Сваривать металл люди обучились тысячи лет назад. Но прежде это была продолжительная и тяжёлая работа. В горне добела раскаляли финиши кусков металла. После этого скоро извлекали их из пламени, накладывали друг на друга на наковальне и приложив все возможные усилия били по месту сварки молотами. Так сваривали оружие, простейшие орудия и различные инструменты, нужные для обработки почвы. Но не все железные подробности возможно было соединить сваркой. И тогда стали применять заклепки.
В железных судах, других сооружениях и мостах металлические страницы, балки и другие подробности соединяли в одно целое десятками тысяч заклепок. Для прочности страницы накладывали один на другой и скрепляли двойными, в противном случае и тройными заклепочными швами. Это весьма утяжеляло конструкцию и одновременно с этим ослабляло ее. Так было до появления электросварки.
Кое-какие виды соединений посредством электросварки.
Сварку посредством электрического тока изобрели независимо друг от друга русские инженеры Н. Н. Бенардос и Н. Г. Славянов. Это изобретение произошло по окончании того, как русский ученый В. В. Петров открыл явление электрической дуги.
Со времени изобретения электросварки Н. Г. Славяновым прошло больше полувека. Сначала к ней относились с недоверием, полагая, что шов непременно получается «горелым», ненадежным. Фантазией считалась кроме того идея, что посредством электросварки возможно накрепко соединять большие подробности автомобилей, строить корабли и мосты. Еще в 1930 г. все суда делали на заклепках, а электросваркой разрешалось соединять лишь маленькие второстепенные подробности.
Сейчас электросварка используется везде: при постройке плотин, мостов, морских и речных судов, в производстве тракторов, машин и т. д.
Посмотрим сперва, как создают электросварку вручную. Электросварщику необходимо соединить в стык два металлических страницы. Для этого их кромки обработали так, что, в то время, когда страницы составили, между ними оказалась канавка, которую и необходимо заполнить расплавленным металлом.
Сваривать подробности током простого напряжения — 220 либо 127 в — запрещено. Предварительно напряжение необходимо понизить до 60-80 в. Для этого помогает мобильной трансформатор, от которого к рабочему месту идут два толстых изолированных провода. Один провод подключают к подробности, а к концу второго присоединена железная вилка с рукояткой — электрододержатель.
Посредством этого оборудования возможно вручную сваривать разные подробности.
Сварщик берет покрытый слоем обмазки металлической пруток — электрод — и вставляет его в развилок держателя. После этого левой рукой опускает подвижную часть собственного необыкновенного головного убора — широкий щиток, закрывающий все лицо. На уровне глаз в щитке сделан прорез, закрытый чёрным стеклом. Электросварщик смотрит за плавкой электрода лишь через это чёрное стекло. В противном случае возможно утратить зрение либо сломать его.
Позже он приближает электрод к канавке между страницами. Мгновенно вспыхивает ослепительная звездочка — электрическая дуга. Сварщик держит электрод на расстоянии нескольких миллиметров от подробности, в противном случае дуга погаснет. В ее жарком пламени электрод плавится, и капли стали, стекая с него, заполняют канавку. Страницы соединяются прочным швом.
В то время, когда в вилке электрододержателя остается совсем маленький кусочек прутка, сварщик поднимает электрод.
Когда дуга меркнет, он откидывает наверх щиток, выбрасывает остаток электрода и вставляет в вилку новый.
Дабы расплавленный при сварке металл не окислялся, а нужные присадки (добавки) к стали не выгорали, используют флюсы — хлористый цинк, канифоль, буру и т. п. Это составы, температура плавления которых ниже температуры плавления сварочных электродов. При ручной сварке электроды обмазывают такими составами. Расплавляясь, они покрывают свариваемое место слоем жидкого шлака, изолируют его от воздуха, снабжают свойства металла и нужный состав и хороший, ровный, без трещин шов.
