История газовой сварки кратко

Обновлено: 02.07.2024

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

ГАЗОВАЯ СВАРКА — технологический процесс получения неразъёмного соединения металлич. частей путём местного нагрева их газокислородным пламенем до температуры плавления. Сварное соединение образуется без приложения усилий сжатия, в результате затвердевания расплавленного металла.

Г. с. возникла после разработки промышленного способа производства карбида кальция (1893—95). Из последнего легко получается горючий газ ацетилен, к-рый имеет преимущественное применение при Г. с.

Первые газовые горелки для сварки появились в 1900—02.

Промышленное применение ацетилено-кислородная сварка получила с 1906, когда появились достаточно надёжные конструкции ацетиленовых генераторов и инжекторные сварочные горелки.

Хотя уже тогда была известна дуговая электросварка (см.), разработанная русскими учёными Н. Н. Бенардосом и Н. Г. Славяновым, газовое пламя получило широкое распространение для сварки технологич. оборудования, газопроводов и других конструкций.

Кузнечная сварка и пайка были ведущими процессами сварочной техники вплоть до конца ХIХ в., когда начался совершенно новый, современный период развития сварки. Несоизмеримо выросло производство металла и всевозможных изделий из него, многократно - потребность в сварочных работах, которую не могли уже удовлетворить существовавшие способы сварки. Началось стремительное развитие сварочной техники - за десятилетие она совершенствовалась больше, чек за столетие предшествующего периода. Быстро развивались и новые источники нагрева, легко расплавлявшие железо: электрический ток и газокислородное пламя.

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 году русский физик и электротехник, впоследствии академик Василий Владимирович Петров.

В 1802 г. русский академик В.В. Петров обратил внимание на то, что при пропускании электрического тока через два стержня из угля или металла между их концами возникает ослепительно горящая дуга (электрический разряд), имеющая очень высокую температуру. Он изучил и описал это явление, а также указал на возможность использования тепла электрической дуги для расплавления металлов и тем заложил основы дуговой сварки металлов.

Н.Н. Бенардос в 1882 г. изобрел способ дуговой сварки с применением угольного электрода. В последующие годы им были разработаны способы сверки дугой, горящей между двумя или несколькими электродами; сварки в атмосфере защитного газа; контактной точечной электросварки с помощью клещей; создан ряд конструкций сварочных автоматов. Н.Н. Бенардосом запатентовано в России и за границей большое количество различных изобретении в области сварочного оборудования и процессов сварки.

Автором метода дуговой сварки, плавящимся металлическим электродом, наиболее распространенного в настоящее время, является Н.Г.

Славянов, разработавший его в 1888 г.

Н.Г. Славянов не только изобрел дуговую сварку металлическим электродом, описал ее в своих статьях, книгах и запатентовал в различных странах мира, но и сам широко внедрял ее в практику. С помощью обученного им коллектива рабочих-сварщиков Н.Г. Славянов дуговой сваркой исправлял брак литья и восстанавливал детали паровых машин и различного крупного оборудования. Н.Г. Славянов создал первый сварочный генератор и автоматический регулятор длины сварочной дуги, разработал флюсы для повышения качества наплавленного металла при сварке. Созданные Н.Н. Бенардосом и Н.Г. Славяновым способы сварки явились основой современных методов электрической сварки металлов.

Сварка в Украине

Известный мостостроитель академик Патон Евгений Оскарович, предвидя огромное будущее электросварки в мостостроении и в других отраслях хозяйства, резко сменил поле своей научной деятельности и в 1929 году

организовал сначала лабораторию, а позднее первый в мире институт электросварки (г. Киев). Им было разработано и предложено много новых и

эффективных технологических процессов электросварки. В годы войны в короткий срок под его руководством были разработаны технология и автоматические стенды для сварки под слоем флюса башен и корпусов танков, самоходных орудий, авиабомб.

В настоящее время широкое развитие получили такие новые способы сварки как: порошковыми материалами, плазменная, контактная и электрошлаковая, сварка под водой и в космосе и др., многие, из которых были разработаны в Институте электросварки имени Е.О. Патона, который в последние годы возглавлял сын основателя института - академик Борис Евгеньевич Патон.

