ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ ЗВАРЮВАННЯ: З ДАВНІХ ЧАСІВ І ДО СУЧАСНОСТІ

ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ ЗВАРЮВАННЯ: З ДАВНІХ ЧАСІВ І ДО СУЧАСНОСТІ

СТАРОДАВНІ ЧАСИ І СЕРЕДНЬОВІЧЧІ

Спосіб отримання цілісних металевих конструкцій шляхом зварювання і пайки прийшов до нас з глибокої давнини. Доказом цьому служать золоті прикраси з олов’яної пайкою, які були знайдені під час розкопок в єгипетських пірамідах і свинцеві водопровідні труби з поперечним паяним швом, які були знайдені під час розкопок в італійському місті Помпеї. У стародавні часи була поширена і ковальське зварювання, при якій метали розігрівалися до стану пластичності, після чого спресовуються в місцях з’єднання.

Технологічний процес зварювання розвивався і в середні віки. Прикладом цьому служить величезна гармата Дол Грайет, створена в 1382 році. Гармата була ковану трубу, яка була посилена зовнішніми металевими обручами, приєднаними до неї за допомогою ковальського зварювання. Такий спосіб виготовлення артилерійських знарядь застосовувався в усьому світі. Найбільші екземпляри таких гармат були виготовлені в XVI столітті в Індії. Вага знарядь був більше 50 тонн, а загальна довжина – понад 9 метрів.

Більшість стародавніх будівель передбачали наявність потужної несучої конструкції з каменю, а в якості балок і перекладин використовувалися дерев’яні бруси. Однак в деяких випадках при створенні особливо великих конструкцій були необхідні вузли, які працювали на розтягнення. Для їх створення використовувалися металеві анкера, виготовлені шляхом ковальського зварювання або кування. У Венеції аркади палацу Дожів підтримувалися сталевими анкерами, причому це було не просто архітектурна надмірність, а необхідність. Більшість будівель епохи Відродження містили в собі сталеві зварні з’єднання несучих конструкцій. Це був початок застосування зварювання як обов’язкового процесу при створенні різних споруд.

ІНДУСТРІАЛІЗАЦІЯ ТА ПОЯВА ЗВАРЮВАЛЬНИХ ЕЛЕКТРОДІВ

Завдяки швидким темпам розвитку наукового і технічного прогресу, багато елементів споруд, які раніше виготовлялися з каменю і дерева, були замінені металом. Переважним матеріалом все так же було залізо або більш міцні сплави на його основі – стали.

Більшість зварювальних процесів і технологій були розроблені на початку ХХ століття, хоча вже в XIX столітті вони використовувалися в одиничних випадках. Наприклад, в 1802 році професор медико-хірургічної академії в Санкт-Петербурзі Василь Володимирович Петров відкрив явище дугового розряду. В ході подальших досліджень професором була доведена можливість використання дугового розряду для плавлення і освітлення металів. Саме професор Петров був першим в світі, хто запропонував використовувати електричну дугу для миттєвого розплавлення всіх існуючих металів.

Спочатку при застосуванні електричної дугового зварювання не використовувалися витратні зварювальні матеріали, а застосовувався не плавляться вугільний електрод. Вперше зварювання з використанням такого електрода була застосована в 1881 році, а вже в 1888 році російський вчений Н. Г. Славянов замінив його металевим електродом. Однак постійну температуру горіння дуги було дуже складно підтримувати, до того ж процес зварювання супроводжувався утворенням пористих поверхонь і нерівностей на металевих конструкціях.

   Перші флюси були виготовлені в 1902 році. Металеві стрижні електродів опускалися в пасту, яка складалася з оксидів металів і карбонатів, змішаних з водою. Таке покриття висихає при звичайній температурі (20-40 градусів), після чого електрод був готовий до використання. Незважаючи на те, що за сучасними стандартами застосування такого флюсу вважається досить примітивним, таке покриття електродів забезпечувало стабілізацію електричної дуги і забезпечувало газову захист.

НОВИЙ ЧАС І РОЗВИТОК СУЧАСНИХ ВИДІВ ЗВАРЮВАННЯ

Розвиток історії зварювання особливо активно тривало в ХХ столітті. Більшість винаходів в даній сфері, які були придумані і розроблені ще на початку століття, використовуються і до цього дня. Єдина різниця «наших» зварювальних апаратів від апаратів минулого сторіччя – це технологічний рівень. Принцип роботи залишився точно таким же.

У 1903 році французькими вченими Едмоном Фуше і Шарлем Пікаром була сконструйована перша ацетіленокіслородная зварювальний пальник. Конструкція, яка була запропонована ними, принципово не змінилася до наших днів. У 1906 році з’явилися перші надійні ацетиленові генератори, після чого почалося промислове використання даного виду зварювання для створення газопроводів, технологічного обладнання та інших конструкцій.

У 1912 році було створено товсте електродне покриття, яке представляло собою обгортку з синього азбесту. Електроди з товстим покриттям, які були просякнуті рідким склом, знайшли своє застосування у військовій промисловості і кораблебудуванні. Товсте флюсова покриття використовувалося завдяки тому, що воно не тільки забезпечувало захист від забруднення, а й стабілізувало горіння електричної дуги завдяки іонізіруемим компонентів. Завдяки цьому стало можливо створювати зварювальні шви без дефектів, а щільність шва вперше стала такою ж, як і щільність самого металу.

У 1940 році був вперше застосований вольфрамовий електрод, електрична дуга якого підтримувалася в гелії. Інертний газ забезпечував найвищий рівень стабілізації дуги і захисту від забруднення. У зв’язку з потребою більш чистих інертних газів для зварювання реактивних металів і алюмінієвих конструкцій в 1946 році став використовуватися аргон, який зарекомендував себе як найбільш чистий і безпечний для роботи інертний газ.

У 1960 році була розроблена нова технологія зварювання, яка передбачала використання декількох електродів. Технологія полягала в наступному: дві або більше зварювальні дроту під флюсом подаються в одну зварювальну ванну, причому вони можуть використовуватися як в якості присадки, так і знаходиться під напругою. Даний технологічний процес дозволяє істотно збільшити швидкість плавлення металу і поліпшити експлуатаційну гнучкість.

60-ті роки ХХ століття відзначилися найбільшою кількістю новітніх розробок в області процесу зварювання. Саме тоді вперше були винайдені, а згодом поширилися по всьому світу процес зварювання металів за допомогою порошкового електрода в інертному газі і без нього, електрогазосваркі і так далі.

Як проводять зварювання під водою

З появою об’єктів життєдіяльності людини, які розташовуються на водоймах – трубопроводів, мостів, причалів – з’явилася необхідність їх обслуговування та ремонту. Для ремонту підводного металевого обладнання та конструкцій часто використовується зварювання. Яким би дивним це не здавалося, вона успішно працює в умовах, де, здавалося б, нічого горіти не може, в тому числі і зварювальний дуга. Насправді дуга горить, хоч і під водою, але в середовищі газу. А ось природа цього газу може бути різна, і залежить вона від технології і способів підводного зварювання.

Сухий і мокрий спосіб
Підводна зварювання може виконуватися двома способами:
• сухим;
• мокрим.

Різниця між способами вловлюється вже в назві, але нюансів набагато більше.
Сухий спосіб являє собою зварювання в штучної створеної повітряному середовищі, тобто коли електрод і зварюються деталі повністю знаходяться в середовищі повітря або іншого газу. Для цього застосовують спеціальні камери, бокси, які можуть бути настільки великі, що і зварювальник, перебуваючи всередині, проводить роботи по технології практично нічим не відрізняються від зварювання на повітрі.