|
|
|
Закладки | Дневники | Поддержка | Социальные группы | Поиск | Сообщения за день | Все разделы прочитаны | Комментарии к фото | Сообщения за день |
|
Опции темы | Поиск в этой теме |
20.04.2013, 19:31 | #1 (ссылка) |
Crow indian
Регистрация: 21.02.2009
Возраст: 42
Сообщений: 28,970
Поблагодарил: 397 раз(а)
Поблагодарили 5856 раз(а)
Фотоальбомы:
2567
Записей в дневнике: 655 Загрузки: 674
Закачек: 274
Репутация: 126089
|
Тема: [05-1998] История электрической сварки и резки металловИстория электрической сварки и резки металлов И.Г.ВЫПОВ, канд. техн. наук Изобретение дуговой сварки (соединение) и резки металлов (разъединение) и их сплавов — крупнейшее событие прошлого века, способствовавшее совершенствованию всех отраслей промышленного производства и транспорта. Изобретению (авторы Н.Н.Бенар-дис, 1842—1905 гг. и Н.Г.Славянов, 1854—1897 гг.) предшествовало открытие в 1802 г. известным русским физиком, академиком В.В.Петровым (1761—1834 гг.) явления вольтовой дуги с помощью созданной им же гальванической батареи, собранной из 2100 медно-цинковых элементов. На основании многочисленных экспериментов В. В.Петров установил возможность применения дуги для электрического освещения, плавления и сварки металлов. Свои наблюдения он описал в классическом сочинении под длинным названием: «Известия о гальвани-вольтовских опытах, которые производил профессор физики Василий Петров, посредством огромной наипаче батареи, состоящей иногда из 4200 медных и цинковых кружков и в находящейся при Санкт-Петербургской Медикохирургической академии». Этот труд исследователи творчества Петрова признали огромный вклад в русскую и мировую науки. Впоследствии Петров один из электродов заменял медной или серебряной проволокой и таким образом доказал, что теплом вольтовой дуги можно плавить металлы. Оно и легло в основу электроплавки и электросварки. Однако открытие В.В.Петрова в течение 70 лет не внедряли главным образом из-за отсутствия источников дешевой электроэнергии. Следует отметить, что в начале 1876 г. другой выдающийся русский изобретатель П.Н.Яблочков (1847— 1894 гг.) сконструировал знаменитую в истории электромеханики дуговую электрическую лампу («свеча Яблочкова»), благодаря которой электрическое освещение быстро распространилось в России и во многих странах Европы, а также появились рациональные конструкции электрических машин и началось массовое применение электричества в промышленности. Н.Н.Бенардос реализовал на практике идею В.В.Петрова: использовал для сварки металлов тепло электрической дуги. Весной 1867 г. он посетил Парижскую Всемирную выставку, которая произвела на него глубокие впечатления. Н.Н.Бенардос не имел высшего технического образования (учился в Киевском университете, а затем в Московской земледельческой и лесной академии, но ни то, ни другое учебное заведение не окончил), что, однако, не отразилось на его изобретательской деятельности. За границей он познакомился с П. Н. Яблочковым, уже тогда имевшим мировую известность, и в последующие годы активно сотрудничал с ним. На стезю изобретательства Н.Н.Бенардос ступил в начале 70-х годов. Работа поглощала огромные средства без какой-либо отдачи, и его семья испытывала постоянные материальные трудности. В 1882 г. будучи в Барселоне (Испания) он смонтировал мощную аккумуляторную батарею собственной конструкции. В процессе ее усовершенствования он сделал открытие — дуговую электрическую сварку, которой соединял свинцовые пластины аккумуляторов. В 1885 г. Н.Н.Бенардос получил привилегию (патент) на это изобретение, названное им «Метод соединения и разъединения металлов непосредственным действием электрического тока» — «электроге-фест» (в словосочетание введено имя бога древнегреческой мифологии, покровителя огня, искусств и ремесел — Гефеста). Это изобретение принесло Н.Н.Бенардосу мировую славу. Его наградили золотой медалью Русского Технического общества, а Петербургский электротехнический институт присвоил ему звание инженера-электрика (как и выдающимся ученым Д.А.Лачинову, 1842- 1902 гг. и А.С.Попову, 1819—1906 гг.). Но даже такой статус не принес ему ощутимой материальной поддержки. Используя дуговую сварку, Н.Н.Бенардос предвидел возможность создания нового строительного материала — трубобетона (трубчатые элементы, заполненные бетоном). Эту идею реализовали в нашей стране в 30-х годах. По проекту академика Г.П.