История возникновения и развития сварки
Историю развития сварки можно проследить начиная с древних времен. Самые ранние примеры соединенного металла это древние изделия из бронзы. По оценкам, некоторые вещи были изготовлены более 2000 лет назад.
Во время железного века египтяне и люди в восточной части Средиземноморья научились сваривать куски железа вместе. Было найдено много инструментов, которые были сделаны приблизительно 1000 лет до н. э.
В Средние века развивалось искусство кузнечного дела, производилось много изделий из железа соединенных процессом получения неразъёмных соединений молотком. История развития сварки говорит о том, что до 19 века процесс соединения, как мы его знаем сегодня с помощью газа или электричества не применялся.
Первые подобия электросварки
Производство дуги между двумя углеродными электродами с помощью батареи приписывают сэру Хэмфри Дэви в 1800 году. В середине XIX века был изобретен электрогенератор и стало популярным дуговое освещение. Впервые идея процесса дугового освещения профессором В.В. Петровым была использована для сваривания металлов. Не останавливались и изобретения соединения металлов с помощью газов. Эдмунду Дэви из Англии приписывают открытие ацетилена (реакция карбида калия с водой) в 1836 году.
Французский электротехник 19 века Огюст де Меритан, работая в лаборатории использовал тепло дуги для соединения свинцовых пластин для аккумуляторных батарей в 1881 году.
Его ученик русский инженер Николай Николаевич Бенардос, работая в этой же французской лаборатории внес свою лепту в историю развития сварки получив патент на изобретение этого соединения. Вместе с русским инженером Станиславом Ольшевским он получил также британский патент в 1885 году и американский патент в 1887 году.
Патенты предусматривали и держатель электрода. Это было начало углеродной дуговой сварки. Углеродное дуговое соединение стала популярным в конце 1890-х и начале 1900-х годов.
История развития сварки отмечает изобретателем электрической дуговой сварки русского инженера Николая Николаевича Берандоса (1842-1905).
1882 году русский инженер Н.Н.Бенардос внес в историю развития сварки новый метод, в котором были использованы угольные электроды.
Применение электродов
В 1888 году русский инженер Николай Гаврилович Славянов впервые использовал электроды, в конструкцию которых входил металлический прут под слоем флюса. В присутствии государственной комиссии он сумел сварить коленчатый вал паровой машины.
Эта идея покрытия электрода развивалась. Инженеры предлагали тонкое покрытие из глины или извести которое обеспечивало более устойчивую дугу. Оскар Кьелльберг из Швеции изобрел покрытый электрод смесью карбонатов и силикатов.
Между тем, процессы сварки развивались включая заварку места, шва, проекции и встык. В 1903 году немец по имени Гольдшмидт изобрел термитную сварку, которая впервые была использована для соединения железнодорожных рельсов.
В этот период были также усовершенствованы газовая резка. Производство кислорода, а затем сжижение воздуха, наряду с введением в 1887 году выдувной трубы или горелки, помогло развитию этого направления. Однако примерно в 1900 году был разработана горелка пригодная для использования с ацетиленом низкого давления.
Первая мировая война принесла огромный спрос на производство вооружения и история развития сварки была востребована для производства оружия. Многие компании появились в Америке и Европе для производства сварочных аппаратов и электродов в соответствии с требованиями.
Переменный ток был изобретен только в 1919 году и не стал популярным до 1930-х годов когда началась массовая добыча электроэнергии. После этого электрод с необходимым покрытием нашел широкое применение.
В 1920-х годах были разработаны различные типы сварочных электродов. В течение 1920-х годов существовали значительные споры о преимуществах стержней с металлическим и неметаллическим покрытием изготовленные методом экструдирования (перемалывания).
В течение 1920-х годов были проведены значительные исследования по экранированию дуги и зоны сварки внешними применяемыми газами. Атмосфера кислорода и азота при контакте с расплавленным сварочным металлом вызывала хрупкие и иногда пористые сварные швы. Инженеры использовали водород в качестве сварочной атмосферы.
Водород был заменен на атомарный водород в дуге. Атомарный водород образовывался путем воздействия электрического разряда. Эта дуга производила вдвое больше тепла, чем кислородное пламя.
