Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Краткая история развития сварки



СЕМЕСТР

Лекция 1 — Введение.Физические основы сваривания металлов.Три стадии формирования свойств сварных соединений.

ВВЕДЕНИЕ

Сварка является одним из ведущих технологических процессов изготовления и ремонта многообразных конструкций различных отраслей промышленности на Украине, в странах СНГ и передовых в техническом отношении капиталистических государствах.

Её широкое применение определяется возможностью создания наиболее целесообразных, эффективных в эксплуатации и одновременно технологичных, удобных в изготовлении конструкций. Сварка позволяет создавать конструкции, в которых целесообразно используются различные металлы и сплавы, в зависимости от назначения тех или иных частей конструкции, а также детали и заготовки, полученные наиболее рациональными методами их изготовления (прокат, штамповка, литьё, поковки и т.д.).

Для понимания роли и значения сварки в развитии производительных сил общества важно определить ее место среди других способов соединения твердых тел. Способы соединения твердых материалов можно разделить на механические и за счет сил молекулярного сцепления. К первой группе относятся соединения болтовые, заклепочные, клиновые и т. п.; ко второй – соединение сваркой, пайкой, склеиванием, цементами и проч. Соединения могут быть разъемными и неразъемными.

В настоящее время сварку применяют для соединения почти всех металлов и их сплавов, стекол, пластмасс и керамики. Поэтому ее можно считать важнейшим способом соединения твердых тел. Столь широкое применение сварки вызвано ее технико-экономическими преимуществами по сравнению с другими способами получения неразъемных соединений. Сварка почти полностью вытеснила клепаные соединения и является основным ведущим технологическим процессом при сооружении нефтеперерабатывающих, химических, металлургических и энергетических предприятий.

По сравнению с другими методами изготовления металлических конструкций (литых, кованных, выполненных с помощью клепки) аналогичные сварные конструкции, как правило, оказываются более легкими. Экономия в весе металла составляет при этом от 10 до 50 процентов. Целый ряд конструкций, например в энергомашиностроении, при необходимости их длительной эксплуатации при повышенных и высоких температурах, вообще невозможно создавать без применения различных сварных соединений.

Использование новых конструкционных металлов и сплавов для изготовления деталей и изделий разнообразного назначения возможно только при условии разработки методов их соединения и в частности сварки. В настоящее время сварными изготовляются изделия и конструкции не только из углеродистых, но и из различных легированных и высоколегированных сталей, никелевых и медных сплавов, легких титановых, алюминиевых и магниевых сплавов, тугоплавких металлов – ниобия, тантала, молибдена и вольфрама.Глава 1 Физические основы процессов сварки и пайки

Краткая история развития сварки

Первые способы сварки возникли у истоков цивилизации – с началом использования и обработки металлов. Известны древнейшие образцы сварки, выполненные в VIII – VII тысячелетиях до новой эры. Древнейшим источником металла были случайно находимые кусочки самородных металлов – золота, меди, метеоритного железа. Ковкой их превращали в листочки, пластинки, острия. Ковка металла с небольшим подогревом позволяла соединять мелкие его кусочки в более крупные, пригодные для изготовления простейших изделий.

Позже научились выплавлять металл из руд, плавить его и литьем изготовлять уже более крупные и часто весьма совершенные изделия из меди и бронзы.

С освоением литейного производства возникла литейная сварка по так называемому способу промежуточного литья. Соединяемые детали заформовывались, и место сварки заливалось расплавленным металлом. В дальнейшем были созданы особые легкоплавкие сплавы для заполнения соединительных швов и наряду с литейной сваркой появилась пайка, имеющая большое значение и сейчас.

Весьма важным этапом стало освоение железа около 3000 лет назад. Железные руды имелись повсеместно, и восстановление железа из них производится сравнительно легко. Но в древности плавить железо не умели и из руды получали продукт, состоявший из мельчайших частиц железа, перемешанных с частицами руды, угля и шлака. Лишь многочасовой ковкой нагретого продукта удавалось отжать неметаллические примеси и сварить частицы железа в кусок плотного металла.

