Кто и где первым в мире создал подводную сварку? Расскажем о Константине Хренове

Константин Константинович Хренов – выдающийся учёный в области сварочного производства, член-корреспондент АН СССР, академик АН УССР. Он изобрёл инновационные технологии: холодную, магнитную, микроконденсаторную сварку, газовую и плазменную резку металлов. Особое значение для научно-технического прогресса имеет создание подводной сварки.

Он был одним из основателей образования в области сварки, воспитателем инженерных и научных кадров. Вместе с тем, большое внимание он уделял изучению истории науки и техники, созданию объединений профессиональных историков и учёных разных направлений науки.

Константин Константинович Хренов родился 13 (25) февраля 1894 г. в городе Боровск Калужской губернии. Его отец – учитель русского языка в городском училище – дружил с Константином Эдуардовичем Циолковским, который там же преподавал математику.

В 1911 г. Константин заканчивает училище. Благодаря хорошим знаниям, он легко выдерживает вступительные экзамены в Петербургский электротехнический институт. В то время уровень технического образования в России был выше, чем за рубежом. Учась на электрохимическом отделении, Константин Хренов становится высококвалифицированным инженером, приобретает навыки выполнения научно-исследовательской работы. В 1918 г. после окончания института он приезжает в Уфу, где работает на железной дороге, заведующим электростанцией, в комиссии по электрификации.

Педагогическую деятельность будущий член-корреспондент начал в Уфе – участвовал в организации курсов техников, на основе которых впоследствии создалось высшее учебное заведение. В 1921 году переезжает в город Петроград, Петроградский электротехнический институт пригласил его на преподавательскую работу.

В этот период в промышленно развитых странах сварка постепенно вытесняла клёпку. Советское правительство командирует молодых специалистов и рабочих на стажировку в ведущие фирмы и предприятия США, Франции, Германии, Великобритании.

К.К. Хренов полгода изучал сварку в Германии.

К.К. Хренов в лаборатории завода «Электрик»,
Ленинград, 1925 г.

В 1923 г. инженеры Константин Константинович Хренов, Василий Петрович Никитин (будущий академик) и Александр Емельянович Алексеев (будущий член-корр. АН СССР) приступили к созданию электросварочного оборудования на заводе «Электрик». Впоследствии завод превратился в мощное предприятие, а КБ – во ВНИИ электросварочного оборудования.

В 1925 г. Константина Константиновича перевели в Москву, где продолжилась его интенсивная многоплановая работа по организации сварочного производства. В Московском институте инженеров железнодорожного транспорта он создаёт сварочную лабораторию, разрабатывает специальный курс сварки, а вскоре открывает кафедру сварки, участвует в создании учебного Московского сварочного комбината (МЗК), где руководит кафедрой технологии дуговой сварки.

Он был основателем Всесоюзного научного инженерно-технического общества сварщиков и журналов «Автогенное дело» (теперь «Сварочное производство») и «Сварщик».

К.К. Хренов разворачивает исследования процессов в сварочной дуге. В 1932 году становится профессором.

С 1933 г. кафедру МЗК перевели в Московский механико-машиностроительный институт им. Н.Э. Баумана (теперь Московский технический университет). Константин Константинович возглавляет там кафедру и создаёт учебную исследовательскую лабораторию.

В лабораториях московских вузов он проводит исследования по широкому спектру проблем сварочного производства. К.К. Хреновым были выполнены наиболее объёмные исследования свойств электрической дуги в условиях сварки. Результаты исследований легли в основу науки о сварке

, были использованы при создании сварочных материалов и источников питания.

Дружеский шарж «Ученый сваривает под водой»,
газета «Известия», 1945 г.

В 1932 году Константин Константинович Хренов впервые в мире разработал ручную дуговую сварку и резку изделий, находящихся непосредственно в воде (то есть сварку «мокрым способом»).

Первая же его публикация была немедленно переиздана в США и Японии. В годы войны эти технологии применяли для ремонта кораблей, мостов, причалов.

С 1933 г. К. К. Хренов был членом Американского сварочного общества.

Подводной электрической сваркой во время войны и в послевоенный период было отремонтировано тысячи кораблей, мостов, портовых конструкций. Подводная сварка и резка развита в Институте электросварки им. Е.О. Патона и применяется при сооружении трубопроводов, морских платформ и т.п.

В 1945 г. Евгений Оскарович Патон пригласил Константина Константиновича работать в Институте электросварки (ИЭС) своим заместителем по науке.

В ИЭС были развёрнуты фундаментальные исследования процессов сварки под флюсом и в короткое время созданы впервые в мире прорывные технологии сварки вертикальных швов, сверхскоростная сварка труб, поточные линии массовых изделий, сооружения резервуаров для нефти и др.

Из дуговой сварки под флюсом было «выжато всё» – автоматизация сборочно-сварочных работ достигла максимума. Почти неожиданно был открыт новый вид сварки – электрошлаковая сварка. На её основе был создан электрошлаковый переплав, и было положено начало специальной электрометаллургии

.

