обработка, во время которой производился подогрев отдельных компонентов. Она позволяла изготавливать изделия большого размера. А литье применялось для производства совершенных конструкций.

История возникновения сварки характерна тем, что в древний период люди началась активная добыча железа. Это произошло около трех тысяч лет назад. В настоящее время этот процесс выглядит просто — для отделения металла из руд применяется плавка. Но вот в древнее время было все совсем по-другому, потому что в том время плавить не умели.

В древние времена из железной руды добывали смесь с содержанием частиц железа. Также в ней присутствовали другие элементы — уголь, шлаки и другие. Но через определенный промежуток времени ковкой из нагретой смеси люди смогли отделить железо и другие компоненты, но по отдельности.

Краткая история сварки

Чтобы понять основные этапы развития и становления стоит рассмотреть историю сварки, которая кратко рассказывает об открытиях в данной области. Она своей начало берет с 1802 года, в этот период ее изучением активно занимался русский ученый и профессор физики В. В. Петров.

И если поискать в интернете ответ на вопрос, в каком году изобрели сварку с использованием электрической дуги, то выйдут 1802-18004 года. Именно этому ученому принадлежит данное изобретение. И уже в 1881 году русский изобретатель Н. Н. Бернадос начал ее применять при соединении металлов с использованием присадочной проволоки.

Более подробно об основных открытиях и ученых будет рассказано в следующем разделе. Но все же следует для начала выделить главных основоположников сварки — В. П. Никитин, Д. А. Дульчевский, К. М. Новожилов, Г. З. Волошкевич, К. В. Любавский, Е. О. Патонов. Все они активно занимались исследованием сварочной технологии, открыли множество уникальных технологий, которые до сих пор активно применяются на производствах.

Важные открытия

История развития сварки и сварочного производства имеет множество открытий и этапов развития. За несколько веков существования технология претерпела сильные изменения, которые сделали ее востребованной и передовой. В настоящее время ни одно производство, промышленное предприятия не обходится без применения сварочных работ.

Прорыв в технологии сварочного производства произошел при промышленном перевороте. В это время совершались важные открытия в области электричества, и в результате этого ученые того времени коснулись и сварки. Они ее внимательно изучили и смогли тесно связать ее с электричеством.

В поисках ответа на вопрос кто изобрел сварку, стоит коснуться 1802 года. В этот период русский физик Василий Владимирович Петров смог открыть возможность использования в практических целях электрической дуги. Открытие стало знаменательным событием в деятельности ученого и физика-экспериментатора. Оно в последующий период стало использоваться в качестве прототипа всех сварочных устройств.

Изобретатель сварки все выводы открытия изложил в книге «Известия о гальвани-вольтовских опытах», которая была опубликована в 1803 году. Но ученый в то время был малоизвестным, поэтому на его открытия в то время особо не обращали внимания.

Когда появилась сварка точно ответить нельзя, потому что процесс ее появления зарождался постепенно. В 1821 году Сэр Гемфри Дэви проводил многочисленные исследования с использованием электрической дуги. А его ученик, Майкл Фарадей занимался усиленным исследованием электричества и магнетизма, а именно связи между ними. А в 1830 году он смог открыть электромагнитную индукцию.

Рассматривая, кто придумал сварку, стоит обратить внимание на события, которые произошли в 1881 году. В этот период русский инженер Николай Николаевич Бенардос смог открыть электродуговой сварочный процесс, который получил название «Электрогефест». На протяжении нескольких лет проводились исследования, и в 1887 году изобретение было запатентовано. Постепенно оно стало распространяться по всему миру.

А кто изобрел сварку угольным электродом? Это открытие также относится к русскому инженеру и изобретателю Николаю Николаевичу Бенардосу. Он смог разработать электродуговую сварочную технологию, во время которой предполагалось использование угольных и металлических электродов. Ученый стал основоположником идеи электродуговой сварки с металлическим стержнем с использованием переменного тока, сварки с наклонным электродом, а также технизации сварочного процесса.

В каком году появился сварочный аппарат? Появление первого прибора приходится на период в 1881-1882 году. Именно в это время проводились многочисленные исследования и открытия, на основе которых и было разработано первое сварочное оборудование.

Но все же многих интересует, кто именно изобрел сварочный аппарат? Первое время над этим работал русский инженер Бенардос, но затем данным вопросом занялся Славянов Николай Гаврилович. В 1882 году он смог создать первое сварочное оборудование и электроды. Он запатентовал сварку, только после этого данная технология стала применяться в других странах.

Инженер проводил следующие работы:

• устранял признаки брака, возникающие во время литья деталей;
• восстанавливал части паровых турбин;
• заваривал изношенные детали.

Особенности развития технологий в новое время

В каком году появилась сварка с использованием резки металлов? Резаки появились в 1904 году. А в 1908-1909 годах начала использоваться технология подводной резки металлов. Эта технология широко использовалась во Франции и Германии.

После появления газовой сварки, они сразу же начала занимать лидирующие позиции, ее востребованность наблюдалась вплоть до 30-х годов. Технологию особенно усиленно использовали в годы Первой мировой войны.

Последующее развитие связано с ученым и инженером Евгением Патоном. Он организовал первый институт сварки в 1929 году. В этот период развитие сварочных процессов происходило под его руководством. Во время Великой Отечественной войны новые методы использовались в оборонной промышленности. Проводилась усиленная разработка новых видов флюсов, электродов для изделий с толстыми стенками. Их применяли при изготовлении военной техники — танков, оружия, бомбардировщиков и их оснащения.