Передерия в 1935 г. построили из трубобетона мост через Неву в Петербурге с арками длиной 101 м (Володарский мост), а в 1939 г. по проекту профессора В.А.Росновского (1883 — 1972 гг.) — железнодорожный мост через Исеть на Свердловской дороге. В XIX в. основным видом соединения металлоконструкций, в том числе и мостовых, была клепка. Н.Н.Бенардос предложил взамен дорогостоящих и трудоемких заклепочных соединений «спаивание точечное» и «непрерывное спаивание». Его методы позволили увеличить не только прочность швов, но и их плотность. Совершенствуя свои методы, Н.Н.Бенардос добился успеха, когда попробовал резать металл под водой. Идею такого процесса ему подсказал Д.А.Лачинов. Не менее важное практическое значение имеет и по настоящее время предложение изобретателя с помощью электрической дуги устранять пороки в стальном и чугунном литье и изделиях из него. Электросварка металлов очень быстро распространилась и за рубежом. Н.Н.Бенардос получил привилегию не только в России, но и во многих европейских странах, что надежно защитило его приоритет на открытие. С целью внедрения изобретения в промышленности в 1885 г. организовали Товарищество «Электро-гефест», в мастерских которого ремонтировали изделия, а также изготавливали приборы электроосвещения. Методы Н.Н.Бенардоса неоднократно обсуждали на совещательных съездах инженеров службы тяги и подвижного состава, которые впервые стали осваивать на Моршано-Сызранской, Московско-Нижегородской и Донецкой дорогах, в паровозных мастерских (так раньше именовали паровозные депо). В частности, в Воронежских Козлово-Воронежско-Ростовской дороги электросваркой восстанавливали различные детали паровозов, заваривали трещины и раковины в паровозных топках и котлах. В Рославльских главных мастерских Орловско—Витебской линии оборудование для дуговой электросварки металлов по методу «электрогефест» устанавливали при личном участии Н.Н.Бенардоса. Помимо исправления паровозных цилиндров, колесных спиц, паровозных рам, золотниковой системы, там заваривали трещины длиной даже в 900 мм на бронзовом колоколе (его демонстрировали на IV электрической выставке в Петербурге в 1892 г.). Рославльские мастерские брали заказы у многих других дорог. Широко применяли электросварку мастерские Владикавказской и Одесской. На Николаевской магистрали в 1888 г. создали «Русское товарищество электрической обработки металлов». Коломенский машиностроительный завод, выпускавший паровозы, одним из первых в России заключил договор с Обществом «Электрогефест» на право пользоваться электросваркой. С 1845 г. изобретение безоговорочно применяли на большинстве отечественных и зарубежных заводов. Историки отечественной электротехники считают Н.Н.Бенардоса самым крупным профессионалом в этой области в мире, на счету которого более 125 оригинальных самостоятельных изобретений. В 1891 г. горный инженер Н.Г.Славянов получил привилегию на свое изобретение «Электрическая отливка металлов». Сущность его состоит в том, что «с одним полюсом источника электрического тока соединяется обрабатываемый предмет, а с другим — металлический стержень, вставленный в особый изобретенный им прибор-регулятор, называемый плавильником. Между металлическим стержнем и обрабатываемым предметом при пропускании тока появляется электрическая дуга, под воздействием которой металлы стержня и обрабатываемого предмета соединяются (сливаются) с наплавленным металлом в высшей степени совершенно. После прекращения действия электрической дуги и застывания металла получается прочное соединение». Как видим, при дуговой электросварке по методу Н.Г.Славянова металлический электрод служит одновременно и присадочным материалом. Это изобретение внешне аналогично «электрогефесту». Однако и сам метод, и аппаратура при электрической отливке металлов имеют ряд принципиальных технологический отличий, что послужило основанием для выдачи автору самостоятельной привилегии. В начале 90-х годов между Н.Н.Бенардосом и Н.Г.Славяновым даже возник спор — является ли изобретение последнего самостоятельным. Суд, рассматривавший разногласия, на оснований экспертизы русских ученых П.Н.Худякова и О.Д. Хвольсона, признал обоих изобретателей равноправными. Подчеркнем, что в «электрогефесте» вторым электродом служил уголь или другой неплавкий проводник (первым — ввариваемый элемент). В изобретении же Н.Г.Славянова плавкие электроды стали важнейшей составляющей технологии электрической отливки. Н.Г.