В 1947 году К.К. Хренов возглавил кафедру сварочного производства Киевского политехнического института (КПИ), создал большую учебно-исследовательскую лабораторию.

В КПИ он выполнил значительное количество исследований по созданию прорывных технологий. Здесь учёный создаёт научную школу магнитного управления сварочными процессами, которая будет развиваться ещё несколько десятилетий (Б. Сердюк, А.Н. Корниенко, В.П. Черныш и др.).

К.К. Хренов. 1942 г.
генерал-директор тяги

В 1948 году учёным разработан первый керамический флюс К-1. Керамические флюсы превосходят плавленые флюсы этих марок по устойчивости против пор и не уступают им по пластичности металла шва и стабильности его химического состава.

В 1953 году Юрий Арсеньевич Юзвенко под руководством К.К. Хренова разработал специальные флюсы для наплавки штампов и металлорежущего инструмента.

Созданы вместе с преподавателями кафедры М.М. Бортом и А.Д. Котвицким конструкции режущих сопел со сверхзвуковой скоростью истечения кислорода, в результате было достигнуто высокое качество разреза сталей больших толщин при низком давлении.

В 1953 году Константин Константинович был избран членом-корреспондентом АН СССР, и с этого же года в течение 8 лет он является членом Президиума АН УССР.

В конце 1950-х К.К. Хренов (совместно с Е.М. Есибяном) одним из первых в стране занялся воздушно-плазменной резкой. Была решена проблема термической резки любых металлов.

В те же годы развивается микроэлектроника, учёный и его сотрудники разработали сразу несколько способов сварки: малоамперной дугой, микроконтактной энергией разряда конденсатора и др. (В.Е. Моравский, Б. И. Шнайдер

и др.).

Холодная и магнитоимпульсная сварки позволили получить такие соединения, которые не удавалось получить другими способами. Была решена проблема изготовления уникальных изделий криогенной техники, электроники, радиотехники (П.И. Гурский, Ю. Корниенко и др.). Диапазон толщины металлов, обрабатываемых по технологиям К.К. Хренова, составляет от долей миллиметров до 1 м.

К.К. Хренов с В.Э. Моравским за работой
по созданию микроконденсаторной сварки
электронных приборов. 1964 г.

Ещё одним аспектом научной деятельности Константина Константиновича являются исследования в области истории техники, и значителен его вклад в развитие исследований, пропаганду и преподавание истории науки и техники.

Вероятно, интерес к истории техники пришёл к нему во время командировки в Германию. Здесь в первые годы после изобретения дуговой электросварки Николаем Николаевичем Бенардосом было опубликовано больше всего статей, на немецком языке изданы труды изобретателя электрической дуговой сварки

Николая Гавриловича Славянова. В то же время историк физики Аркадий Климентьевич  Тимирязев отмечал, что биография первого изобретателя электросварки неизвестна. В 1930-е годы К.К. Хренов исследовал деятельность Н.Н. Бенардоса и Н.Г. Славянова и опубликовал статьи о них, позже вышли статьи по истории сварки в сборниках, книгах.

Несомненно, К.К. Хренов дал импульс развитию исторических исследований науки и техники в Украине. Он, как заместитель директора КПИ, организует преподавание истории техники. Более того, он активно занимается популяризацией научных достижений, выступает с докладами, руководит семинарами, участвует в работе редколлегий журналов «Сварочное производство», «Автоматическая сварка», «Наука и жизнь», энциклопедий, сборников и справочников.

К.К. Хренов с Э.М. Эсибяном за работой
по созданию воздушно-плазменной резки
металлов. 1966 г.

Энциклопедические знания Константина Константиновича ярко проявились при создании уникального терминологического словаря по сварке. К концу 1970-х годов он был консультантом редакции «Украинской советской энциклопедии» и «Советской энциклопедии», пока не передал это дело Александру Николаевичу Корниенко.

В 1958 году учёный организовал Украинское отделение историков естествознания и техники, объединив учёных, инженеров, интересующихся этим разделом истории, был председателем Комиссии по истории техники при ВТН АН УССР. В этом направлении своей деятельности он достойно представлял Украинское отделение Советского национального объединения историков естествознания и техники на всесоюзных собраниях и международных конгрессах.

Константин Константинович был одним из инициаторов и редактором сборника «Очерки истории естествознания и техники». (Сейчас это – «Очерки по истории естествознания и техники» – периодический сборник научных трудов, который издаётся Институтом исследований научно-технического потенциала и истории науки им. Г.М. Доброва НАН Украины и Украинским обществом историков науки Украины).

Он представлял украинских историков на ежегодных сессиях, проводимых в Институте истории естествознания и техники (ИИЕТ) АН СССР.

В Киевском народном университете научно-технического прогресса была открыта кафедра истории науки и техники (заведующий – член-корреспондент АН УССР В. Самсонов, с 1981 г. – А.Н. Корниенко).