В поисках ответа на вопрос кто придумал сварку металлов стоит остановиться на ученом Патоне. Именно он смог разработать данные методы сваривания порошкового, шлакового, контактного вида в жидкой и разряженной среде. В это время для защиты соединения стали применяться инертные газы. В 1940 году впервые стали применять электроды с покрытием из вольфрама, а поддержание электрической дуги осуществлялось с использованием гелия.

В связи с тем, что для сваривания реактивных металлов и алюминия необходимы более чистые инертные газы, в 1946 году стали применять аргон. Он является наиболее чистым и безопасным инертным газом для сварочных работ.

В 1960 году появилась новая технология сварки с применением нескольких стержней. Ее принцип состоял в следующем: две или более сварочные проволоки подаются в область сварочной ванны. Во время этого процесса они могут применяться в виде присадки, но одновременно с этим они прибывают под электрическим напряжением. Благодаря этому технологическому процессу можно существенно повысить скорость плавления металла, а также улучшить свойства эксплуатационной жидкости.

Современные виды сварки

Развитие сварки в современности вывело данную технологию на новый уровень. В этот период были созданы новые виды сварочных работ, во время которых применялось оборудование с разными функциями. Ученые смогли разработать технологии, которые можно было применять для сваривания конструкций их разных металлов.

Электрическая дуговая сварка

Это первая сварка, которая и сейчас считается востребованной. Ее используют на разных производственных предприятиях для изготовления металлических конструкций. В настоящее время она считается самой распространенной, доступной и дешевой.

Электрошлаковая сварка

Эта технология является новейшим методом сваривания, который используется для изготовления крупногабаритных изделий. Зачастую он применяется при производстве судовых конструкций, котлов, изделий для железных дорог и других элементов.

Во время сварочных работ разряды электрического тока пропускаются через шлак. Образование шлака происходит при расплавлении флюса, и он считается главным проводником электрического тока. В результате прохождения разрядов электрического тока через шлак происходит образование теплоты.

Электрошлаковая сварка бывает двух типов:

• с использованием трех электродных проволок;
• с применением электродов, которые имеют большое сечение.

Контактная и прессовая сварка

Контактная сварка считается старым методом. Его основоположником является Уильям Томпсон. Изначально данная технология была распространена в США, позднее она появилась в России. В период, когда она начала применяться, в нашей стране начала активно развиваться научно-исследовательская сфера.

Контактная сварочная технология разделяется на следующие разновидности:

1. Стыкового типа. Во время нее проводится сваривание изделий по всей плоскости их касания при помощи нагревания.
2. Точечного вида. Соединение деталей проводится в одной или нескольких точках в одно время.
3. Рельефная. Сваривание изделий производится в одной или нескольких точках, они имеют выступы в виде рельефов.
4. Шовная. Осуществляется сваривание элементов швом.

Прессовая технология или сваривание давлением — это сваривание металлических заготовок без их расплавления. Во время нее осуществляется деформирование с использованием силового воздействия.

Газовая сварка и резка

Газовая сварка сопровождается расплавлением металла. Для этих целей применяются специальные горелки, в которых происходит сжигание горючих газов. Впервые газовые горелки были изобретены во Франции. Для их работы применялась смесь с кислородом и водородом.

Виды лучевой сварки

Лучевая сварка считается новым методом, который появился в современный период. Новейшие исследования ученых в области оптики, квантовой физики смогли выделить виды данной технологии, основанные на энергии ионных и фотонных лучей.

К основным видам лучевой сварки относят:

1. Электронно-лучевая. Источником теплоты является электронный луч. Процесс сваривания протекает в специальных установках — в вакуумных камерах.
2. Лазерная. В качестве источника тепла применяется лазерный луч. Этот вид обладает отличительными качествами — экологической безопасностью, при проведении технологии отсутствует механическая обработка, высокой скоростью сварочного процесса, высокой стоимостью сварочного оборудования.
3. Плазменная. Для источника тепла применяется струя из плазмы, а точнее дуга, которую получают при помощи плазмотрона. Плазмотрон может оказывать два вида действия — прямое и косвенное.

Роль сварки в современном мире

Рассматривая ответы на важные вопросы — когда изобрели сварку, кто придумал электрическую сварку, стоит обратить внимание на роль этой технологии в современном мире. В настоящее время активно развиваются лазерные разновидности сварочного процесса.

Не так давно была открыта технология высококачественного соединения металлов. Появляются новые композитные материалы, стало востребованным использование алюминия, нержавеющих сталей, цветных металлов. В период современности произошло усиленное развитие сварочного оборудования, появились новые приборы с широкими функциями, возможностями.

В современности широкое распространение получили следующие виды высокотемпературного соединения металлов:

• аргонодуговая технология. При помощи нее можно производить любые виды соединений — стыковые, угловые, тавровые, внахлест;
• газовая. При помощи нее в послевоенное время начали изготавливать всевозможные конструкции. В наше время эту технологию применяют для изготовления трубопроводов, которые пролегают на дальнем расстоянии от источников тока;
• полуавтоматическая. Эта технология ускоряет процесс соединения элементов. Она имеет высокую точность, снижает риск образования соединения низкого качества;
• электродуговая сварка. Всегда была и остается востребованной технологией, которую используют на разных производственных предприятиях, заводах.