Конструкторы в далеком прошлом уже вспоминали над тем, дабы механизировать труд сварщика. Они создали много сварочных автоматов. Но эти автоматы используются лишь в том месте, где имеется повторяющиеся однообразные операции либо идет неизменная, однообразная работа. К примеру, при постройке больших судов сваривают автоматами швы обшивки. Так как протяженность этих швов образовывает десятки километров. А неодинаковые подробности так же, как и прежде сваривают ручным методом.
Таковой сварочный автомат-трактор используют при постройке судов
У нас созданы так именуемые сварочные тракторы. Таковой трактор сам движется на протяжении шва и надежно сваривает его. Вместо отдельных маленьких электродов трактор заряжают целым мотком электродной проволоки. А в особый коробку — бункер, кончающийся внизу маленьким отверстием, насыпают флюс. Он все время сыплется на место сварки и предохраняет расплавленный металл от окисления. Рабочему нужно только начинаеться отрегулировать данный автомат и разрешить войти его по рельсам над свариваемыми страницами.
Таким же автоматом возможно приваривать к дну корабля и к бортам металлические ребра — шпангоуты. Днище наряду с этим, само собой разумеется, не двигают. По окончании приварки каждого шпангоута перемещается совместно со собственными рельсами сам трактор.
Автоматические сварочные аппараты трудятся на многих фирмах. Они сваривают огромные трубы, свернутые из металлического страницы (рис. 4), ЖД вагоны, цистерны и шасси машин. Имеется автоматы, каковые из заготовленных металлических полос сваривают огромные балки для заводских и мостов строений.
Но не всегда подробности сваривают посредством электрода. Узкие железные страницы не выдерживают таковой сварки и прогорают. Для их соединения используют так именуемую точечную электросварку. Края страниц накладывают один на другой. Затем особый аппарат сжимает их в одном месте двумя железными «клыками», через каковые пропускается электрический ток. В точке, появлявшейся между «клыками», страницы нагреваются и мгновенно привариваются друг к другу. Автомат тут же сам выключает ток, мало перемещается на протяжении шва, и «клыки» сжимаются опять. Получается достаточно прочный шов, складывающийся из множества растянувшихся в ряд сваренных точек. Возможно подобным методом взять и целый шов, в случае, если вместо «клыков» забрать прочный ролик, в который подается ток. Привод сварочного аппарата сам двигает ролик на протяжении намеченной линии. Так сваривают кроме того узкую жесть.
Этим автоматом сваривают огромные цилиндры и стальные трубы
Электросваркой соединяют подробности не только из чугуна и стали, но и из цветных металлов. Отлично сваривается алюминий. Электроды для этого берут также алюминиевые, с защитной обмазкой из хлористого лития. В СССР в далеком прошлом уже созданы автоматы для сварки изделий из этого металла.
Медь не хорошо сваривается посредством электрической дуги либо точечными аппаратами. Исходя из этого ее сваривают вторыми методами, о которых мы еще поведаем.
Посредством электросварки не только соединяют отдельные подробности, но и восстанавливают изношенные. Весьма дорого стоят ковши экскаваторов и плавучих землечерпательных автомобилей. Изнашиваются они неравномерно: ковш еще цел, а кромка, которая все время врезается в грунт, «съедена» практически полностью. Для работы ковш уже не годится, необходимо вернуть его замечательную «челюсть».
На помощь приходят электросварщики. Они скоро наплавляют на износившуюся кромку новый слой прочного металла. После этого данный слой обрабатывают снаружи абразивными кругами, и ковш опять может вгрызаться в грунт.
Мы поведали о способе электросварки Славянова и о точечной сварке. Но не забыт и метод Бенардоса, при котором пользуются не железным, а угольным электродом. Конкретно этим методом удается удачно сваривать ее сплавы и медь. Помимо этого, угольным электродом возможно сваривать и узкие страницы.
Пробовали посредством электрической дуги резать металл. Но времени тратится через чур много, а кромки разреза весьма неотёсанны. К тому же весьма толстый металл электрической дугой и не разрежешь. Тут необходимы какие-то другие методы, более производительные, дающие ровную линию разреза.