В университете читали лекции по методологии, хронологии, архивоведению, общим вопросам истории техники, организации исследований по истории развития в Украине отдельных отраслей и тому подобное. Учились преимущественно высокообразованные люди в течение двух лет. Десятки дипломных работ выполнены на высоком научном уровне, результаты были использованы в монографиях, в частности, в работах «Развитие металлургии в Украинской ССР» (1980), «Физическое материаловедение …» (1986) и др.

Под влиянием К.К. Хренова в украинском обществе охраны памятников истории и культуры (УТОПИК) была создана секция памятников науки и техники. Такие секции были организованы в областных и многих районных отделениях УТОПИК. Здесь собирались историки, музейные работники, энтузиасты сохранения исторического наследия народа. По представлению секции принимались правительственные постановления о сохранении образцов техники, установки памятных знаков; ежегодно проводилась конференции (в Севастополе, Николаеве, Херсоне…)

С конца 1970-х гг. из-за болезни Константин Константинович уже не мог активно проводить эксперименты, читать лекции, но продолжал писать книги, консультировал научных сотрудников и преподавателей вузов.

Последними из его работ были учебник по теории сварочных процессов, научно-популярная книга для молодёжи и главы в большой коллективной работе по истории сварки. Он был в составе редколлегии фундаментальной двухтомной монографии «Сварка в СССР», принимал участие в написании исторических разделов и глав по технологиям сварки.

Экскурсия участников Международной конференции по сварке на фирму Элин (Австрия, 1962 г.).
В первом ряду: второй слева академик АН СССР Н.Н. Рыкалин, четвертый – К. К. Хренов;
во втором ряду – третий слева Б.Е. Патон

Им написано более 200 научных работ, научно-популярных статей, методических пособий, получено несколько десятков патентов и авторских свидетельств. Тысячи инженеров-сварщиков слушали лекции К.К. Хренова, учились по его книгам, становились специалистами высшей категории в созданных им лабораториях. Многие известные учёные и организаторы производства являются его учениками, некоторые стали специалистами в области истории науки и техники.

Константин Константинович был интересным, остроумным собеседником, имел прекрасную память. Его мемуары (к сожалению, не изданы) содержат наблюдения и точные оценки коллег-учёных и преподавателей, администраторов, которые встречались ему за семидесятилетнюю деятельность.

Вклад Константина Константиновича Хренова в науку, создание новых технологий и подготовку специалистов отмечены орденами Ленина, Октябрьской Революции, Трудового Красного Знамени, «Знак почёта» и медалями СССР, Сталинской премией (1946), премией Совета Министров СССР (1982) и Государственной премией СССР (1986, посмертно). Он был удостоен звания Заслуженного деятеля науки и техники УССР, Почётного железнодорожника СССР (дважды).

Умер Константин Константинович на 91 году жизни – 11 октября 1984 года.

Литература:

1. Матійко М.М. Розвиток дугового електрозварювання на Україні. – К.: Вид-во АН УРСР, 1960.
2. Матійко М.М. Костянтин Костянтинович Хрєнов. – К.: Вид-во АН УРСР, 1960.
3. Хренов К.К. Применение дуговой электросварки. // М.: Известия государственного электротехнического треста, 1928. – №7. – С. 108–114
4. Хренов К.К. Электрическая сварочная дуга. – М.; Л.: Машгиз, 1949.
5. Хренов К.К. Электросварка под водой // Сварщик. – 1933. – №1-2.
6. Хренов К.К. Электрическая сварочная дуга. – М.; Л.: Машгиз, 1946.
7. Хренов К.К. Словарь-справочник по сварке. – Киев: Наукова думка, 1974.
8. Хренов К.К. Инженер-сварщик. Введение в специальность / Учеб. пособие для вузов. – Киев: Вища школа, 1979.
9. Хренов К.К., Корниенко А.Н. Сварка металлов в дореволюционной России / Сварка в СССР, Т.1. – М.: Наука, 1981.
10. Хренов К.К., Матийко Н.М., Чеканов А.А. Сварка металлов в период Великой отечественной войны (1941–1945 гг. / Сварка в СССР, Т. 1. – М: Наука, 1981.

А.Н. Корниенко, доктор исторических наук, ведущий научный сотрудник ИЭС им. Е.О. Патона НАН Украины

По теме:

Начало эры космических технологий

Выдающийся учёный, инженер, организатор науки, учитель и простой человек

Суперкрейсер, тайна английской разведки и Институт электросварки им. Е.О. Патона

Осторожно: горячо! | Время ОВК

№ 10 (апрель) 2019

О сколько нам открытий чудных…

Лишь только человечество обнаружило возможность применять в хозяйстве железо, золото, медь, как перед ним встал вопрос соединения мелких фрагментов в более крупные, пригодные для быта. Со временем люди научились ковать, плавить, отливать и обрабатывать. Пришло понимание, что ковкой с прогревом металла можно добиться удивительных результатов.

По мере развития литейного производства, когда начали выплавлять металл из руд, получать отдельные детали и элементы, мастера научились сваривать их вместе. Детали заформовывали, а шов заполняли расплавленным металлом. Затем были созданы специальные легкоплавкие сплавы. Так, логическим следствием литейной сварки стала пайка металлов.