В период современности произошли некоторые изменения — поменялись источники питания, усовершенствовались держатели, но все же принцип горячего соединения остался таким же.

Если внимательно изучить вышеизложенную информацию, то можно будет найти ответы на важные вопросы — когда появилась сварка металлов, и кто придумал сварочный аппарат. Стоит учитывать, что данная технология появилась еще в древнее время, ее применяли для изготовления приспособления для труда, оружия и других необходимых изделий.

История развития имеет множество этапов, которые проходили в разное время вплоть до современности. Многочисленные исследования, открытия смогли разработать уникальные методы, которые в настоящее время активно используются на предприятиях и производствах.

Интересное видео

Реферат — История развития сварки в России

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:

снижается металлоемкость конструкции, экономится металл;

снижается трудоемкость изготовления конструкций, расходы на оборудование;

улучшаются условия труда;

разрешение сложных технических задач по созданию принципиально новых конструкций.

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.

Реферат — Сварка и труд сварщика

Дипломная работа

На тему:

Сварка и труд сварщика

Введение

История сварки

Современный технический прогресс в промышленности неразрывно связан с совершенствованием сварочного производства. Сварка как высокопроизводительный процесс изготовления неразъемных соединений находит широкое применение при изготовлении металлургического, химического и энергического оборудования, различных трубопроводов, в машиностроении, в производстве строительных и других конструкции.

Сварка – такой же необходимый технологический процесс, как и обработка металлов, резанием, литье, ковка. Большие технологические возможности сварки обеспечили ее широкое применение при изготовлении и ремонте судов, автомобилей, самолетов, турбин, котлов, реакторов, мостов и других конструкций. Перспективы сварки, как в научном, так и в техническом плане безграничны. Её применение способствует совершенствованию машиностроения и развития ракетостроения, атомной энергетики, радио электроники.

О возможности применения «электрических искр» для плавления метолов ещё в 1753г. говорил академик Российской академии наук Г.Р. Рихман при исследованиях атмосферного электричества. В 1802г. профессор. Санкт- Петербургской военно-хирургической академии В.В. Петров открыл явление электрической дуги и указал возможные области ее практического использования. Однако потребовалось многие годы совместных усилий ученых и инженеров, направленных создания источников энергии, необходимых для реализации процесса электрической сварки металлов. Возможную роль в создании этих источников сыграли открытия и изображения в области магнетизма и электричества.

В 1882г. российский ученый инженер Н.Н. Бенардос, работая над созданием аккумуляторных батарей, открыл способ электродуговой сварки металлов неплавящимся угольным электродом. Им был разработан способ дуговой сварки в защитном газе и дуговая резка металлов.

В 1888г. российский инженер Н.Г. Славянов предложил проводить сварку плавящимся металлургическим электродам. С его именем связано развитие металлургических основ электрической дуговой сварки, разработка флюсов для воздействия на состав металла шва, создания первого электрического генератора.

В середине 1920-х гг. интенсивные исследования процессов сварки были начаты во Владивостоке (В.П. Вологдин, Н.Н. Рыкалин), в Москве (Г.А. Николаев, К. К. Окерблом). Особую роль в развитии и становлении сварки в нашей стране сыграл академик Е.О. Патон, организовавший в 1992г. лабораторию, а затем институт электросварки (ИЭС).

В 1924г- 1934гг. В основном применяли ручную сварку электродами с тонкими ионизирующими (меловыми) покрытиями. В эти годы под руководствам академика В.П. Вологдина были изготовлены первые отечественные котлы и корпуса нескольких судов. С 1935- 1939гг. начали применять толсто покрытые электроды, в которых стержни изготавливали из легированной стали, что обеспечило широкое использование сварки в промышленности и строительстве. В 1940-е гг. была разработана сварка под флюсом, которая позволила повысить производительность процесса и качество сварных изделий, механизировать производство сварных конструкций. В начале 1950-х гг. в институте электросварки им. Е.О. Патона создают электрошлаковую сварку для изготовления крупногабаритных деталей из литых и кованых заготовок, что снизило затраты при изготовлении оборудования тяжелого машиностроения.

С 1948г. получили промышленное применение способы дуговой сварки в защитных газах: ручная сварка неплавящимися электродом, механизированная и автоматическая сварка неплавящимися и плавящимися электродами. В 1950-1952г в ЦНИИТМаше при участии МГТУ им. Н.Э. Баумана и ИЭС имени Е.О Патона был разработан высокопроизводительный процесс сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей в среде углекислого газа обеспечивающий высокое качество сварных соединений.

В последние десятилетие создания учеными новых источников энергий – концентрированных электронного и лазерного лучей – обусловило появление принципиально новых способов сварки плавлением, получивших название электронно-лучевой и лазерной сварки. Эти способы сварки успешно применяют в нашей промышленности.

Сварка потребовалась и в космосе. В 1969г. нашли космонавты В. Кубасов и Г. Шонин и в 1984г С. Савицкая и В. Джанибеков привели в космосе сварку, резку, и пайку различных металлов.

Газовая сварка, при которой для плавления металла используют теплоту горящей смеси газов, также относятся к способам сварки плавлением. Способ газовой сварки был разработан в конце ХIХ.., когда началось промышленное производства кислорода, водорода и ацетилена, и является основным способом сварки металлов.