Атомарный водород никогда не становился популярным, но использовался в 1930-х и 1940-х годах для специальных применений инструментальных сталей.
В 1932 год впервые в мире в Советском Союзе была проведена сварка под водой.
Инженеры Х. М. Хобарт и П. К. Деверс выполняли аналогичную работу, но использовали атмосферу газов аргона и гелия. В своих патентах, поданных в 1926 году дуговая сварка с использованием газа была предвестником процесса нового способа.
В 1953 году профессор Любавский и ассистент Новошилов объявили об использовании сварки расходными электродами в атмосфере CO2 газа. Процесс применения СО2 немедленно приобрел популярность ввиду того, что использовалось уже разработанное оборудование для инертного газа. Эта вариация вскоре стала самой популярной технологией дуговой сварки.
Другим вариантом является использование инертного газа с небольшим количеством кислорода, которое обеспечило устойчивую дугу.
Как работает сегодняшняя обычная бытовая сварка?
Коротко как работает сегодняшняя обычная бытовая сварка: к электроду и свариваемому изделию для создания и поддержания дуги от специального устройства подводится электричество.
Под действием температуры дуги кромка свариваемого металла и металл из электрода начинают плавиться.
Из-за того, что все участвующие металлы расплавились, они смешиваются между собой образуя крепкое сцепление, в то же время расплавленный шлак всплывает на поверхность, что образует защитную пленку. После затвердения металла будет образован сварной шов.
1882 год – Бенардос создал первую сварку, в которой были использованы угольные электроды.
1888 год – Славянов впервые использовал электроды, в конструкцию которых входил металлический прут под слоем флюса. В присутствии государственной комиссии он сумел сварить коленчатый вал паровой машины.
1939 год – Патон придумал как автоматизировать сварку под флюсом, сварочные флюсы, башни для танков а также первый мост из сваренных элементов.
Сегодняшнее развитие науки и техники позволило применить принципиально новые пути и способы соединения металлов.
Источник: https://v-nayke.ru/?p=1698
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 пропускания электрического тока через шлак выделяется теплота.
Существуют следующие виды электрошлаковой сварки:
- тремя электродными проволоками;
- электродами большого сечения.
Сущность электрошлаковой сварки
Контактная и прессовая сварка.
Контактная сварка является наиболее старой. Основатель – Уильям Томпсон. Первоначально она была распространена в США, после чего стала использоваться и в России. Это сопровождалось увеличением объема научно-исследовательской деятельности в данной области в России: открывались заводы и комбинаты «Оргаметалл» (ЦНИИТМАШ), «Электрик», «Институт электросварки им. Е.О. Патона», МВТУ им. Баумана, ВНИИЭСО и других.
Контактная сварка подразделяется на:
- Стыковую (соединение деталей по всей плоскости их касания путем нагрева);
- Точечную (детали соединяются в одной или в нескольких точках одновременно);
- Рельефную (элементы соединяются в одной/нескольких точках со специальными выступами-рельефами);
- Шовную (соединение элементов швом).
Контактная сварка
Прессовая сварка или сварка давлением представляет собой соединение металлов без их расплавления (твердые поверхности), только с деформацией применением силы. Этот вид сварки пришел к нам прямиком из древности с ее холодной сваркой.
Газовая сварка и резка.
Газовая сварка представляет собой процесс расплавления металла с помощью специальных горелок, в которых сжигаются горючие газы. Первая газовая горелка изобретена во Франции в конце 19 века. Работала на смеси кислорода и водорода.
При резке металла происходит путем «сгорания» металла в струе кислорода.
Лучевые виды сварки.
Современные исследования ученых в области оптики, квантовой механики позволяют выделить совершенно новейшие виды лучевой сварки, основанной на энергии ионных и фотонных лучей. Выделяются следующие виды лучевой сварки:
- Электронно-лучевая (источник теплоты — электронный луч; процесс сварки происходит в специальной установке: в вакуумных камерах);
- Лазерная (источник теплоты – лазерный луч). Данный вид отличителен следующими чертами: экологическая безопасность, отсутствие механической обработки, высокая скорость сварки, значительной стоимостью лазерных установок.