Доказательством служат золотые украшения с оловянной пайкой, найденные в египетских пирамидах, и свинцовые водопроводные трубы с поперечным паяным швом, обнаруженные при раскопках в древнеримском городе Помпеи. В древние времена была распространена и кузнечная сварка, при которой металлы разогревались до состояния пластичности, после чего спрессовывались в местах соединения.

Кузнечная сварка и пайка были ведущими процессами техники соединения металлов вплоть до конца ХIХ века. Открытие электрического дугового разряда позволило получить электродуговую сварку, актуальную до сих пор. Правда, путь к этому открытию длился целых восемь десятков лет.

В 1802 году профессор физики Санкт-Петербургской медико-хирургической академии Василий Петров обратил внимание на то, что при пропускании электрического тока через два стержня из угля или металла между их концами возникает ослепительно горящая дуга (электрический разряд), имеющая очень высокую температуру. Изучив и описав это явление в работе «Известие о гальвани-вольтовских опытах», он указал на возможность использования энергии электрической дуги для расплавления металлов и тем самым заложил основы дуговой сварки металлов и электроплавильных печей.

До конца XIX века металлы соединяли путем кузнечной сварки и пайки

Только в 1882 году русский изобретатель Николай Бенардос для соединения металлов применил электрическую дугу, горящую между угольным электродом и металлом и питаемую электрической энергией от аккумуляторной батареи. Через три года он запатентовал способ соединения и разъединения металлов непосредственным действием электрического тока. В 1888 году русский инженер-металлург Николай Славянов впервые в мире провел дуговую сварку металлическим электродом под слоем флюса – до него применялись только угольные электроды, хотя Бенардос указывал, что проводящим веществом может выступать не только уголь.

	Николай Славянов (в центре) в окружении рабочих Пермского пушечного завода

На Всемирной выставке 1900 года в Париже Николай Бенардос продемонстрировал изобретенное им приспособление для автоматического регулирования длины дуги с помощью соленоида (это односложная катушка цилиндрической формы, витки которой намотаны вплотную, а длина значительно больше диаметра. – Прим. ред.). Еще он предложил варианты сварки наклонными металлическими электродами – устройствами, в которых подача электрода в зону дуги выполнялась за счет давления пружины, а также разнообразные виды автоматических устройств для сварки, выступившие прообразами современных сварочных автоматов и полуавтоматов.

С помощью дуговой сварки рабочие научились ремонтировать чугунные и бронзовые детали

Что касается Николая Славянова, то он не только изобрел дуговую сварку металлическим электродом, описал ее в своих статьях, книгах и запатентовал, но и сам широко внедрял в практику. Он специально обучил рабочих исправлять дуговой сваркой брак литья и восстанавливать детали паровых машин и различного крупного оборудования. Им были созданы первый сварочный генератор и автоматический регулятор длины сварочной дуги, разработаны флюсы для повышения качества наплавленного металла при сварке.

Внедрение сварки в производство проходило очень интенсивно. Только с 1890 по 1892 год было отремонтировано более 1,5 тыс. деталей, в основном чугунных и бронзовых, общим весом свыше 17 тыс. пудов (около 280 тыс. кг). Был даже разработан проект ремонта российского памятника литейного производства – знаменитого Царь-колокола, но эту работу провести не разрешили. Заложенные Бенардосом и Славяновым способы сварки стали основой методов электрической сварки металлов, получивших массовое распространение в XX веке. В 1920-х дуговую сварку стали внедрять при ремонте котлов и локомобилей – передвижных паровых двигателей, она нашла применение в железнодорожных мастерских. Сегодня такую разновидность сварки обозначают аббревиатурой ММА.

Не только в воздухе, но и под водой 

В 1903 году французскими учеными Эдмоном Фуше и Шарлем Пикаром была сконструирована сварочная горелка, работающая на ацетилено-кислородной смеси и позволяющая получить температуру газового пламени 3150°С. Предложенная конструкция принципиально не изменилась до наших дней. В 1906-м появились первые надежные ацетиленовые генераторы, после чего началось промышленное использование данного вида сварки для монтажа газопроводов и другого оборудования.

В 1912 году было создано толстое электродное покрытие, которое представляло собой обертку из синего асбеста. Электроды с толстым покрытием, пропитанным жидким стеклом, нашли свое применение в военной промышленности и кораблестроении. Толстое флюсовое покрытие не только обеспечивало защиту от загрязнения, но и стабилизировало горение электрической дуги благодаря ионизируемым компонентам. Благодаря этому стало возможно создавать сварочные швы без дефектов, а плотность шва впервые стала такой же, как и плотность самого металла.

В конце 1920-х годов известный мостостроитель академик Евгений Патон, оценив перспективы электросварки в мостостроении и других отраслях, решил посвятить этому свою научную деятельность. В 1929 году он основал в Киеве первый в мире институт электросварки. Кроме того, им был разработан целый ряд новых и эффективных технологических процессов электросварки. В годы первых пятилеток СССР внедрение сварочного оборудования и передовой по тому времени технологии сварки способствовало успешному строительству Днепрогэса, «Магнитки», «Уралмашзавода» и других важнейших объектов страны.