Славянов имел редкую на Руси возможность заниматься любимым делом в обстановке, способствующей разработке и внедрению своих предложений. После окончания в 1877 г. Петербургского Горного института его направили на крупный по тому времени Воткинский железоделательный завод. Позднее он работал на частных, а затем Омутнинских заводах и, наконец, возглавлял Пермские казенные пушечные заводы до конца своих дней. Это было крупнейшее военное предприятие царской России, связанное с построенной в 1874—1876 гт. Горнозаводской железной дорогой Пермь-Екатеринбург. Пермские заводы в числе первых освещали дуговыми лампами, скон струированн ы м и Н. Г. Славяно -вым (по его чертежам построили две мощные динамомашины). Неоценимая заслуга Славянова состоит также в том, что он впервые в мире теоретически обосновал и претворил в жизнь автоматическое регулирование длины электрической дуги при использовании «плавкого» электрода; применил электрическую отливку для восстановления чугунных деталей машин; внедрил наплавку бронзы на сталь. Привилегии на два его выдающихся изобретения «Электрическая отливка металлов» и «Электрическое уплотнение металлических отливок», принесли ему мировую славу. Патенты на изобретения он получил во многих зарубежных странах. В 1887 г. на Урало-Сибирской науч-но-исследовательной выставке в Екатеринбурге Н.Г.Славянова наградили большой серебряной медалью «За достоинства предметов, представленных на выставке», а на IV электрической выставке одновременно с Н.Н.Бенардосом он получил высокую награду — золотую медаль. В 1892 г. издана книга Н.Г.Славянова «Электрическая отливка металлов» — первое в мире руководство по дуговой электросварке. К сожалению великий изобретатель прожил всего 43 года, проработав на производстве 20 лет. Только в послереволюционное время бесценное наследие творцов электросварки — В.В.Петрова, Н.Н.Бенардоса и Н.Г.Славянова начали изучать в нашей стране. Их дело продолжил известный русский ученый-мостостроитель, академик Е.О.Патон (1870—1953 гг.), воспитанник Петербургского института транспортного строительства. В 1932 г. в Киеве создали Институт электросварки, бессменным руководителем которого он был до конца своих дней. Главнейшими направлениями деятельности института стали: изучение прочностных качеств сварных конструкции, расширение области применения сварки металлов и улучшение ее качеств, создание прогрессивной технологии электросварочных работ, новых видов электродов и высокопроизводительного оборудования. Уже в 1939 г. под руководством Е.О.Патона разработали и освоили высокоэффективный метод автоматической сварки под флюсом, а применение токов большой силы позволило увеличить скорость автоматической сварки по сравнению с ручной в 12 раз! За. внедрение в производство новых способов электросварки в 1941 г. Е.О.Патону присудили Государственную премию I степени, а в 1943 г. присвоили звание Героя Социалистического Труда. Через два года Институт электросварки АН УССР стал носить имя своего основателя — Е.О.Патона. Во время Великой Отечественной войны ученые института под руководством Е.О.Патона наладили скоростную сварку броневой стали, а позднее создали новую сталь спокойной плавки (ст.-З мостовая). Впервые в России в большом объеме успешно сварили металлические пролетные строения мостов при реконструкции бывшего Николаевского моста через Неву в Петербурге (в 1918 г. переименован в мост им. лейтенанта П.П.Шмидта). В свое время это был первый металлический мост в России, построенный в 1842— 1850 гг. по проекту и под началом замечательного русского инженера и ученого С.В.Кербедза (1810— 1899 гг.). В 1837—1938 гг. чугунные арки моста заменили сварными балками. Для того периода это было исключительно смелое инженерное решение и крупнейшее достижение в нашем мостостроении. Общая длина нового моста составляла 331 м (такого в мировой практике еще не знали), масса сварного пролетного строения — 2400 т (прежнего — более 9500 т). Старые чугунные фермы, хорошо сохранившиеся, перевезли в Тверь, где возвели мост через Волгу. В общей сложности эти фермы эксплуатируются уже 146 лет! В 20-х годах в институте железнодорожного строительства НКПС внедрением сварки на железнодорожном транспорте успешно занимались будущий академик Г.А.Николаев и инженер И.А.