Наибольшее распространения получила газовая сварка с применением ацетилена. В настоящее время объем газосварочных работ в промышленности значительно сокращен, но ее успешно применяют при ремонте изделий из тонколистовой стали, алюминия и его сплавов, при пайке и сварки меди, латуни и других цветных металлов используют в современных производительных процессах газо-термическую резку, например при цеховых условиях и на монтаже.

К сварке с применением давления относятся контактная сварка, при которой используется теплота, выделяющаяся в контакте свариваемых частей при прохождении электрического тока. Различают точечную, стыковую, шовную и рельефную контактную сварку.

Основные способы контактной сварки разработаны в конце ХlХ. В 1887г. Н.Н. Бенардос получил момент на способы точечной и шовной контактной сварки между угольными электродами.

Позднее, когда появилась электроды из меди и ее сплавов, эти способы контактной сварки стали основными.

Контактная сварка занимает ведущее место среди механизированных способов сварки в автомобиле строении при соединении тонколистовых штампованных конструкций кузова автомобиля. Стыковой сваркой соединяют стыки железнодорожных рельсов, стыки магистральных трубопроводов. Шовную сварку применяют при изготовлении тонкостенных емкостей. Рельефная сварка – наиболее высокопроизводительный способ арматуры для строительных железобетонных конструкций. Конденсаторную контактную сварку широко используют в радиотехнической промышленности при изготовлении элементной базы и микросхем. Одно из наиболее развивающихся направлений в сварочном производстве – широкое использование механизированной и автоматической сварки. Речь идет как о механизации и автоматизации самих сварочных процессов ( т.е. переходе от ручного труда сварщика к механизированному ), так и о комплексной механизации и автоматизации, охватывающей все виды робот, связанные с изготовлением сварных конструкций ( заготовительные, сборочные и др. ) и созданием поточных и автоматических производственных линий. С развитием техники возникает необходимость сварки деталей различных толщин из разных материалов, в связи с этим постоянно расширяется набор применяемых видов и способов сварки. В настоящее время сваривают детали толщиной от нескольких микрометров ( микроэлектронике ) до десятков сантиметров и даже метров ( в тяжелом машиностроении ). Наряду с конструкционными углеродистыми и низкоуглеродистыми сталями все чаще приходится сваривать специальные стали, легкие сплавы и сплавы на основе титана, молибдена, хрома, циркония и других металлов, а также разнородные материалы.

В условиях непрерывного усложнения конструкций и роста объема сварочных работ большую роль играет правильная подготовка – теоретическая и практическая – квалифицированных рабочих – сварщиков.

1. Сварка

1.1 Классификация видов сварки

Различают более 150 видов сварочных процессов. ГОСТ 19521- 74 сварочные процессы классифицирует по основным физическим, техническим и технологическим признакам.

Основа классификации по физическим признакам – вид энергии, применяемой для получения сварочного соединения. По физическим признакам все сварочные процессы относят к одному из трех классов: термическому, термомеханическому, и механическому.

Термический класс – все виды сварки плавления, осуществляемые с использованием тепловой энергии (газовая, дуговая, электрошлаковая, плазменная, электроно – лучевая и лазерная).

Термомеханический класс – все виды сварки осуществляемые с использованием тепловой энергии и давления (контактная, диффузионная, кузнечная, газо – и дугопрессовая ).

Механический класс – все виды сварки, давлением, провидимые с использованием механической энергии (холодная, трением, ультразвуковая и взрывом).

По техническим признакам сварочные процессы классифицирует в зависимости от способа защиты металла в зоне сварки, непрерывности процесса и степени его механизации.

1.2 Высокопроизводительные виды РДС

Чтоб облегчить труд сварщика и для повышения производительности труда применяют различные высокопроизводительные виды сварки.

— Сварка пучком электрода – два или несколько электрода соединяют в пучёк (двух трех местах сваривают контактные концы друг с другом) и электрододержателем ведут сварку. При сварки пучком электрода контакт происходит между свариваемым изделием и одним стержней электродов по мере оплавления, контакт переходит на следующий стержень. При сварки пучком электрода можно пользоваться повышенной силой тока.

— Сварка с глубоким проваром – на стержень электрода наноситься, более толстый слой покрытия увеличивая этим тепловую силу дуги и повысить её проплавляющие действия, то есть увеличить глубину расплавления основного металла. Сварку ведут короткой дугой, горение которой поддерживается за счет операния козырька покрытия на основной металл применяют при сварки угловых и тавровых соединениях.

— Сварка наклонным электродам – электрод укладывается в разделку шва, для удержания электрода в разделке и для изоляции и защиты дуги применяют медные накладки длина дуги в процессе горения равна толщина слоя покрытия диаметр электрода 6-10мм, а длина электрода 800-1000мм.

— сварка электрода большим диаметров – 8-12мм и величина тока от 350-600А но имеет свои недостатки:

1. Трудно выполнять в узких местах.

2. Быстрое утомляемость сварщика.

3. Возникает значительное магнитное дутье.

— Ванная сварка выполняют одним или несколькими электродами при повышенной величине тока это обеспечивает разогрев свариваемых элементов для образования большой ванны жидкого металла которую удерживают специальной формой в процессе сварки наплавленный металл постоянно находится в жидком состоянии в конце процесса сварки для ускорения и охлаждения сварочной ванны дуги периодически прерывают.

— Безогарковая сварка – электрод не закрепляется в держателе, а приваривается к нему торцом, что позволяет использовать весь стержень.