Первый пригодный для практического применения способ сварки под водой был создан в Московском электромеханическом институте инженеров железнодорожного транспорта в 1932 году под руководством К.К. Хренова. Дуга в воде горит устойчиво, охлаждающее действие жидкости компенсируется небольшим повышением напряжения дуги, которая плавит металл в воде так же легко, как и на воздухе. Сварка производится вручную штучным плавящимся стальным электродом с толстым (занимает до 30% толщины электрода) водонепроницаемым покрытием. Однако качество сварки в воде все-таки несколько ниже, чем на воздухе, а металл шва недостаточно пластичен.

	Плавить металл в воде оказалось так же легко, как и на воздухе

В 1940 году был впервые применен вольфрамовый электрод, электрическая дуга которого поддерживалась в гелии. Инертный газ обеспечивал самый высокий уровень стабилизации дуги и защиты от загрязнения. В наше время такая сварка известна под аббревиатурой TIG.

Развитие сварки позволило в годы Великой Отечественной войны быстро наладить производство самолетов, танков и других видов вооружения на заводах Урала и Сибири. Немалую лепту внес Евгений Патон, под руководством которого в кратчайшие сроки были разработаны автоматические стенды для сварки башен и корпусов танков, самоходных орудий, корпусов авиабомб.

С 1946 года для сварки реактивных металлов и алюминиевых конструкций стал использоваться аргон, который зарекомендовал себя как наиболее чистый, безопасный и относительно дешевый газ, химически инертный к расплавам указанных материалов. Сейчас этот метод сварки профессионалы называют MIG/MAG.

В 1960 году была разработана новая технология сварки – с использованием нескольких электродов. Суть ее в следующем: две или более сварочные проволоки под флюсом подаются в сварочную ванну, причем они могут использоваться в качестве присадки или находиться под напряжением. Данный технологический процесс позволяет существенно увеличить скорость плавления металла и улучшить его эксплуатационную гибкость.

На 1960-е годы приходится наибольшее количество разработок в области сварки. Именно тогда впервые изобрели сварку металлов с помощью порошкового электрода в инертном газе и без него, электрогазосварку и другие методы.

В конце 1970-х в Институте электросварки им. Е. Патона была осуществлена сварка под водой полуавтоматом, в котором в качестве электрода использовали так называемую порошковую проволоку (тонкую стальную трубку, набитую смесью порошков), непрерывно подаваемую в дугу. Порошок в этом случае является флюсом. Подводная сварка ведется на глубине до 100 м. Она получила распространение в судоремонтных и аварийно-спасательных работах.

Космические технологии 

В наше время существует свыше 150 видов сварки. Широкое применение получили такие новые способы сварки, как порошковая, плазменная, контактная и электрошлаковая, под водой, в космосе и другие.

Весьма эффективна холодная сварка давлением: она дает сварное соединение, прочность которого иногда превышает прочность основного металла. К тому же в большинстве случаев при такой сварке не происходит значительных изменений в химическом составе металла, поскольку он практически не нагревается. Благодаря такой особенности данный способ сварки незаменим в ряде отраслей промышленности (например, космической, электротехнической, электронной).

Сварка давлением выполняется без применения нагрева, одним только приложением давления, создающим значительную пластическую деформацию (до состояния текучести), которая должна быть не ниже определенного значения, характерного для конкретного металла. Перед сваркой требуется тщательная обработка и очистка соединяемых поверхностей (осуществляется обычно механическим путем, например вращающимися проволочными щетками). Этот способ сварки пригоден для соединения многих металлических изделий (проводов, стержней, полос, тонкостенных труб и оболочек) и неметаллических материалов, обладающих достаточной пластичностью (смолы, пластмассы, стекло и т.п.).

Сегодня сваривать можно не только металлы, но и многие другие материалы

Не менее эффективна сварка взрывом. Это тоже холодная сварка, так как существенного нагрева детали после взрыва не наблюдается. Сваривание происходит за счет очистки поверхности соединяемых деталей кумулятивной струей и их сжатия давлением взрыва. Таким методом удобно сваривать разнородные металлы. Он незаменим для холодной плакировки – нанесения на массивную деталь тонкого слоя другого металла.

Кроме того, для сварки можно использовать механическую энергию трения. Детали зажимаются и сдвигаются до соприкосновения торцами. Затем электродвигатель приводит во вращение специальный стержень, который, подобно сверлу, внедряется в щель между свариваемыми пластинами и перемещается вдоль шва. В результате трения разогреваются и оплавляются поверхностные слои на торцах, вращение прекращается, и производится осадка деталей. Листы в месте стыка становятся пластичными, металл перемешивается и соединяется в сварном шве. Сварка трением с перемешиванием высокопроизводительна и экономична, используется в авиастроении и аэрокосмической промышленности.