Сварка лазером
- Плазменная сварка (источник теплоты – струя из плазмы, то есть дуга, получаемая с помощью плазмотрона). Плазмотрон может быть прямого и косвенного действия.
Перспективы развития сварочного процесса
Перспективы развития сварочного производства вытекают из существующих на сегодняшний день минусов или проблем уже имеющихся и применяемых видов сварки. Над любым недостатком сегодня в поте лица работают опытнейшие ученые и разработчики оборудования, чтобы сделать человеческую жизнь и производство еще проще.
Первое, на что направлено совершенствование – создание сварочных аппаратов автоматическими в полной или неполной мере. В перспективе такой ход увеличит КПД сварочного процесса, увеличит коэффициент мощности.
Второе – возможность дистанционно управлять и регулировать процесс сварки крупногабаритных и сложных элементов единого сооружения (магистрали, объекты промышленности и пр.)
Третье – поиск способа удешевления лазерной сварки, как когда-то это было сделано с дуговой электросваркой.
Проблемой является также факт создания высококачественных и долговечных сварных конструкций, которые способны функционировать не только в привычных условиях, а также и в условиях резкого перепада температур, под водой и даже в космическом пространстве, что весьма актуально сегодня.
В настоящий момент происходит компьютеризация сварочного процесса в целом. Под компьютеризацией понимается внедрение возможностей компьютерных технологий в основные направления инженерной деятельности в области сварки: научные исследования, предварительное проектирование, управление и контроль технологических процессов.
Важно не упускать значимость информации в сварочном деле. Обладая необходимой информацией, в нужное время и в нужном месте, возможность совершить действительно важные открытия только повышается. Информация должна быть доступной, открытой и понятной. Для этого необходимы единые системы и базы данных с необходимой справочной, библиографической информацией для всех заинтересованных лиц.
Очевидно то, что сварка – уникальный процесс, не имеющий аналогов. Начало развития происходило еще до нашей эры, и этот процесс не прекращается до сих пор. Учитывая необходимость в этой уникальной технологии проводятся ряд научных исследований. С точностью можно утверждать, что процесс развития новых видов сварки не заставит себя ждать, так как технологии в наше время совершенствуются с невероятной скоростью.
Источник: https://svarkaed.ru/svarka/poleznaya-informatsiya/istoriya-razvitiya-svarki-uchenye-i-ih-otkrytiya-v-oblasti-svarki.html
Первый сварочный аппарат – История развития сварки. Роль сварки в современном мире
История развития сварки далеко до нашей эры. С тех пор, как люди научились добывать металл, они стремились создавать из него что-то полезное. Самый надежный способ соединения – горячим методом. Сейчас трудно представить, что два века назад русские ученые стояли у истоков современных сварочных аппаратов.
С тех пор началась новая страница жизни человечества. Сейчас существует несколько и видов сварочных технологий, применяемых на производстве и в быту. Современная история сварки – это изобретение новых агрегатов, методов соединения металлов, индивидуальных средств защиты нового поколения. Но по-прежнему популярной остается традиционная дуговая с помощью расплавляемых и тугоплавких электродов. Сварщики создают огромные металлоконструкции и миниатюрные произведения искусства.
Роль сварки в современном мире
В настоящее время развиваются методы лазерной сварки. Разработана технология высокоточного соединения металлов. Появляются новые композитные материалы, распространено использование алюминия, нержавеющих сталей, цветных металлов. Широкое распространение получили следующие виды высокотемпературного соединения металлов:
- аргонодуговая технология позволяет получать все виды соединений: стыковые, угловые, тавровые, внахлест;
- газовая, с помощью нее создаются магистральные трубопроводы, пролегающие далеко от источников тока;
- полуавтоматическая позволяет ускорить процесс соединения элементов, обладает высокой точностью, снижает риск образования некачественного шва;
- всегда остается востребованной традиционная ручная электродуговая.
Меняются источники питания, усовершенствуются держатели, но принцип горячего соединения металлов не претерпевает изменений. Сварочный метод предпочтительнее других видов соединений из-за ряда преимуществ:
- из-за экономии металла;
- износостойкое оборудование имеет большой запас прочности, его применяют в любых условиях;
- образуются соединения на молекулярном уровне, обладающие высокой прочностью.
Первые упоминания сварки
Задолго до появления сварочных агрегатов существовали другие способы соединения металла. Найдены образцы соединений, созданных в VIII – VII веках до нашей эры. Самородное золото, кусочки меди и метеоритные сплавы использовали для бытовых целей, оружия. Их скрепляли при нагреве методом, сравнимым с ковкой.
Этап возникновения литья – следующая страница история сварочной технологии. Зазоры между частями металла заливали расплавами, получалось подобие швов. Когда были открыты легкоплавкие металлы, для соединяя металлов стали применять их, возникла пайка. Технологии пайки и ковки использовались до открытия метода электрической дуги, до конца XIX века.
Открытие электрической дуги
Василий Владимирович Петров
Физик и электротехник, академик Василий Петров открыл эффект электродуги в 1802 году. Во время опытов он пропускал электроток через металлический и угольный стержень и заметил, что возникает яркая вспышка – высокотемпературная дуга. В его трудах есть описание этого явления. Но до открытия сварочного аппарата были годы, пока развивалась электротехника. Для дуговой технологии нужны были мощные источники тока.
Николай Николаевич Бернадос
Русский изобретатель Николай Бенардос разработал электродуговую сварку только через 80 лет после открытия дуги. Начался новый этап истории развития сварки. Николай Николаевич применил дугу для резки и соединения металлических элементов.
Через несколько лет Славянов Николай Гаврилович создал первый сварочный аппарат и электроды. Он официальный автор, признанный во всем мире. Впервые именно он, русский инженер изобрел сварку, запатентовал ее, только потом стали развиваться технологии в других странах.
Славянов активно пропагандировал свой метод:
- исправлял брак, возникший при литье деталей;
- восстанавливал части паровых турбин;
- заваривал изношенные детали.
Славянов Николай Гаврилович
Он разработал флюсы, защищающие горячий шов от окисления, придумал сварочный генератор с регулируемой мощностью. Внедрение его изобретений занимались за рубежом. Сварка стала применяться повсеместно.
Развитие технологий в новое время
Следующий этап истории связан с фамилией Патон. Отец организовал первый институт сварки в 1929 году, под его руководством развивалась технология сварочных процессов. Во время Великой Отечественной войны новые методы применялись в оборонной промышленности. Разрабатывались новые виды флюсов, электроды для толстостенных изделий. Они применялись при производстве военной техники: танков, орудий, бомбардировщиков и их оснащения.
Евгений Патон
В киевском институте разработан метод порошковой, контактной и шлаковой сварки в жидкой и разряженной среде, для защиты шва стали применять инертные газы. Дело Евгения Патона продолжил его сын, Борис. Он возглавил институт сварки после ухода отца. Технологии космической лазерной сварки разработаны под его руководством. Стали шире применяться методы соединения металлов под водой. Эта технология используется в судоремонтных доках. Метод снижает сроки ремонта судов в 1,5 раза.
Перспективы развития сварочного процесса
В настоящее время традиционные методы потеснили лазерные методы. Им предрекают большое будущее. Управлять процессом можно будет дистанционно. Роботы приходят на смену сварщикам. Разработано устройство для автоматической подачи присадочного материала в зону шва, с высокой точностью регулируется тонкий луч, расплавляющий металл.
Второе направление развития технологии высокотемпературного соединения металлов – использование оптико-волоконных материалов. Это позволит увеличивать КПД силового оборудования: генераторов, преобразователей. Постепенно будет повышаться мощность выходного тока, сейчас максимальная 6 кВт, ее планируется довести до 25 Квт и выше.
Постепенно лазерная технология вытеснит газовый метод сварки. Будут создаваться гибкие модули, использовать которые можно будет в любых погодных условиях. Будет снижаться трудоемкость технологических процессов, разрабатываться новые методы контроля качества высокотемпературного соединения металлов.
Источник: https://ice-people.ru/raznoe-2/pervyj-svarochnyj-apparat-istoriya-razvitiya-svarki-rol-svarki-v-sovremennom-mire.html
Кто изобрел сварочный аппарат
В строительстве зданий, создании автомобилей, и производстве различных металлических изделий большую роль играет сварка. Доставка воды и удаление стоков происходит по трубам сваренным электрической дугой и покрытыми электродами.
Отопление, двери, лестницы и перила тоже часто изготавливают при помощи сварки различными аппаратами. Без этого человечество находилось бы в далеком прошлом в плане передовых конструкций и коммуникаций.
Но когда началась история сварки? Кто первый открыл явление электрической дуги и понял какие возможности это дает? Как совершенствовалось оборудование и технологии со временем?
Достижение человечества
Сварочный метод соединения металлов произвел настоящую революцию в мире промышленности и строения, ускорив создание и увеличив прочность многих конструкций. Речь идет о возбуждении электрической дуги между двумя контактами, подсоединенными к полюсам аппарата. Дуга нагреваясь плавит кромки металла, создавая общую «лужицу» расплавленного железа. Так происходит соединение сторон в единый сплав.
Чтобы повысить прочность шва используется плавящийся материал, который может быть в виде стержня электрода, или как дополнительная присадочная проволока.
Так можно производить не только сварку, но и наплавку истертых деталей.
Сложность заключалась в создании безопасного метода, ведь электрическая дуга способна проявляться и у высокого напряжения, но удержание рабочих частей с большим значением вольт очень опасно для человеческой жизни.
Процесс шагнул дальше, когда ученые смогли создать понижающие источники тока, где благодаря принципу электромагнитной индукции напряжение значительно понижалось, а сила тока наоборот возрастала. Это позволило обезопасить сварочный процесс, а увеличенная сила тока дала возможность плавить более толстые стороны металла. Дальше ученые сконцентрировались на модернизации электродов и рабочих элементов в руках сварщика.
Большие усилия прилагались и в области защиты сварочной ванны от внешних газов. Если вести шов голым стержнем металла, то дуга будет гореть, но последующий валик металла будет весь пронизан порами удаляющегося углерода.
Чтобы создать прочное герметичное соединение потребовалось разработать различные обмазки для электродов и специальные порошки-флюсы, предотвращающие взаимодействие расплавленного металла и окружающего воздуха.
Но пришли люди к этому не сразу и история развития сварки начинается еще в древних веках.
Самые первые проявления сварки
Еще при раскопках в древнем Египте были найдены украшения из золота, которые спаивались между собой оловом. Разогретый на углях легкосплавный материал наносился на золотые украшения и застывая образовывал некоторое соединение.
Во время раскопок в Помпеи археологи нашли остатки водопроводных коммуникаций, которые имели поперечные швы на свинцовых трубах. Поскольку свинец тоже легко плавился на огне, он поддавался заливанию в формы и созданию соединений.
Некоторые металлы соединялись в кузнях. Стороны разогревались на углях до пластичного состояния и сбивались ударами тяжелых молотков. Такое спрессовывание давало надежную сцепку материалов.
Это нашло применение в создании корпусов артиллерийский орудий устанавливаемых на кораблях. Частично они выливались в формы, а частично соединялись кузнечной сваркой и дополнительным обрамлением хомутами.
Но возможности человечества были ограничены температурой углей. Поэтому другие металлы для соединения были недоступны.
Быстрое развитие технологий в XX и XXI веках
С началом XX века изобретения в области сварки стали различаться на подкатегории по используемому оборудованию. Разработчики поняли, что не только электрическая дуга способна плавить металл, но и ацетиленовое пламя может развить температуру до нескольких тысяч градусов.
Для этого был разработан ацетиленовый генератор в 1906 году. Их конструкция имеет большое сходство с современными моделями и заключается в погружении карбида в жидкость, где окисление содействует разложению твердого материала и выделению чистого ацетилена. В камере нагнетается давление и по шланге газ передается в горелку.
В 1903 году два французских разработчика предложили практичную конструкцию сварочной горелки со смесительной камерой. По одному каналу подавался ацетилен, а по второму кислород, который «разгонял» температуру факела до 3000 градусов. Это нашло широкое применение в сварке водопроводов и газопроводов.
Параллельно с этим продолжала развиваться и электрическая сварка, история которой включает 1912 год, когда было принято решение выпустить электроды с толстым покрытием. Это дало несколько плюсов:
- лучшую защиту от внешней газовой среды;
- стабильное горение дуги;
- более плотные швы, аналогичные по структуре с основным металлом;
- возможность применения на кораблях и в промышленности.
С 1940 года миру стала доступна сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа. Изначально это был гелий, но сейчас применяется и аргон.
Сваривание ведется за счет электрической дуги, которая горит между неплавящимся электродом и кромками сторон. Там где требуется более крепкий шов, добавляется присадочная проволока.
Данные виды сварки позволили соединять нержавеющую сталь и алюминий, а чистота шва быстро понравилась специалистам.
Из последних достижений в области сваривания материалов имеются:
Если подвести итог, то история развития сварки имеет несколько ключевых точек на ленте времени. Их можно выделить так:
- 1802 г — российский ученый В.В. Петров обнаружил возникновение электрического разряда, характеризующегося ярким белым светом, удержание которого в течение определенного времени приводит к быстрому образованию температуры и возгоранию каменного угля.
- 1803 г — Петров опубликовывает собственное издание, где описывает личные опыты по воспроизведению вольтова столба и электрической дуги, а также использования этих физических явлений для электрической сварки и пайки металлических материалов. Параллельно ученый описал возможность применения дуги для создания освещения.
- 1882 г — историческая дата, когда Н.Н. Бенардос воспроизвел сварку электрической дугой с использованием угольных электродов. Ученый получил патенты на свое открытие в России, Германии, Англии, Франции, Италии и США. Метод получил своеобразное название «электрогефест».
- 1888 г — Н.Г. Славянов, будучи первооткрывателем-практиком, реализовал на практике применение плавящегося электрода и дополнительного слоя флюса на металлической поверхности. При наблюдателях со стороны гос комиссии он заварил деталь от паровой машины. Спустя пять лет ученый получил медаль на мировой выставке в Америке, за сварку в слое флюса из толченого стекла.
- 1905 г — В.Ф. Миткевич выступил с рациональным предложением использовать трехфазную дугу при соединении металлических частей. Это позволило работать с более толстыми материалами и создавать глубокие крепкие швы покрытыми электродами.
- 1932 г — еще один советский ученый К.К. Хренов реализовал сварку электрической дугой в подводной среде. Это дало начало различным глубинным методам прокладки коммуникаций через водоемы, а также улучшило ремонтные работы на судах.
- 1939 г — Е.О. Патоном опробованы методы сварки под флюсом и созданы головки для аппаратов с автоматическим действием. Позднее институт, названный в честь этого ученого, внес множество новаторских идей по усовершенствованию различных способов сваривания металлов.
Сварка, история которой будет еще продолжаться, позволила создать многие конструкции и изделия, без которых было бы невозможно современное строительство и другие разработки. Ученые продолжают трудиться над созданием более экономичных аппаратов, способных соединять металлы различной структуры. Но основные технологические процессы, по которым осуществляется сварка, остались такими же как и 100 лет назад.
Источник: https://steelfactoryrus.com/kto-izobrel-svarochnyy-apparat/
Ручная дуговая сварка — видео и принцип работы сварочного аппарата для начинающих
Метод РДС – это самый распространенный и доступный метод сварки штучным покрытым электродом. В инструкции ручная дуговая сварка видео хорошо видно, что этот метод отличается мобильностью и простотой в использовании, а также не требует никакого дополнительного оборудования. Чтобы познакомиться с техникой сварки и узнать все о методе “ручная дуговая сварка”, видео смотрите на нашем сайте.
Сущность процесса РДС
Сущность ручной дуговой сварки заключается в том, что свариваемый металл плавится теплом дуги, а зажигание, поддержание и перемещение дуги осуществляется ручным способом. Одним из элементов является металлический стержень, а другим – свариваемое изделие.