1.3 Виды сварки

— Ручная дуговая сварка.

— Газовая сварка и резка.

— Полуавтоматическая сварка

— Автоматическая сварка под слоем флюса и в среде защитных газов.

— Аргона – дуговая сварка

— Электроконтактная сварка

2. Специальная часть

2.1 Назначение и описание конструкции

Трубопровод служит для транспортировки холодной, горячей воды в помещении для отопления, сжатых газов, пара. Данная работа состоит из двух раздельных участков трубы соединенных между собой при помощи ручной электродуговой сварки.

2.2 Выбор и описание материала

Для изготовления конструкции применяется сталь марки сталь 3 низкоуглеродистая, относится к группе хорошо свариваемых. Углерода в ней до 0,25 %, марганца 0,5%, кремния 0,35% .

Для сварки низкоуглеродистых сталей применяются электроды марок: ОЗС – 3; ОЗС – 4; МР – 3, стержень этих электродов изготовлен из проволоки марки св – 08А. В состав покрытия входит: 30 – 50% двуокиси титана, полевой шпат, ферромарганец, жидкое стекло.

Этот электрод даст наименьшей процент разбрызгивания металла, пригодный для сварки на постоянном и переменном токе, он является, не вреден для организма человека, поэтому широко используется промышленности.

2.3 Выбор оборудования и технические характеристики источников питания

Я выбрал сварку трубопровода. Для заварки трубы трансформатор ТДМ – 401 наиболее удобен, так как легко можно подобрать силу тока. Сам трансформатор состоит из замкнутого сердечника, первичной и вторичной обмотки. При последовательном соединении первичной и вторичной обмоток трансформатора в электрическую цепь включается часть витков первичной обмотки, получают диапазон малых токов.

При параллельном соединении обмоток в электрическую цепь включаются все ветки первичной обмотки, получают диапазон больших токов.

Вторичная обмотка подвижна, с помощью ее ведется регулирования силы тока.

2.5 Подготовка металла под сварку

В месте сварки трубопровода кромки тщательно зачищают железной щеткой от грязи, масла, ржавчины которые приводят к образованию дефектов.

От состояния поверхности свариваемых кромок значительной мере зависит качество сварных швов.

2.6 Сборка конструкции

При сборке важно обеспечить требуемую точность, и совпадение кромок свариваемых элементов.

Для точной сборке деталей под сварку нужно использовать измерительные инструменты.

А большое внимание нужно обращать, что при нагреве металла может деформироваться при сварки корня шва нужно быть особенно внимательным тщательно зачистить от шлака.

Прихватки делают электродом диаметром 3мм

2.7 Выбор режима сварки

Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины металла, катета шва, положение шва в пространстве.

Примерное отношение между толщиной металла (s) и диаметром электрода при сварке шва в нужном положение составляют:

Sмм 1 – 2 3 – 5 4 – 10 12 – 24 30 – 60

dмм 2 – 3 3 – 5 4 – 5 5 – 6 и более

Сила сварочного тока обычно устанавливается в зависимости от выбранного диаметра электрода.

При сварке швов в нижнем положении сила тока может быть определена по состоянию Jд = (20+60) d Jсв (40÷60) для электродов диаметром менее 3мм Jд = 30 d.

Напряжение дуги 18 – 20, ширина шва 15 – 16мм длина дуги 1 – 0,5мм от основного металла,

Jсв ≈ 80 – 120 H

Нижнее положение Jсв ≈ 120А

Горизонтальное положение Jсв ≈ 100А

Вертикальное положение Jсв ≈ 80А.

Потолочное положение Jсв ≈ 60А

2.8 Расход сварочного материала

Расход покрытых электродов определяют: умножаем массы наплавленного металла на коэффициент расхода.

Gnэ = Gн * Кр (кг, гр)

Gnэ – массы покрытых электродов.

Gн – массы направленного металла

Кр – коэффициент расхода электродов

Кр = 1.5 – 1.8

для покрытых электродов при РДС

Gн = 7.85 * F * L

Gн = 7.85 г/см3 *0.32 см2 *49.9 см =125

Gнэ = 125*1*7 = 212*5≈212

G одного электрода =(4*970кг)/125шт =39 *76 гр

Количество электродов 212гр/(39*76) = 5*33 ≈ 6шт

Расход сварочных электродов на изделие составило 6 электродов

2.9 Определение нормы времени

Норма времени на сварку. Т

Т = t0/Куч

где:

t0 – основное время

Куч – коэффициент учитывающий организацию труда принимают при РДС 0.25 – 0.40.

Время горение дуги Т0 определяется по формуле:

t0 = 7.85*F*L/hнj

где 7.85 – удельная плотность стали г/см2

F – площадь сечение шва – при толщине металла 8мм

F = 64см2/2 = 0.32 см2

L*Fм = 1/2*а2 длина шва

L = Ø * П L = 159*3.14 = 499.26 ≈ 499мм

Lн – коэффициент налавки для электродов МР – 3 Lн = 16 г/нч

J – сварочный ток, А J = 30*dэК

К – коэффициент снижение мощности дуги при сварки на переменном токе (0.7-0.97)

30 – это амперы на мм электрода

J = 30*3*0.97

J = 87*3 ≈ 90A

t0 =(7.85 г/см3 * 0.32 см2 * 49.9 см)/(16гр*7 *90А) =(125 * 34мм)/1440= = 0.08 ч

Т = 0.08/0.25 = 0.68 = 32 мин

Потребовалось 32 мин.