	Сварка трением с перемешиванием используется в авиастроении и аэрокосмической промышленности

В наше время именно эту технологию применили в НПК «Объединенная Вагонная Компания» при постройке цистерн модели 15-6901 для перевозки концентрированной азотной кислоты. Ввиду крайней агрессивности груза его транспортировка требует особого подвижного состава, оснащенного алюминиевым котлом (содержание алюминия – 99,5%). При сварке такого котла и используется трение с перемешиванием. Этот способ по сравнению со сваркой плавлением намного продуктивнее. Он показывает низкую дефектность и не оказывает влияния на окружающую среду. Для подтверждения возможности применения данного способа сварки в транспортном машиностроении и проверки механических характеристик сварных образцов в АО «ВНИИЖТ» были выполнены механические испытания. В результате образцы сварного соединения показали рост временного сопротивления на 10% по сравнению c показателем материала в исходном состоянии.

Отечественный вагонный парк сегодня обновляется. На смену изношенным еще в прошлом веке вагонам приходят новые, с улучшенными эксплуатационными характеристиками и изготовленные по самым современным технологиям. А значит, и новейшие способы сварки будут неизменно востребованы российскими вагоностроителями.

Александр Рубцов

Кто изобрел сварку и когда? (История сварки)

В истории было сделано много изобретений. То же самое касается сварки — она существует уже несколько десятилетий. Кроме того, первые методы сварки использовались ранними людьми, которые создавали произведения искусства, инструменты и конструкции, которые прослужили дольше, чем их аналоги, сделанные вручную.

Итак, кто изобрел сварку? Откуда взялась эта технология? Мы ответим на эти и другие вопросы, которые могут у вас возникнуть об истории сварки, в этом удобном руководстве. Продолжайте читать, чтобы узнать больше!

История сварки

Сварка имеет долгую и богатую историю. Поиск способов соединения металлов насчитывает тысячи лет. Все мы знаем, что без сварки современное общество было бы невозможно.

Но многие люди не знают, как мы сюда попали. История сварки — увлекательная история, которую стоит изучить. Кроме того, развитие сварки было долгим и медленным процессом.

Первым человеком, который изобрел сварку, был Николай Славянов в ноябре 1888 года, но в этой статье мы более подробно рассмотрим историю сварки на протяжении многих лет.

Средневековье

Хотя многие люди связывают сварку с современными технологиями, она используется уже тысячи лет. Впервые он был использован в средние века. Кроме того, древние цивилизации использовали некоторые формы сварки для создания оружия и инструментов. Древние египтяне и греки разработали эту технику, но только в 19 веке ремесло стало распространенным.

Сварка бронзы началась в бронзовом веке. Египтяне использовали его около 2000 г. до н.э. Они изготовили маленькие золотые круглые коробки и даже сварили швы внахлестку. Греки также были искусными мастерами по металлу, которые знали, как использовать огонь для плавления металлов в новые формы.

Позже, в железном веке, жители восточного Средиземноморья и египтяне сварили куски железа. Другие культуры Азии и Африки разработали аналогичные методы еще в 1000 г. до н.э. Но только во время промышленной революции сварка стала популярной в Европе и Америке. В этот период были разработаны многие виды сварки. Они улучшили производственные процессы и создали более прочные материалы, используемые в строительных проектах.

1800-е годы : Открытие ацетилена

Изображение предоставлено: Shutterbug75, Pixabay

В 1836 году Эдмонд Дэви из Англии открыл ацетилен, газ, который при смешивании с кислородом образует горячее пламя. Его открытие позволило разработать современную сварку.

Еще позже, в 1800-х годах, сэр Хамфри Дэви обнаружил, что сочетание хлора и углерода дает ацетилен.

Дуговое освещение стало известно благодаря изобретению газогенератора в середине 19 века.век. В конце 19 века началась газовая сварка. В то же время была разработана и техника использования металла и угольной дуги для соединения металлов.

1880 : Соединение свинцовых пластин с использованием тепла дуги

В 1877 году Огюст де Меритенс изобрел первый аппарат для дуговой сварки. Дуга между угольным электродом и заготовкой создавала достаточно тепла, чтобы расплавить основной металл. К 1880 году он разработал систему соединения свинцовых пластин с помощью своего изобретения.

Машина состояла из двух электродов, установленных на раме с колесами. Таким образом, они могли двигаться ближе друг к другу или дальше друг от друга. Один из электродов подавался на место вручную. Другой двигался по своей дорожке. Оператор нажал на рычаг в задней части машины.

Но его ученик Николай получил патент на сварку. Николай работал в лаборатории во Франции. Вместе со Станиславом Ольшевским (соотечественником из России) они получили британский патент в 1885 г. и американский патент в 1887 г.

Это ознаменовало начало дуговой сварки углеродом и настоящей сварки. Однако их усилия ограничивались только сваркой угольной дугой. Лучше всего то, что Николай и Ольшевский умели сваривать железо и свинец. Углеродная дуговая сварка приобрела популярность в конце 1890-х и начале 1900-х годов. . Он использовался для сварки стальных пластин с использованием электрического тока, генерируемого между двумя угольными электродами. Они также использовались для зажигания дуги и расплавления металла.