Таким образом, древний способ производства железа включал в себя процесс сварки частиц железа в более крупные заготовки.

Из полученных заготовок кузнечной сваркой изготовлялись всевозможные изделия: орудия труда, оружие и др. Многовековой опыт, интуиция, чутье позволили древним мастерам иногда получать сталь очень высокого качества (булат) и кузнечной сваркой изготовлять изделия поразительного совершенства и красоты.

Кузнечная сварка и пайка были ведущими процессами сварочной техники вплоть до конца Х1Х в., когда начался новый, современный период развития сварки. Несоизмеримо выросло производство металла и всевозможных изделий из него, и поэтому многократно возросла потребность в сварочных работах, которую не могли удовлетворить существующие способы сварки.

Особо нужно отметить открытие электрического дугового разряда, на использовании которого основана электрическая дуговая сварка – важнейший вид сварки настоящего времени. Видная роль в создании этого способа принадлежит ученым и инженерам нашей страны.

Само явление дугового разряда открыл и исследовал в 1802 г. русский физик и электротехник, впоследствии академик В. В. Петров.

Долгое время это открытие не использовалось из-за отсутствия источников тока, дававших бы дешевую электроэнергию. Лишь 80 лет спустя талантливый русский изобретатель Н. Н. Бенардос впервые в мире применил дуговой разряд для сварки и резки металлов. Дальнейшее совершенствование дуговой сварки осуществил в 1888 г. выдающийся русский инженер Н. Г. Славянов.

Однако царская Россия не сумела реализовать возможности, открытые изобретениями Бенардоса и Славянова, и великое русское изобретение – дуговая сварка, как это случалось неоднократно, реализовано было за границей – в США, Германии, Англии.

На своей родине дуговая сварка нашла широкое применение только после Великой Октябрьской социалистической революции. Новый этап в истории сварки начинается с 1929 г., когда было принято постановление Совета и обороны о развитии сварочной техники. Для производства электросварочного оборудования был построен завод «Электрик» (1932 г.). В то время это был самый мощный в Европе завод по электросварочному оборудованию. Созданные специальные учебные заведения занялись подготовкой кадров: рабочих, техников и инженеров-сварщиков. Большое внимание было уделено научным исследованиям; появились многочисленные лаборатории и институты по проблемам сварки. Особенно велика роль Института электросварки АН УССР им. Е. О. Патона в Киеве, МВТУ им. Баумана, ЦНИИТМАША и ряда других институтов в проведении глубоких научных исследований.

Впервые идея применения порошкообразных веществ для защиты дугового пространства при сварке была запатентована советским изобретателем Д. А. Дульчевским в 1929 г.

Это положило начало разработке механизированных способов дуговой сварки и здесь надо отметить огромный вклад ИЭС им. Патона в исследовании процесса, разработке оборудования и внедрении их в производство.

Выдающимся достижением отечественной сварочной техники явился разработанный в ИЭС им. Е.О. Патона в содружестве с заводами НКМЗ и «Красный котельщик», способ электрошлаковой сварки. В дальнейшем, развивая этот способ, был предложен способ электрошлакового переплава, позволяющий в большой металлургии выплавлять высококачественные марки сталей.

Во Франции впервые был применен способ сварки электронным лучом. За рубежом разработан способ ультразвуковой сварки. По предложению токаря-новатора А. И. Чудикова в СССР разработан способ сварки трением. Особенно следует отметить роль советских ученых в разработке новых методов сварки. Так, в 1956 г. Н. Ф. Казаковым предложена диффузионная сварка в вакууме, в институте гидродинамики Сибирского отделения АН СССР разработана теория сварки взрывом, Прохоровым А. М. и Басовым Н. Г. разработаны теоретические основы действия оптических квантовых генераторов-лазеров.

В институте химической физики АН СССР разработана атомная сварка, в ИЭС им. Е.О. Патона – ударная сварка, в ЦНИИТМАШе – сварка в СО2 и др.