2.10 Техника и последовательность сварки

Для 170 трубы я по расчетам сделал три прихватки, прихватка длиной 30мм.

Прихватки наносятся через каждые 30мм.

Для сварки корня шва я выбрал электрод диаметром 3мм.

Для сварки второго шва я выбрал 4мм.

Для прохождения второго шва нужно делать колебательные движения из стороны в сторону для захватывания ( сваривания ) обоих кромок.

3. Технический контроль

3.1 Организация контроля качества

Дефекты в сварных соединениях могут быть вызваны плохим качеством сварных материалов, неточной сборкой и подготовкой стыков под сварку, нарушением технологии сварки, низкой квалификацией сварщика и другими причинами. Задача контроля качества соединений – выявление возможных причин появления брака и его предупреждения.

Работы по контролю качества сварочных работ проводят в три этапа:

— Предварительный контроль, проводимый до начала работ:

— Контроль в процессе сборки и сварки ( по операционный ).

— Контроль качества готовых сварных соединений.

— Предварительный контроль включает в себя: проверку квалификации сварщиков, дефектоокопистов и итр, руководящих работами по сборке, сварке и контролю.

— В процессе изготовления (пооперационной контроль) проверяют качество подготовки кромок и сборки, Режимы сварки, порядок выполнении швов, внешний вид шва, его геометрические размеры, за исправностью сварочной аппаратуры.

— Последнее контрольная операция – проверка качества сварки в готовом изделии: внешний осмотр и измерения сварных соединений, испытания на плотность, контроль ультразвуком, магнитные методы контроля.

Проверка квалификации сварщика: квалификация сварщиков проверяют при установлении разряда. Разряд присваивают согласно требованиям, предусмотренным тарифно – квалификационными справочниками, испытания сварщиков перед допускам к ответственным работам производят по правилам оттистации сварщиков и специалистов сварочного производства.

Контроль качества основного металла. Качество основного металла должно соответствовать требованиям сертификата, который посылают заводы – поставщики вместе с партией металла необходимо произвести наружный осмотр установить механические свойства и химический состав металла.

При наружном осмотре проверяют отсутствие на металле окалины, ржавчины, трещин и прочих дефектов.

Предварительная проверка металла с целью обнаружения дефектов поверхности – необходимое и обязательная операция, благодаря которой можно предупредить применение некачественного металла при сварке изделия.

Механическое свойства основного металла определяют испытаниями стандартных образцов на машинах для растяжения, пессах и копрах в соответствии с ГОСТ 1497 – 73 металла методы испытания на растяжения.

Контроль качества сварочной проволоки: на проволоку стальную наплавочную устанавливают марку и диаметр сварочной проволоки, химический состав правило приемки и методы испытания, требования к упаковке, маркировки, транспортированию и хранению.

Каждая бухта сварочной проволоки должна иметь металлическую бирку на которой указано наименование и товарный знак предприятия – изготовителя сварочную проволоку, на которой нет документации подвергают тщательному контролю.

Контроль качества электрода. При сварке конструкции, в чертежах которых указан тип электрода, нельзя применять электрод, не имеющий сертификата. Электрод без сертификата проверяют на прочность покрытия и сварочные свойства определяют так же механические свойства металла шва и сварочного соединения выполненного электрода из проверяемой партией.

Контроль качества флюсов. Флюс проверяют на однородность по внешнему виду, определяют его механический состав, размер зерна, объем массу и влажность.

Контроль заготовок. Перед поступлением заготовок на сборку проверяют чистоту поверхности металла, и габариты качества подготовки кромок.

Контроль сборки: собранному контролируют: зазор между кромками, притупление и угол раскрытия для стыковых соединений: ширину нахлестки и зазор между местами для нахлесточных соединений.

Контроль качества сварочного оборудования и приборов. Проверяют исправность контрольно – измерительных приборов, надежность контактов и изоляции правильность подключения сварочной дуги, исправность замкнутых устройств, электрододержателя, сварочных горелок, редукторов, проводов.

Контроль технологического процесса сварки: перед тем как преступить к сварке, сварщик знакомится с технологическими картами, в которых указаны последовательность операций, диаметр и марка применяемых электродов, режимы сварки и требуемые размеры сварных швов. Не соблюдения порядка наложение швов может вызвать значительную деформацию.

4. Организация рабочего места

4.1 Требования к организации рабочего места

При выполнении производственных операции за рабочим или бригадой рабочих закрепляется рабочие место в виде определённого участка производственной площади, оснащенной согласно требованием технологического процесса, соответствующим оборудованием и необходимыми принадлежностями. Рабочее место сварщика называют сварочным постом.

Для защиты рабочих от излучения дуги в постоянных местах сварки устанавливают для каждого сварщика отдельную кабину размером 2х2,5 или 2х2.

Стенки кабины могут быть сделаны из тонкого железа, или другого несгораемого материала высотой 1,8- 2,0м, для лучшей вентиляции не доходящих до пола на 0,2-0,3м. Пол должен быть из огнестойкого материла: кирпич, бетон, цемент. Стены окрашивают в светло-серый цвет красками хорошо поглощающими ультрафиолетовые лучи. Кабину оборудуют местной вентиляцией с воздухообменом 40м3/час на одного рабочего.

Вентиляционный отсос располагают так, чтобы газы, выделяющиеся при сварке, проходящим мимо сварщика.

Сварку детали производят на рабочем столе высотой 0,5-0,7м. Крышку стола изготавливают из чугуна толщиной 20-25мм, в ряде случаев на столе устанавливают различные приспособления для сборки и сварки изделий.

К нижней части крышки или ножки стола приваривают стальной болт, служащий для крепления токопроводящего провода от источника сварочного тока и для провода заземления стола. С боку стола имеются гнезда для хранения электродов. В выдвижном ящике стола хранится инструмент и технологическая документация. Для удобства работы в кабине устанавливают металлический стул с подъемным винтовым сидением, изготовленным не электропроводящего материала. Под ногами у сварщика должен находится резиновый коврик.

Сварочный пост оснащен генератором или сварочным трансформатором.

5. Техника безопасности

5.1 Техника безопасности при сварочных работах

К сварочным работам допускаются лица не моложе 18 лет после сдачи техминимума по правилам техники безопасности.

Организация каждого рабочего места должна обеспечивать безопасное выполнение робот.

Рабочее места должны быть оборудованы различного рода ограждениями, защитными и предохранительными устройствами и приспособленными.

Для создания безопасных условий робот сварщиков необходимо учитывать кроме общих положений техники безопасности на производстве и особенности выполнение различных сварочных работ. Такими особенностями являются возможные поражения электрическим током, отравления вредными газами и парами, ожоги излучением сварочной дуги и расплавленным металлом, поражения от взрывов баллонов со сжатыми и сжиженными газами.

Электрическая сварочная дуга излучает яркие видимые световые лучи и невидимые ультрафиолетовые и инфракрасные. Световые лучи оказывают ослепляющие действия. Ультрафиолетовые лучи вызывают заболевания глаз, а при продолжительном действии приводят ожогам кожи.

Для защиты зрения и кожи лица применяют щитки, маски или шлемы, в смотровые отверстия вставляют светофильтры, задерживающие и поглощающие лучи. Для предохранения рук сварщиков от ожогов и брызг расплавленного металла необходимо использовать защитные рукавицы, а на тело надевать брезентовую спец. одежду.

В процессе сварки выделяется значительное количество аэрозоля, которое приводит к отравлению организма. Наиболее высока концентрация пыли и вредных газов в облаке дыма, поднимающегося из зоны сварки, поэтому сварщик должен следить за тем, чтобы поток не падал за щиток. Для удаления вредных газов пыли из зоны сварки необходимо устройство местной вентиляции, вытяжной и общеобъемной приточной – вытяжкой. В зимнее время приточная вентиляция должна подавать в помещение подогретый воздух. При отравлении пострадавшего необходимо вынести на свежей воздух, освободить от стесненной одежды и предоставить ему покой до прибытия врача, а при необходимости следует применить искусственное дыхание.

5.2 Электробезопасность

Поражение электрическим током происходит при соприкосновении человека с токоведущими частями оборудования. Сопротивление человеческого организма в зависимости от его состояния ( утомляемость, влажность кожи, состояния здоровья ) меняется в широких приделах от 1000 до 20000 Ом. Напряжение холостого хода источников питания дуги достигает 90В, а сжатой дуги – 200В в соответствии с законом Ома при неблагоприятном состоянии сварщика через него может пройти ток, близкий к предельному:

I = r

Для предупреждения возможного поражения электрическим током при выполнении электросварочных работ необходимо соблюдать основные правила:

Корпуса оборудования и аппаратуры, к которым подведен электрический ток, должны быть заземлены;

Все электрические провода, идущие от распределительных щитков и на рабочие места должны быть надежно изолированы и защищены от механических повреждений;

Запрещается использовать контур заземления, металлоконструкции зданий, а также трубы водяной и отопительной систем в качестве обратного провода сварочной цепи;

При выполнении сварочных работ в нутрии замкнутых сосудов (котлов, емкостей, резервуаров, ит.п.) следует применять деревянные щиты, резиновые коврики, перчатки, галоши: Сварку необходимо проводить с подручным, находящимися вне сосуда. Следует помнить, что для осветительных целей внутри сосудов, а также в сырых помещениях применяют электрический ток напряжением не выше 12В, а в сухих помещениях – не выше 36В, в сосудах без вентиляции сварщик должен работать не более 30 минут с перерывами для отдыха на свежем воздухе.

Монтаж, ремонт электрооборудования и наблюдение за ним должны выполнять электромонтеры. Сварщикам категорически запрещается исправлять силовые электрические цепи. При поражении электрическим током необходимо выключить ток первичной цепи освободить от его воздействия пострадавшего, обеспечить к нему доступ свежего воздуха, вызвать врача, а при необходимости до прихода врача сделать искусственное дыхание.

5.3 Пожарная безопасность

Причинами пожара при сварочных работах могут быть искры или капли расплавленного металла и шлака, неосторожное обращение с пламенем горелки при наличии горючих материалов в близи рабочего места сварщика. Опасность пожара особенно следует учитывать на строительно-монтажных площадках и при ремонтных работах в не приспособленных для сварки помещениях.