Патент включал способ соединения различных металлов. Они использовали разные присадочные металлы (сплавы), которые могли плавиться при разных температурах. Это позволило использовать один сварочный аппарат для многих применений.

Это был первый зарегистрированный металл, выплавившийся из электрода. Электрод несли поперек дуги, чтобы создать сварной шов. Он наносил присадочный материал в сварной шов. Примерно в то же время Н.Г. Славянов (русский) придумал аналогичную идею.

1900 : Внедрение металлического электрода с покрытием и других сварочных процессов

Современная технология сварки появилась примерно в 1901 году. Строменгер (британец) был первым, кто представил в Англии металлический электрод с покрытием. Металлический электрод имел тонкое линейное или глиняное покрытие, но имел стабильную дугу.

Между 1907 и 1914 годами Оскар Кьельберг (швед) открыл электрод с покрытием. Голая железная проволока была погружена в густую смесь силиката и карбоната для получения стержневых электродов. Затем давали высохнуть.

Первыми разработанными способами сварки были контактная точечная, дуговая, шовная и газовая сварка. Эти ранние методы использовались в течение многих лет, прежде чем были разработаны более современные процессы. Элиу Томпсон открыл контактную сварку. Он также использовал свои патенты, датированные между 1885 и 1900 годами.

В 1903 году была изобретена термитная сварка. Гольдшмидт (немец) изобрел этот вид сварки для железнодорожных рельсов. В этот период также получили развитие газовая сварка и резка. Сварка и резка появились, когда в 1887 году была представлена ​​паяльная лампа.0003

1920 : Внедрение автоматической сварки Изображение предоставлено: Shutterbug75, Pixabay работал в General Electric Company в США). Это изобретение позволило формировать более сложные формы и конструкции.

Автоматическая сварка применялась для сварки изношенных крановых колес и валов двигателей. Он также создал картеры заднего моста в автомобильной промышленности.

Многие сварочные электроды были разработаны в 1920-х годах. Дуговая сварка защитным металлом также была представлена ​​​​в 1920-х годах. Первым газом, использованным при сварке в защитных газах, был водород. Ленгмюр и Александер открыли водород в качестве защитного газа.

П.К. Деверс и Х.М. Хоберт также проводил испытания двух защитных газов (гелия и аргона). Они подали заявку на патент в 1926 году. Они описали использование этих газов для сварки, резки, нагрева и плавления металлов.

1930 : Разработка приварки шпилек

В 1930-х годах компания Robinoff разработала процесс, называемый приваркой шпилек. Это форма контактной сварки, в которой используются высокочастотные токи для нагрева свариваемого материала. Шпилька вставляется в соединение. Через него протекает ток, заставляя его расширяться и образовывать связь с другими материалами.

Приварка шпилек получила широкое распространение в строительной и судостроительной отраслях. В это же время National Tube Company разработала еще один процесс сварки. Она была известна как дуговая сварка с удушением. Со временем дуговая сварка под флюсом заменила сварку шпилек.

1940-е годы : Полное развитие дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW) и дуговой сварки металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW) Изображение предоставлено: emirkrasnic, Pixabay

C.L. Коффину пришла в голову эта идея в 1890-х годах, но она была реализована в 1941 году. Разработка GTAW (дуговой сварки вольфрамовым электродом) вывела сварку на новый уровень.

В методе используется неплавящийся вольфрамовый электрод. Он также использует инертный защитный газ для защиты сварочной ванны от загрязнения. В 1948, GMAW был разработан в Battelle Memorial Institute. Это была веха в истории сварки.

1950-е годы : Развитие других сварочных процессов

В 1953 году Новошилов и Любавский начали использовать углекислый газ. Сваривали плавящимися электродами. Углекислый газ был дешевле других защитных газов. Таким образом, он стал предпочтительным выбором для многих сварщиков.

Год спустя был создан внутренний-внешний электрод. Не требовался защитный газ. Другие процессы сварки были изобретены в 19 в.50-е годы. К ним относятся:

• Электронно-лучевая сварка : Для соединения металлических сегментов используется сфокусированный пучок высокоскоростных электронов. Он хорошо известен в американской авиастроительной и автомобильной промышленности.
• Электрошлаковая сварка : Это метод соединения металлических деталей, нагретых электрической дугой, между заготовками и плавящимся электродом.
• Сварка трением : Также известна как сварка давлением. Сварка трением — это соединение двух или более металлических деталей путем трения между ними без их расплавления. Процесс сварки был разработан в России (бывший Советский Союз).

1960-е годы : Передовые сварочные процессы Изображение предоставлено: alcangel144, Pixabay

В этом десятилетии было разработано больше технологий сварки. К ним относятся:

• Дуговой перенос распылением: Это устаревший метод сварки, который используется уже несколько десятилетий. Процесс включает напыление материала на поверхность заготовки, затем покрытие ее защитной оболочкой и плавление дугой.
• Лазерная сварка: Это метод соединения материалов с использованием мощного лазерного луча. Кроме того, в нем используется бесконтактная сварка. Лазерная сварка используется в промышленном производстве и роботизированном автомобилестроении.