Наибольшее развитие наука о сварке и техника применяемых в настоящее время передовых методов сварки подучила в нашей стране благодаря трудам многих ученых, инженеров и рабочих-новаторов сварочного производства. Ими создано большое количество типов сварочного оборудования, марок электродов, разработаны новые прогрессивные сварочные процессы, в том числе высокомеханизированные и автоматизированные, освоена техника сварки многих металлов и сплавов, глубоко и всесторонне разработана теория сварочных процессов. В последние годы сварка повсеместно вытеснила способ неразъемного соединения деталей с помощью заклепок.

Сейчас сварка является основным способом соединения деталей при изготовлении металлоконструкций. Широко применяется сварка в комплексе с литьем, штамповкой и специальным прокатом отдельных элементов заготовок изделий, почти полностью вытеснив сложные и дорогие цельнолитые и цельноштампованные заготовки.

История газовой сварки

Газовая сварка возникла после разработки промышленного способа производства карбида кальция (1893—1895 гг.). Из последнего легко получается горючий газ

— ацетилен, который имеет преимущественное применение при газовой сварке из-за своей температуры сгорания в кислороде, которая составляет 3150 °C. Первые газовые горелки для сварки появились в 1900—1902 гг. Промышленное применение ацетилено - кислородная сварка получила в 1906 г., когда появились достаточно надежные конструкции ацетиленовых генера

торов и инжекторные сварочные горелки.

Газовая сварка и кислородная резка металлов нашли широкое

применение в машиностроении, металлургической промышленности и строительстве, как при изготовлении новых изделий, так и при ремонте.

Пламя газовой горелки используется также для наплавки твердых сплавов, пайки, закалки и для других работ.

Важное промышленное значение имеет кислородная резка, дающая возможность резать металлы различной толщины не только по прямой линии, но и по любому контуру. В ряде производств кислородная резка является одним из основных элементов технологического процесса изготовления металлических изделий.

Вторая часть

Теоретическая

К работам допускаются лица старше 18 лет, которые прошли медкомиссию, вводный и первичный инструктаж; обязаны выполнять правила внутреннего распорядка, соблюдать технологическую дисциплину, бережно относиться к инструменту, устройствам, материалу, спецодежде и другим средствам индивидуальной защиты. Содержать в чистоте рабочее место, работать исправными инструментами, знать принцип действия и правила технической эксплуатации механизмов и устройств, которые используются. Уведомлять мастера о выявлении неисправности.

Получил задание: Технология сварки – прихватка фланца к трубе (при помощи ручной дуговой и газовой сварки). Данная деталь будет служить соединителем для труб.

Для выполнения поставленной задачи буду использовать:

Средства индивидуальной защиты (далее СИЗ)

Костюм сварщика брезентовый состоит из куртки и брюк.

Куртка выполнена с центральной потайной бортовой застежкой на пуговицах, с отложным воротником с хлопчатобумажной накладкой. Рукава втачные, двухшовные с отверстиями для воздухообмена. Отверстия для воздухообмена расположены и на кокетке на спинке. Карманы на боковых швах. Брюки:

с двумя накладными карманами впереди, с притачным поясом.

Материал: брезент с огнеупорной пропиткой плотностью 520 г/м 2 или 550 г/м 2 .

Краги сварочные

Краги сварщика представляют собой удлиненные перчатки с раструбами, пошитые из спилка. Слово краги означает большие отвороты на перчатках (или сапогах). Основное назначение краг - защитить руки сварщика от теплового воздействия источника сварочного нагрева, будь то электрическая дуга, плазма, газовая горелка и др. Кроме этого при сварочных процессах мы имеем дело с образованием большого количества искр. При нарушении технологии сварки возможны выплески жидкого металла. Неосторожные движения сварщика могут привести к прикосновению к разогретым деталям или оснастке. Сварочная дуга - это мощный источник ультрафиолетового излучения, от которого также необходимо защищать кожу.
Отсюда вытекают необходимые требования к средствам индивидуальной защиты рук при сварочных процессах. Сварочные краги должны обладать достаточно высокой прочностью при максимальных теплозащитных и огнестойких свойствах.

Маску сварщика Днипро-М WH-350AD хамелион

- тип электроснабжения: батарейки / солнечные батареи;

- светофильтр (в см): 11*0.9*0.09;

- затемнение (светлый режим): 4DIN;

- затемнение (темный режим): 9DIN - 13DIN;

- время переключения в темный/ светлый режим: 1/15000 с / 0.1-1.0;

- защита от излучения: инфракрасная, ультрафиолетовая;

- масса: 430 грамм.