Для предупреждения пожаров необходимо соблюдать следующие противопожарные меры:

— нельзя хранить вблизи от места сварки огнеопасные или легковоспламеняющиеся материалы, а также производить сварочные работы в помещениях, загрязненных ветошью, бумагой, отходами дерева ит.п;

— запрещается пользоваться одеждой и рукавицами со следами масел, жиров, бензина, керосина и других горючих жидкостей;

— выполнять сварку и резку свежевыкрашенными маслеными красками конструкций до полного их высыхания

— запрещается выполнять сварку аппаратов, находящихся под электрическим напряжением, и сосудов находящихся под давлением;

— нельзя проводить без специальной подготовки сварку и резку емкостей из-под жидкого топлива;

При выполнении в помещениях временных сварочных работ деревянные полы, настилы и помосты должны быть защищены от воспламенения листами асбеста или железа;

Нужно постоянно иметь и следить за исправным состоянием противопожарных средств — огнетушителей, ящиков с песком, лопат, ведер, пожарных рукавов ит.п., а также содержать в исправности пожарную сигнализации;

После окончания сварочных работ необходимо выключить сварочный аппарат, а также убедиться в отсутствии горящих предметов. Средствами пожаротушениями являются вода, пена, газы, пар, порошковые составы и др.

Для подачи воды в установки пожаротушения используют специальные водопроводы. Пена представляет собой концентрированную эмульсию диоксида углерода в водном растворе минеральных солей, содержащих пенообразующие вещества.

При тушении пожара газами и паром используют диоксид углерода, азот, дымовые газы и др.

При тушении керосина, бензина, нефти, горящих электрических проводов запрещается применять воду и пенные огнетушители. В этих случаях следует пользоваться, углекислотными или сухим огнетушителями.

6. Охрана окружающей среды

В соответствии конституцией в интересах ныне живущего, и будущих поколений принимаются меры для охраны и рационального использования земли и ее недр, водных ресурсов и растительного и животного мира, для сохранения в чистоте воздуха и воды, обеспечения воспроизводства природных богатств и улучшения окружающей человека среды. Эти мероприятия в годовых планах предприятий группируются по разделам: охрана и использование водных ресурсов, охрана воздушного бассейна, охрана и рациональное использование земель, охрана и использование минеральных ресурсов.

Охрана и использование водных ресурсов предусматривают мероприятия по возведению сооружений для забора воды и водоемов, очистки сточных вод, систем оборотного водоснабжения с целью уменьшения безвозвратных потерь воды и др.

В сварочном производстве на многих предприятиях применяют систему обратного водоснабжения воду, используемую для охлаждения сварочного оборудования, многократно используют после ее естественного охлаждения.

Охрана воздушного бассейна предусматривает мероприятия по обезвреживанию вредные для человека и окружающей среде веществ, выбрасываемых с отходящими газами: сооружения очистных установок в виде мокрых сухих пыле уловителей, для химической и электрической очистки газов, а также для улавливания ценных веществ, утилизации отходов и др. Например, из отходящих продуктов сгорания производят сжиженный углекислый газ для сварочных и других целей.

Охрана и рациональное использование земель предусматривает мероприятия, направленные на сокращения выхода земель из сельскохозяйственного оборота, предохранения их от эпозии и других разрушительных процессов, рекультивацию земель и др.

Охрана и рационального использования минеральных ресурсов предусматривают мероприятия по совершенствованию систем и методов разработки месторождений полезных ископаемых и схем обогащения руд, использованию отходов металлургического производства и машиностроения, повышения из руд покупных ценных компонентов и др. Деятельность предприятия не должна нарушать нормальных условий роботы других предприятий и организации, ухудшать бытовые условия населения. С этой целью в газовых планах предусматриваются также меры борьбы с производственными шумами, вибрациями, воздействиями электрических и магнитных полей. Шум, создаваемый сварочным оборудованиям, должен быть минимальным.

Источники питания сварочной дуги, а также ряд электрических устройств, применяемых в сварочных автоматах и полуавтоматах, создают помехи и радио- и теле приему. С целью устранения этого явления во всех типах сварочного оборудования, создающего такие помехи, устанавливают помехозащитные устройства.

Дефекты сварных швов

Наименование дефекта	Способ обнаружения	Способ устранения
1. Непровар поднаплавов	Наружный осмотр.	Вырубка дефектного места и последующая заварка.
2. Подрез	Наружный осмотр и измерение щупом.	Зачистка, подрезка участков и заварка.
3. Волнистость шва резко выраженными границами.	Наружный осмотр.	Вырубка дефектного места.
4. Неравномерные образования складок.	Наружный осмотр.	Вырубка дефектного места.
5. Различные размеры кажетов углового шва.	Измерение шаблоном.	1) при К и К обработка шва. 2) при К и К Х подварка.
6. Неправильная высота швов.	Измерение шаблоном. Примечание местные отклонения в высоте наплава превышающие допуски не должны быть больше 10 % от общей длины шва местного отклонения до 15 мм	а) обработка шва до основного размера. б) подварка с предварительной зачисткой.
7. Неравномерная ширина наплава.	Измерение шаблоном.	Подрубка шва.

Литература

1. Виноградов В.С. Оборудование и технология дуговой автоматической и механизированной сварки, М: 1997 года;

2. Рыбаков В.М. Дуговая и газовая сварка, М: ВШ, 1986 года.

3. Степанова В.В. Справочник сварщика, М: 1982 года.

4.Фоминых В.П. Электросварка, М: В.Ш…, 1978 года.

5. Чернышев Г.Г. Сварочное дело, М: 2003 года.

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 пр