Современная сварка

В наши дни сварка стала более безопасной, эффективной, точной и быстрой. Также появилось множество сварочных процессов. Эти процессы постоянно развиваются. Продолжаются исследования в таких отраслях, как космос, атомная энергетика, судостроение, транспорт и другие.

Кроме того, в современных процессах сварки используются экологически безопасные продукты. Итак, сварка развивалась и развивалась постепенно на протяжении многих лет.

Заключение

Сварка — это ценный навык, который должен знать и понимать как использовать больше людей. Ремесло может открыть мир новых возможностей при работе с металлом.

История этой обширной и разнообразной области сварки захватывающая. Многие изобретатели внесли свой вклад в этот процесс, и он продолжает развиваться с новыми технологиями. Итак, в следующий раз, когда кто-то спросит: «Кто изобрел сварку?» у вас будет ответ. Вы также получите удовольствие от сварки на более глубоком уровне. Продолжайте исследовать!

Источники

• Сварка в средние века
• 1800-е годы – открытие ацетилена
• Огюст Де Меритенс изобрел первый аппарат для дуговой сварки
• 1890 – Первый патент США на дуговую сварку
• 1900 – Представление металлического электрода с покрытием
• 1920 – Внедрение автоматической сварки
• 1930 – Разработка приварки шпилек
• 1940-е годы – полное развитие дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW) и дуговой сварки металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW)
• 1950-е годы – разработка других сварочных процессов
• КТО ЭТО ИЗОБРЕТАЛ
• СКИЕЛО
• ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ИНДИАНЫ
• МАКГИЛЛ

 

См. также:

• Кто и когда изобрел туалет? История туалета!
• Кто изобрел электрический генератор и когда? (История)
• Кто изобрел тостер и когда? (История)

---

Авторы избранных изображений: awansak, Shutterstock

Содержание

• 1 История сварки
  • 1,1 Средние века
  • 1,2. Сварка
  • 1.5 1900: Внедрение металлического электрода с покрытием и других процессов сварки
  • 1.6 1920: Внедрение автоматической сварки
  • 1.7 1930: Развитие сварки шпилек
  • 1.8 1940-е: Полное развитие газовой вольфрамовой сварки (GTAWld) Дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW)
  • 1.9 1950-е: развитие других сварочных процессов
  • 1.10 1960-е: усовершенствованные сварочные процессы
  • 1.11 Современная сварка
• 2 Заключение
90 Когда была изобретена сварка? | US Sun

СВАРКА — это процесс, при котором два материала, обычно металлы, соединяются вместе с использованием тепла.

Это все о том, кто изобрел сварку, как она работает и кто изобрел оборудование для выполнения такого процесса.

Когда была изобретена сварка?

Археологи обнаружили записи о сварочных работах, датируемых 3000 г. до н.э. египтянами в железном веке.

Люди, жившие в то время, сбивали вместе два куска металла под воздействием тепла, пока они не соединились.

В 1836 году английский химик Эдмунд Дэви изобрел сварку в том виде, в каком мы ее знаем сейчас, когда он открыл газообразный ацетилен.

Этот газ сыграл важную роль в открытии сварки, потому что он помогает процессу благодаря выделяемому им теплу, температура которого может достигать 3100°C.

1

Газ ацетилен, открытый Эдмундом Дэви, является одним из самых идеальных газов для выполнения сваркиПредоставлено: Alamy

В 1881 году русский изобретатель Николай Бенардос создал электрическую дугу, которая за счет тепла также выполняла сварку.

Этот процесс известен как дуговая сварка углеродом.

Как работает сварка?

При сварке два материала соединяются без связующего вещества в середине.

Важно понимать, что материалы буквально соединяются и становятся единым объектом, в отличие от пайки твердым припоем и пайки, когда материалы должны быть соединены друг с другом другим материалом.

Он используется для создания многих современных творений, таких как небоскребы, автомобили, корабли и самолеты.

Сварка может осуществляться либо газовой, либо дуговой сваркой, как обсуждалось выше, либо лазерной сваркой.

Самое читаемое в The US Sun

УЖАСНЫЙ КОНЕЦ

Древний мумифицированный ребенок был накачан наркотиками перед ритуальным жертвоприношением, раскрывают ученые

ВАУ, ВУПИ!

Поклонники GMA в шоке после того, как Вупи Голдберг из The View присоединилась к утреннему шоу0009 БОЛЕЗНЕННЫЙ ВЛАД

Шпионские документы, ставшие сенсацией, предполагают, что у Путина ДЕЙСТВИТЕЛЬНО болезнь Паркинсона и рак

Газовая сварка создает высокотемпературное пламя, которое расплавляет материал и соединяет его вместе.

Дуговая сварка использует электрическую дугу, которая расплавляет соединяемые материалы с помощью переменного или постоянного тока.

Лазерная сварка является последней инновацией и используется в крупных промышленных проектах.

Они используют высокоэнергетический лазерный луч, который сплавляет материалы.

Это очень дорогой процесс, требующий от работников высокого уровня отточенности процесса и полного контроля над лазером.