 В 1880-х годах сварка применялась только в кузнечном деле. Развитие индустриализации и начало двух мировых войн оказали влияние на бурное развитие современной сварки. Основные методы сварки – сварка сопротивлением, газовая и дуговая сварка – были изобретены еще до Первой мировой войны. Но на рубеже 20-го века в производстве и ремонте стали преобладать газовая сварка и резка. Через несколько лет такое же одобрение получила электросварка.
Сварка сопротивлением
Первый случай контактной сварки датируется 1856 годом. Джеймс Джоуль (изобретатель принципа джоулевого нагрева) успешно применил резистивный нагрев для расплавления и сварки пучка медных проводов.
Первая машина контактной сварки используется для стыковой сварки. В 1886 году Элиу Томсон из Англии изготовил первый сварочный трансформатор и в следующем году подал заявку на патент на этот процесс. Трансформатор может выдавать выходной ток 200 А при напряжении холостого хода 2 В. С тех пор Томсон изобрел аппарат для точечной сварки, аппарат для шовной сварки, аппарат для рельефной сварки и аппарат для стыковой сварки оплавлением. Позже точечная сварка стала наиболее распространенным методом контактной сварки. Теперь он широко используется в автомобильной промышленности и во многих других листовых металлах.
В 1964 году General Motors использовала первую партию роботов производства Unimation для контактной точечной сварки.
Газовая сварка
В конце 19 века во Франции появилась кислородно-ацетиленовая газовая сварка. Примерно в 1900 году Эдмунд Фуше и Шарль Пикард построили первую сварочную горелку. Эксперименты показывают, что пламя сварочной горелки горячее, около 3100. Выше C. Позже сварочная горелка стала важным инструментом для сварки и резки стали.
Газообразный ацетилен был открыт задолго до того, как Эдмунд Дэви в Великобритании обнаружил, что при разложении карбидов в воде может образовываться горючий газ. Когда ацетилен горит, он чрезвычайно светится, что и становится его основным назначением. Однако взрывы часто происходят, когда для передачи используется ацетилен. Было обнаружено, что ацетон может растворять большие количества ацетилена, особенно при повышении давления. В 1896 году Ле Шателье изобрел безопасный способ хранения ацетилена. То есть использовать ацетон и пористый камень в круглой бутылке для хранения ацетилена.
Многие другие страны используют это французское изобретение для хранения ацетилена. Однако поступали сообщения о взрывах во время передачи. Швед Густав Дален изменил состав пропитки и сумел сделать ацетилен безопасным на 100%.
Дуговая сварка
В 1810 году Хамфри Дэви создал стабильную дугу на обоих полюсах цепи — основу дуговой сварки. На «Первой всемирной электротехнической выставке» в Париже в 1881 году русский Николай Бенардос продемонстрировал метод дуговой сварки. Он сделал дугу между угольным электродом и деталью. Пруток из присадочного металла или проволока из присадочного металла могут подаваться в эту дугу и расплавляться. В это время он был студентом лаборатории Кэбота во Франции и вместе со своим другом Станиславом Ольшевским получил патенты в нескольких странах между 1885 и 1887 годами. В этом патенте показан ранний электродный зажим. В конце 19 века а в первой половине 20 века все более популярной становилась сварка углеродным электродом.
Бенардос, соотечественник Николая Славянова, совершенствует этот метод сварки. В 1890 году он использовал в качестве электродов металлические стержни вместо угольных стержней и получил патент. Электрод плавится, действуя таким образом как источник тепла и присадочный металл. Однако сварочный шов не может изолировать воздух, а также следуют проблемы с качеством. Применяя этот метод для ремонта парового котла на корабле, швед Оскар Кьельберг заметил, что металл шва изобилует порами и мелкими швами, поэтому сварку невозможно сделать водонепроницаемой. Для усовершенствования этого метода он изобрел электрод с покрытием, запатентованный 29 июня 1907 г. (патент Швеции № 27152). После улучшения качества технология электросварки совершила прорыв, и теперь его можно использовать и в промышленности. Эта компания по сварке бытовой техники (ESAB, аббревиатура на шведском языке) была основана 12 сентября 1904 года как судоремонтная компания.
После этого, в 1930-х годах, было изобретено много новых методов сварки. До этого вся дуговая сварка металлов выполнялась ручной сваркой. Люди продолжают пытаться автоматизировать процесс с помощью непрерывных нитей. Наиболее успешным изобретением является дуговая сварка под флюсом, при которой дуга погружается в слой гранулированного флюса.
Вместе с развитием сварочной технологии, развивалась и металлургия, предлагавшая все более разнообразные сплавы металлов и где как раз требовался новый метод сварки. Ремонт блоков жидкостного охлаждения сварочных аппаратов, стал логичным продолжением развитие технологии сварки.
Дуговая сварка в среде защитного газа была запатентована CL Coffin еще в 1890 году. Но во время Второй мировой войны авиационной промышленности пришлось искать способы сварки магния и алюминия. В 1940 году в США полным ходом проводились эксперименты с дугами для защиты от инертных газов. При использовании вольфрамовых электродов электрическая дуга может быть получена без расплавления электродов. При этом сварку можно производить как с присадочным металлом, так и без него. Этот метод теперь называется сваркой TIG (дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа).
Через несколько лет появился процесс сварки MIG (Melting Inert Gas Shielded Arc Welding), в котором в качестве электродов используются непрерывные металлические проволоки. Первоначально защитным газом был инертный газ гелий или аргон.
Поскольку CO2 найти легче (сварочная дуга MAG в среде активного газа), Любавский и Новошилов успешно использовали его. Они используют метод «переноса погружением», чтобы уменьшить некоторые проблемы, вызванные сильным разбрызгиванием. К тому времени было изобретено большинство сварочных процессов, которые мы используем сегодня. Затем появились другие методы сварки, такие как лазерная сварка и сварка трением смеси, которые были изобретены британской сварочной компанией.
|