Страна производства: Украина.

Средства для очистки шва от шлака:

Щётка гребешок для снятия ржавчин Данная модель щетки имеет пластмассовую рукоятку с небольшим отверстием для подвески (то есть удобного хранения). Основное предназначение этой щетки - это обработка различных металлических поверхностей, а также снятие ржавчины, налета, старой краски и так далее.

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Первые газовые горелки для сварки появились в 1900—02.

Предыстория сварки

Историю появления какой-либо современной технологии нельзя рассматривать в разрыве с общеизвестными историческими процессами, общепризнанными названиями исторических периодов. Любая технология первоначально имеет предпосылки возникновения, процесс развития сквозь призму истории, кульминационные, значимые имена ученых, итог в современности и перспективы дальнейшего развития.

Сварочный процесс, каким бы современным он не казался на первый взгляд, появился еще примерно VIII-VII в до н.э. Для создания все более совершенных орудий труда люди начали изменять форму металла, который существовал сам по себе в природе, а также пытаться соединять небольшие его кусочки. К таким металлам относились медь или золото. Делали это только с помощью камней и физической силы. Этот процесс являлся первой разновидностью холодной сварки.

Немного позднее, человек научился самостоятельно добывать другие виды металлов (медь, свинец, бронзу), а также с помощью термической обработки – подогрева отдельных элементов – изготавливать более крупные изделия. Литьё использовалось уже для изготовления практически совершенных изделий.

Эпоха железного века тем и характерна, что люди научились добывать железо. На линейке времени эта отметка появилась примерно три тысячи лет назад. Процесс добычи железа сейчас выглядит очень просто: из природных железных руд путем плавки отделяется железо. Но в древности это выглядело иначе, так как плавить никто не умел. Из железной руды получали некую смесь только с частицами железа. Кроме него эта смесь содержала примеси неметаллического содержания: уголь, шлаки и пр. Только спустя значительное количество времени, с помощью ковки нагретой смеси получалось отделить железо от всего остального. В результате получались железные заготовки, которые впоследствии кузнечной сварки превращались в потрясающие изделия: орудия труда и оружие.

Самые передовые технологии сварочного процесса вплоть до промышленной революции составляли только кузнечная сварка и пайка. Последняя широко применялась в области ювелирного производства.

Основополагающие открытия

Прорыв в технологии сварочного производства был совершен в период промышленного переворота или промышленной революции. Открытия в области электричества совершались на протяжении веков, что привело в итоге к следующему.

В.В. Петров. Русский физик-экспериментатор, академик Петербургской академии наук, изобретатель электрической дуги

Сэр Гемфри Дэви в 1821 году проводил исследования с электрической дугой. Его ученик, Майкл Фарадей посвятил много времени изучению связи электричества и магнетизма. В 1830-х годах он открыл электромагнитную индукцию.

Немного позднее электрическая дуга уже начала служить во благо общества, когда появилась в бытовых лампах для освещения.

Почтовая марка с изображением Н.Н. Бенардоса в честь 100-летия изобретения электросварки

После всемирного распространения способа электродуговой сварки и мирового признания Бенардос разработал электродуговую сварку с угольными и металлическими электродами. Он стал основоположником идеи электродугового сварочного процесса с металлическим электродом при переменном токе; сварки наклонным электродом; технизации сварочного процесса.

Таким образом, всех вышеуказанных ученых и изобретателей считают основоположниками сварки, теми, кто её изобрел.

Несмотря на такие ключевые открытия в области электросварки, XIV век не славится ее обширным и повсеместным использованием, так как электроэнергия была в дефиците. Применять все новые открытия было проблематично, но никто не собирался отказываться от их применения. Преобразование сварочного оборудования и сварочных аппаратов продолжалось.

Дуговая электросварка в эти годы не была такой распространенной ввиду того, что ее источник питания требовал совершенствования (длина дуги была небольшая, она горела неустойчиво). Эту проблему в период с 1914 по 1917 гг. разрешали такие ученые как Строменгер, С. Джонс, Андрус и Стресау, каждый из которых осуществил свой вклад в создание покрытия для сварочного электрода, чтобы легче было поддерживать горение дуги.