Моисеев. С 1931 по 1942 гг. на железнодорожном транспорте смонтировали 29 пролетных строений, в том числе пять со сквозными фермами пролетом каждая по 45 м, не имевших тогда аналогов в мировой практике электросварки (установлены на мостах через реки Дема и Громотуха Куйбышевской дороги). Во время Великой Отечественной войны изготовили сварные пролетные строения длиной 10—109 м. Однако внедрение сварки с мостостроении в нашей стране и за рубежом сопровождалось неудачами. В марте 1939 г. в Бельгии обрушился цельносварной железнодорожный мост с безраскосными фермами длиной по 80 м через канал Альберта. Он находился в эксплуатации всего лишь два года. Пролетные строения упомянутых выше мостов имели бесчисленные трещинки, а сварное пролетное строение длиной 55 м моста через р. Истру в 1945 г. оказалось в аварийном состоянии и его через шесть месяцев после постройки пришлось заменить на клепаное. Неудачи породили скептическое отношение к ним, и к концу 1946 г. сварку в железнодорожном мостостроении приостановили. Появление трещин в сварных швах эксперты объяснили, в основном, отсутствием научно обоснованной технологии, низким качеством электродов и сварочных работ в целом. Разработки Института электросварки им. Патона послужили базой для строительства в 1958 г. крупного цельносварного моста длиной 1542 м через Днепр в Киеве. Ему присвоили имя Е.О.Патона (разрушен в Великую Отечественную войну). С того времени электрическая сварка получила широкое распространение в металлических мостах. В 1947 г. создали Научно-исследовательский институт мостов МПС при ЛИИЖТе (НИИ мостов). Основная его задача — внедрение сварки в мостостроение. Этот институт, а также Лентрансмост, ЦНИИ МПС, ЦНИИС, ЦНИИТ-маш и другие организации внесли неоценимый вклад в дело освоения новых прогрессивных методов сварки мостов. В частности, в 1968 г. утвердили типовые проекты сплошностенчатых и решетчатых пролетных строений с заводскими соединениями на сварке и монтажными на высокопрочных болтах в диапозоне от 18 до 110 м; с 1976 г. на заводах мостовых конструкций «Трансстроя» клепку полностью заменили сваркой. В мостах она получила «права гражданства» и на объектах, строящихся в северной климатической зоне. Так, все мосты с решетчатыми фермами на БАМе, линии Тюмень—Сургут— Уренгой и многих других смонтированы из сварных заводских элементов; соединения в узлах при сборке пролетных строений выполнены на высокопрочных болтах. По сравнению с клепаными цельнос-варенные пролетные строения легче на 20—25%, а болтосварные — на 10—15%. Сейчас 90% заводских сварных соединений делают автоматами. Подводную электрическую резку и сварку металлов с помощью высокоэффективного оборудования усовершенствовали отечественные ученые и конструкторы. В их числе — академик К.К.Хренов (1884— 1994 гг.). После окончания в 1918 г. Петербургского электротехнического института он занимался научно-педагогической деятельностью в МВТУ им. Н.Э.Баумана, МЭМИИТе им. Ф.Э.Дзержинского и других вузах. Результаты своих исследований в области подводной электросварки и резки металлов К.К.Хренов проверял в лаборатории, созданной им при МЭМИИТе. После многолетних опытов и испытаний как в пресной, так и в соленой воде он нашел оптимальные условия непрерывного длительного горения дуги под водой, что позволило с высоким качеством выполнять сварные соединения с нижними, вертикальными и потолочными швами. В годы Великой Отечественной войны были разрушены многие железнодорожные мосты с металлическими пролетными строениями и потоплено много судов. Тогда возникла необходимость расширить исследования по массовому применению электрической дуги для сварки и резки металлов. НКПС и Военно-Морской флот (ВМФ) проявили наибольшую заинтересованность в исследованиях лаборатории МЭМИИТа. Уже в апреле 1942 г. ее сотрудники предложили четкий технологический процесс дуговой резки металла толщиной до 60 мм под водой. Однако реализовать его в природных условиях не удавалось. Скорость течения реки, где находилось обвалившееся пролетное строение, превышала 2 м/с, что не давало возможности водолазу удержаться на одном месте. Положение усугубляла мутная вода, в которой нельзя было сориентироваться. Кроме того, мощность сварочных агрегатов 600—700 А оказалась недостаточной. Однако первые неудачи не обескуражили энтузиастов. В лаборатории заново подготовили резчиков-подводников, способных работать в мутной воде. В августе того же года для подводной резки наметили другое пролетное строение длиной 87,6 м, находящееся на глубине 10—13 м. К тому времени лаборатория имела три сварочных