С помощью источника тока (переменного или постоянного) на кончике электрода образуется сварочная дуга, которая плавит сам электрод и изделие, образуя при этом жидкую сварочную ванну, из которой потом, по мере остывания, формируется будущий шов.
Шов, при этом, покрывается шлаковой коркой, которую по окончании сварки отбивают молотком. Иногда сварочные швы требуют дополнительной обработки или зачистки.
После просмотра различных видео-инструкций для начинающих, дуговая сварка станет понятным процессом.
Этот метод подходит для сварки углеродистых, низколегированных, конструкционных, высоколегированных, теплоустойчивых сталей. С его помощью, возможно, также резать и наплавлять металл. С использованием специальных электродов, возможно, производить сварку цветных металлов.
Как можно увидеть на видео, электродуговая сварка чугуна или нержавейки осуществляется на постоянном токе, а алюминия – на переменном токе.
Виды и методы РДС
Существуют следующие методы и виды ручной дуговой сварки: сварка «с опиранием обмазки» (дает большую глубину проплавления), сварка «пучком» (увеличивает производительность), сварка «ванным» способом (позволяет экономить электроэнергию и снижает расходы, используется для сварки стержней арматуры), сварка «трехфазной» дугой (обеспечивается стабильность горения дуги), а также сварка «наклонным» или «лежачим» электродом (служит для механизации процесса).
Сварочные аппараты, виды и принцип работы
Полезной будет информация для начинающих: дуговая сварка может осуществляться с применением совершенно разного оборудования: трансформаторных источников, выпрямителей, инверторов.
Любой сварочный аппарат – это, в первую очередь, источник сварочного тока, который необходим для получения и поддержания сварочной дуги. Принцип работы сварочного аппарата заключается в следующем.
В его корпус заключен силовой трансформатор, преобразующий ток из розетки (переменный) с высоким напряжением в сварочный ток (переменный или постоянный) с пониженным безопасным напряжением. С помощью трансформатора также происходит регулировка тока и формирование необходимой вольт-амперной характеристики.
Сварочный аппарат подключается в розетку (первичный ток), и в зависимости от напряжения (220/380 В), к вторичному току в разъемы на передней панели аппарата с помощью токовых наконечников подключается сварочный кабель. От типа применяемого источника будет зависеть, какой сварочный ток будет на выходе из аппарата. Он может быть переменным или постоянным.
Принцип работы сварочного аппарата постоянного тока основан на преобразовании переменного тока из сети, но, благодаря выпрямительному блоку в конструкции таких аппаратов, ток выпрямляется и становится постоянным.
Далее к кабелю присоединяются электрододержатель и клемма заземления (или массовый зажим на изделие). При сварке постоянным током количество тепла на электродах различное, поэтому в сварке введено понятие полярности. Как показано на видео, электродуговая сварка может производиться на прямой или обратной полярности.
Электрододержатель может быть присоединен как к «плюсовому» разъему (обратная полярность), так и к «минусовому» (прямая полярность). Какую полярность выбрать при сварке, зависит от толщины изделия и марки используемых электродов. Классический метод подключения – «плюс» на держатель. Массовый зажим надежно крепится на изделии или заготовках.
Достаточно распространен и способ крепления массового зажима к сварочному столу. Сварочный ток выставляется перед началом сварки с помощью специального регулятора, а его значение зависит от того, какую толщину металла придется сваривать и от выбранного диаметра электрода. Мощность держателя, клеммы заземления, как и толщина сварочного кабеля, подбираются в зависимости от величины сварочного тока.
Поделитесь со своими друзьями в соцсетях ссылкой на этот материал (нажмите на иконки):
Источник: https://swarka-rezka.ru/ruchnaya-dugovaya-svarka-video-i-princip/
Инверторный сварочный аппарат: что это такое и как его правильно выбрать?
В настоящее время для сварки часто используются аппараты инверторного типа. Такое оборудование отличается своим малым весом, высоким качеством выполненных работ, технологичностью.
Конструкция сварочного инвертора.
Что такое инверторный аппарат?
Сварочные инверторные аппараты были изобретены только в ХХ веке.