Современность

Кратко изложим виды современного сварочного процесса.

Электрическая дуговая сварка.

На данный момент занимает лидирующую позицию среди прочих видов. Сегодня она самая распространенная, доступная и дешевая.

Электрошлаковая сварка.

Самый новейший процесс в области сварки крупногабаритных деталей, например, строительства судов, несущих конструкций, котлов, рельсов и пр. Основополагающий принцип этого вида сварки – электрический ток пропускается через шлак. Шлак образуется при расплавлении флюса, и он же является проводником электрического тока. Вследствие пропускания электрического тока через шлак выделяется теплота.

Существуют следующие виды электрошлаковой сварки:

Контактная и прессовая сварка.

Стыковую (соединение деталей по всей плоскости их касания путем нагрева); (детали соединяются в одной или в нескольких точках одновременно);
Рельефную (элементы соединяются в одной/нескольких точках со специальными выступами-рельефами);
Шовную (соединение элементов швом).

Прессовая сварка или сварка давлением представляет собой соединение металлов без их расплавления (твердые поверхности), только с деформацией применением силы. Этот вид сварки пришел к нам прямиком из древности с ее холодной сваркой.

Газовая сварка и резка.

Газовая сварка представляет собой процесс расплавления металла с помощью специальных горелок, в которых сжигаются горючие газы. Первая газовая горелка изобретена во Франции в конце 19 века. Работала на смеси кислорода и водорода.

Лучевые виды сварки.

Современные исследования ученых в области оптики, квантовой механики позволяют выделить совершенно новейшие виды лучевой сварки, основанной на энергии ионных и фотонных лучей. Выделяются следующие виды лучевой сварки:

Электронно-лучевая (источник теплоты — электронный луч; процесс сварки происходит в специальной установке: в вакуумных камерах);
Лазерная (источник теплоты – лазерный луч). Данный вид отличителен следующими чертами: экологическая безопасность, отсутствие механической обработки, высокая скорость сварки, значительной стоимостью лазерных установок.

(источник теплоты – струя из плазмы, то есть дуга, получаемая с помощью плазмотрона). Плазмотрон может быть прямого и косвенного действия.

Перспективы развития сварочного процесса

Перспективы развития сварочного производства вытекают из существующих на сегодняшний день минусов или проблем уже имеющихся и применяемых видов сварки. Над любым недостатком сегодня в поте лица работают опытнейшие ученые и разработчики оборудования, чтобы сделать человеческую жизнь и производство еще проще.

Первое, на что направлено совершенствование – создание сварочных аппаратов автоматическими в полной или неполной мере. В перспективе такой ход увеличит КПД сварочного процесса, увеличит коэффициент мощности.

Второе – возможность дистанционно управлять и регулировать процесс сварки крупногабаритных и сложных элементов единого сооружения (магистрали, объекты промышленности и пр.)

Третье – поиск способа удешевления лазерной сварки, как когда-то это было сделано с дуговой электросваркой.

Проблемой является также факт создания высококачественных и долговечных сварных конструкций, которые способны функционировать не только в привычных условиях, а также и в условиях резкого перепада температур, под водой и даже в космическом пространстве, что весьма актуально сегодня.

В настоящий момент происходит компьютеризация сварочного процесса в целом. Под компьютеризацией понимается внедрение возможностей компьютерных технологий в основные направления инженерной деятельности в области сварки: научные исследования, предварительное проектирование, управление и контроль технологических процессов.

Важно не упускать значимость информации в сварочном деле. Обладая необходимой информацией, в нужное время и в нужном месте, возможность совершить действительно важные открытия только повышается. Информация должна быть доступной, открытой и понятной. Для этого необходимы единые системы и базы данных с необходимой справочной, библиографической информацией для всех заинтересованных лиц.

Очевидно то, что сварка – уникальный процесс, не имеющий аналогов. Начало развития происходило еще до нашей эры, и этот процесс не прекращается до сих пор. Учитывая необходимость в этой уникальной технологии проводятся ряд научных исследований. С точностью можно утверждать, что процесс развития новых видов сварки не заставит себя ждать, так как технологии в наше время совершенствуются с невероятной скоростью.

Читайте также: