Лекции по электродуговой сварке

Лекция 1­2 Развитие сварки и ее значение     Сварка   металлов   является   одним   из   выдающихся   русских   изобретений   и впервые   была   освоена   в   нашей   стране,   которая   является   родиной   многих важных открытий в области науки и техники.  В 1802 г. русский академик Василий Владимирович 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. Он изучил и описал   это   явление,   а   также   указал   на   возможность   использования   тепла электрической   Дуги   для   расплавления   металлов   и   тем   заложил   основы дуговой сварки металлов.  Результаты опытов В. В. Петрова тогда не были известны за границей, а в России   не   использовались.   Только   спустя   80   лет   русские   инженеры   — Николай Николаевич Бенардос и Николай Гаврилович Славянов применили открытие В. В. Петрова на практике и разработали различные промышленные способы сварки металлов электрической «дугой Петрова».  Н.   Н.   Бенардос   в   1882   г.   изобрел   способ   дуговой   сварки   с применениvмугольного электрода. В последующие годы им были разработаны способы сварки дугой, горящей между двумя или несколькими электродами; сварки в атмосфере защитного газа; контактной  точечной электросварки с помощью   клещей;   создан   рад   конструкций   сварочных   автоматов.   Н.   Н. Бенардосом   запатентовано   в   России   и   за   границей   большое   количество различных   изобретений   в   области   сварочного   оборудования   и   процессов сварки.  Автором   метода   дуговой   сварки   плавящимся   металлическим   электродом, наиболее   распространенного   в   настоящее   время,  является   Н.   Г.   Славянов, разработавший его в 1888 г.  Н. Г. Славянов не только изобрел дуговую сварку металлическим электродом, описал ее в своих статьях, книгах и запатентовал в различных странах мира, но   и   сам   широко   внедрял   ее   в   практику.   С   помощью   обученного   им коллектива  рабочих­сварщиков  Н.  Г. Славянов  дуговой  сваркой  исправлял брак литья и восстанавливал детали паровых машин и различного крупного оборудования.   Н.   Г.   Славянов   создал   первый   сварочный   генератор   и автоматический   регулятор   длины   сварочной   дуги,   разработал   флюсы   для повышения   качества   наплавленного   металла   при   сварке.   Созданные   Н.   Н. Бенардосом   и   Н.   Г.   Славяновым   способы   сварки   явились   основой современных методов электрической сварки металлов.  Однако   наибольшее   развитие   наука   о   сварке   и   техника   применяемых   в настоящее   время   передовых   методов   сварки   получили   в   нашей   стране благодаря трудам многих советских ученых, инженеров и рабочих­новаторов сварочного производства. Ими создано 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.  Сварка   обеспечивает   ряд   преимуществ,   основные   из   которых   приводятся ниже:  1.  Экономия  металла   вследствие   наиболее   полного  использования   рабочих сечений   элементов   сварных   конструкций,   придания   им   наиболее целесообразной   формы   в   соответствии   с   действующими   нагрузками   и уменьшения   веса   соединительных   элементов.   В   сварных   конструкциях   вес металла   сварных   швов   обычно   составляет   от   1   до   2%,   в   то   время   как   в клепаных вес заклепок и косынок — не менее 4% от веса изделия. Сварка дает до 25% экономии металла по сравнению с клепкой, а по сравнению с литьем в отдельных случаях — до 50°/0.  Использование   сварки   на   строительстве   зданий   позволяет   уменьшить   вес стальных   конструкций   на   15%,   облегчает   изготовление   и   увеличивает жесткость всей конструкции. При сооружении доменных печей применение сварки   вместо   клепки   позволяет   экономить   от   12   до   15%   металла,   в конструкциях стропильных ферм — от — 20%, в конструкциях подъемных кранов—15—20%.  2.   Сокращение   сроков   работ   и   уменьшение   стоимости   изготовления конструкций за счет снижения расхода металла и уменьшения трудоемкости работ.   Так,   например,   при   постройке   крупных   доменных   печей   на металлургических заводах изготовление кожуха печи из стальных листов с помощью сварки осуществляется менее чем за два месяца. Выполнение такого кожуха с помощью клепки требует не менее полугода.  3.   Возможность   изготовления   сварных   изделий   сложной   формы   из штампованных   элементов   взамен   ковки   или   литья.   Такие   конструкции называются штампосварными и широко применяются в автомобилестроении, самолетостроении,   вагоностроении.   С   помощью   сварки   можно   изготовлять детали   из   металла,   прошедшего   различную   предварительную   обработку, например сваривать прокатанные профили со штампованными, литыми или коваными   заготовками.   Можно   сваривать   и   разнородные   металлы: нержавеющие стали с углеродистыми, медь со сталью и др.  4. Возможность широкого использования сварки и резки при ремонте, где эти способы обработки металла позволяют быстро и с наименьшими затратами восстанавливать   изношенное   или   вышедшее   из   строя   оборудование   и разрушенные сооружения.  5.   Удешевление   технологического   оборудования,   так   как   отпадает необходимость   в   использовании   дорогих   сверлильных,   дыропробивных станков и клепальных машин.  6.Герметичность получаемых сварных соединений.  7. Уменьшение производственного шума и улучшение условий труда рабочих.  Сваркой   можно   получить   сварное   соединение   прочностью   выше   основного металла.   Поэтому   сварку   широко   применяют   при   изготовлении   весьма ответственных   конструкций,   работающих   при   высоких   давлениях   и температурах, а также  при  динамических (ударных)  нагрузках —  паровых котлов высокого давления, мостов, самолетов, гидросооружений, арматуры железобетонных конструкций и др.