агрегата по 300 А, что обеспечивало подачу тока для подводной дуги в 800—900 А. Пролетное строение массой металла 400 т разрезали для дальнейшего извлечения из воды на блоки примерно по 30 т с помощью одной установки за 15 дней. Такой темп руководители ГУВВР НКПС признали удовлетворительным. В конце 1942 г. в составе ГУВВРа сформировали специальный поезд по расчистке русл от обрушенных мостовых конструкций с использованием уже опробированной технологии резки металла подводной электрической дугой. В начале 1943 г. этот поезд на глубине 3—5 м одной из прифронтовых рек срезал 137 м металлической шпунтовой стенки опор моста. Подводную электрорезку металла применяли и на объектах ВМФ, где выполняли самый различные работы, вплоть до резки корпусов затонувших военных кораблей. Под непосредственным руководством профессора К.К.Хренова разработали также эффективные технологические процессы подводной электрической сварки металла, условия которой коренным образом отличались от сварки на воздухе. Их успешно использовали на объектах ВМФ при судоремонтных, судоподъемных и аварийноспасательных операциях на глубине до 85 м, близкой, по тому времени, к пределу возможностей человека в обычном водолазном снаряжении. Они дали возможность выполнять ремонт судов, находящихся на плаву (без захода в док), что имело большое значение в годы войны, а затем и в мирное время. Сотрудники лаборатории во главе с К.К.Хреновым внедрили комбинированный способ подводной резки металла — кислородноэлектрическую резку с помощью новой конструкции электрода — из стальной проволоки диаметром 6 мм, вдоль которого расположена тонкостенная термометрическая трубка диаметром 1,5 мм. Такой электрод сгорает в 2,5 раза медленнее обычного трубчатого. Кислородно-электрическая подвесная резка по методу К.К.Хренова удобна, безопасна и высокопроизводительна для металла любой толщины, в том числе и неплотных металлических пакетов. После Великой Отечественной войны профессор создал теорию стабилизированного действия электродных покрытий, провел исследования в области сварки чугуна, контактной электросварки, конденсаторной сварки металлических элементов малой толщины. Велико значение его теории магнитно-импульсной сварки. В 1945 г. К.К.Хренова избрали действительным членом АН УССР, а в 1953 г. — членом-корреспонден-том АН СССР. На счету академика около 500 печатных работ, авторских свидетельств и патентов. В числе публикаций — многократно переиздававшаяся монография «Сварка, резка и пайка металлов». К.К.Хренов — не только крупнейший ученый в своей отрасли, но и прекрасный педагог. Он подготовил более 50 кандидатов и докторов наук. За выдающиеся заслуги его наградили многими орденами и медалями, ему присвоили почетное звание Заслуженного деятеля науки и техники УССР, а в 1945 г. присудили Государственную премию. В годы Великой Отечественной войны и послевоенный период широко использовали электрическую сварку рельсов из кусков нестандартной длины на разрушенных участках пути при временном восстановлении железных дорог. С этой целью сформировали специализированные рельсосварочные поезда, которые занимались реновацией рельсов. Электрическая дуговая сварка незаменима при устройстве бесстыкового пути.
__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК Если у вас возникли вопросы по работе сайте - пишите на почту admin@scbist.com |
12 |
Похожие темы | ||||
Тема | Автор | Раздел | Ответов | Последнее сообщение |
=Курсовая работа= Курсовой ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕНТРАЛИЗАЦИИ | Дядя Артур | Дипломы, курсовые, лекции, рефераты по СЦБ | 2 | 25.03.2013 19:21 |
[РЖД ТВ] В Царской башне на Казанском вокзале Москвы открылась выставка «История РЖД – история России» | Admin | Новости на сети дорог | 0 | 31.07.2012 13:34 |
=Курсовая работа= Проектирование электрической централизации ЭЦ-9 | Толян | Дипломы, курсовые, лекции, рефераты по СЦБ | 2 | 12.07.2012 19:41 |
=Курсовая работа= Определение экономической эффективности электрической тяги | Admin | Студенту-локомотивщику | 0 | 03.04.2011 13:45 |
=ТМП= Альбом схемных решений электрической централизации при стыковании электрической тяги постоянного и переменного тока - ТР-50 | Admin | Релейные централизации | 0 | 15.12.2010 11:43 |
Возможно вас заинтересует информация по следующим меткам (темам): |
, |
Здесь присутствуют: 1 (пользователей: 0 , гостей: 1) | |
Опции темы | Поиск в этой теме |
|
|