Однако за непродолжительное время стали самым распространенным типов среди сварочного оборудования.
Сварочный инвертор — это силовой трансформатор, предназначенный для понижения напряжения сети до получения требуемого напряжения холостого хода. Принцип работы оборудования следующий. Сетевое напряжение переменного тока поступает на выпрямитель, далее — на силовой модуль, где осуществляется преобразование постоянного тока в переменный с повышенной частотой. Далее ток поступает на высокочастотный сварочный трансформатор, напряжение от которого идет на сварочную дугу.
Инверторный сварочный аппарат подразделяется на несколько типов:
- для ручной дуговой сварки ММА — применяется для работы с металлом с помощью электрода;
- для полуавтоматической сварки MIG/MAG — используется для работы с металлом с применением присадочной проволоки, подаваемой в рабочую зону с помощью подающего механизма;
- для аргонодуговой сварки TIG — используется для сварки металлов с помощью неплавящегося вольфрамового электрода;
- для плазменной резки CUT — предназначен для резки металлов с помощью воздушно-плазменной струи.
Сварочный инверторный аппарат легок в эксплуатации и прост в работе.
Инверторный аппарат имеет ряд преимуществ:
- уменьшение размеров силового трансформатора и, как следствие, уменьшение габаритов и веса;
- улучшение динамических и качественных характеристик дуги;
- повышенный КПД;
- минимальное количество искр с небольшим радиусом разбрызгивания;
- плавные регулировки параметров.
Кроме того, инверторный сварочный аппарат может быть дополнительно оснащен различными функциями, улучшающими работу оборудования и делающими ее более безопасной. К таким функциям можно отнести защиту от перегрева, от скачков напряжения, от повышенной опасности поражения током, форсаж дуги, горячий старт, встроенный вентилятор и многое другое.
Выбор сварочного инвертора
Принцип работы инвертора.
Что такое инверторный аппарат, стало понятно. Теперь разберем, как его правильно выбрать, что следует учесть при покупке. При выборе инверторного сварочного аппарата следует учитывать его предназначение, частоту использования.
Если аппарат требуется для периодического использования, то следует рассматривать варианты попроще. Если же работы будут проводиться с завидным постоянством, то покупать нужно профессиональное или полупрофессиональное оборудование.
Такие аппараты обладают более высокими техническими характеристиками, часто имеют ряд дополнительных функций, делающих работу более качественной и безопасной.
Важной характеристикой инверторного аппарата является продолжительность включения — процентный показатель непрерывной работы оборудования относительно общей продолжительности использования инвертора. Чем выше показатель, тем меньше вероятность того, что оборудование перегреется при работе на высоких сварочных токах.
Следует обратить внимание на наличие таких дополнительных функций, как форсаж дуги, антистик и горячий старт. Они необходимы при работе, значительно упрощают весь процесс. Стоит отметить, что данные функции имеются практически во всех моделях инверторов.
Не стоит брать оборудование меньше 160 А. Разница в цене небольшая, а вот мощность и надежность существенно улучшаются. Кроме того, стоит иметь запас мощности на будущее. Если в настоящее время требуется не столь большая мощность, то в дальнейшем работы могут стать сложнее. Ведь аппарат, как правило, покупается не для разового использования.
Следует обратить внимание на компанию-производителя. Предпочтение лучше отдавать брендам, которые известны на рынке уже несколько лет и зарекомендованы с лучшей стороны. Гарантийный срок и наличие сервисных магазинов тоже следует учесть. Гораздо проще провести ремонт, если можно без труда найти оригинальные запчасти к оборудованию.
Ну и, конечно же, стоимость оборудования. Этот параметр всегда играет важную роль в окончательном выборе. Диапазон цен весьма широк. Однако стоит сразу учесть, что качественный сварочный инвертор дешево стоить не будет. Поэтому лучше покупать модель подороже, но которая не сломается после первого использования.
Таким образом, для сварки металлов в настоящее время лучше всего использовать инверторы. Они во многом превосходят все другие виды сварочных аппаратов.
Источник: https://moyakovka.ru/instrumenty/chto-takoe-invertornyi-svarochnyi-apparat.html
