Розвиток сучасного зварювання

3. Розвиток сучасного зварювання

Витоки зварювання можна простежити з часів перших ковальських майстерень, де ковалі нагрівали та надавали форми металу. У ті часи метали в основному використовувалися для виготовлення інструментів та зброї, які на той момент були надзвичайно важливими. Ковальство було важливим і шанованим ремеслом у будь-якій громаді, тому навіть лорди і королі з повагою ставилися до ковалів, оскільки залежали від них у питаннях зброї. Ковальська майстерність вважалася мистецтвом, зрозуміти яке було дано лише небагатьом, тому ковалів часом приймали за свого роду чаклунів.

1.5. При будівництві будівель, каркас завжди виготовляють зі сталі, незалежно від облицювальних матеріалів, цегла, бетон або дерево, всі роботи починаються зі зварювальників і монтажників металоконструкцій.

1.6. Виготовлення та ремонт промислового обладнання та сільськогосподарської техніки практично неможливо уявити без зварювання. Зазвичай використовується електродугове зварювання, наприклад, при зварюванні скрепера на дорожні машини компанії John Deere, як показано на ілюстрації.

Враховуючи те, що у свідомості простих людей образ коваля завжди асоціювався з великою мускулистою людиною, завжди вкритою сажею, що виготовляє корисні знаряддя праці практично з нічого, не дивно, що до представників цього ремесла ставилися з великою повагою.

Ковалі нагрівали метал на вогні, використовуючи для його розпалювання дерево (вугілля стали застосовувати набагато пізніше), потім за допомогою молотка метал перетворювали на різний інвентар і зброю, при цьому ковалі загартовували деякі частини металу, щоб надати їм велику міцність, заточувалася зброя на кам'яному шліфо.

Були часи, коли неможливо було виготовити інструмент із одного шматка металу. Поступово техніка ковальства розвивалася, і шматки металу стали з'єднувати або болтами, або гарячим штампуванням, або зварюванням. Спочатку процедура зварювання полягала в нагріванні металів до певного кольору (точний індикатор температури металу) і потім їх з'єднання, для цього частини поміщали на ковадло і стукали молотком. Тепло та тиск сприяли з'єднанню металів, а сам процес отримав назву «ковальське зварювання».

З розвитком цивілізації виникала необхідність виготовлення все більших і більших предметів із металу, особливо з початком промислової революції у XIX столітті.

При виробництві більшості промислової техніки використовувався чавун, який, у свою чергу, виготовлявся за допомогою плавлення металу, потім розплавлений метал виливався у форму і остигав.

1.7. Білл працює скульптором по металу, при цьому працює з металевими стрижнями, трубами, пластинами, проводами, а також відлитими деталями, створюючи цікаві проекти, в яких з'єднуються тверді метали з «органічними» елементами.

1.8. Одна з монументальних робіт Білла – 9-метрова скульптура, яка називається «Органічна форма 1», створена з нержавіючої сталі та має масу понад 454 кг.

1.9. При ближчому розгляді «точки переходу» у скульптурі Білла, ми можемо побачити, що труба з нержавіючої сталі та стрижень обмотані тросом із нержавіючої сталі. Спочатку виготовлялася форма з пінопласту, потім відливалася в піщаній формі, після чого чистова обробка проводилася за допомогою шліфувального верстата.

Ремонт пошкоджених деталей був звичайною справою у промисловості та у виробництві. Чавун занадто крихкий для ковальського зварювання на ковадлі, а деталі були занадто великими, тому набула розвитку та широкого застосування термітне зварювання, при якому пошкоджена деталь нагрівалася, потім тимчасово скріплювалася болтами по периметру пошкодженої ділянки, після чого на зону пошкодження наливали розплавлений метал. При правильному виконанні розплавлений метал з'єднувався з металевою поверхнею деталі, і обладнання знову було готове до роботи.

На початку XX століття широкого поширення набуло застосування електрики, особливо з метою освітлення. Ранні лампи з вугільною ниткою розжарювання виробляли стільки ж тепла, як і світла, тому деякі почали використовувати вугільні нитки розжарювання для зварювання металів оплавленням. Незабаром з'явився штучний зварювальний електрод, схожий на сучасні електроди для дугового зварювання, приблизно водночас з'явилося киснево-ацетиленове зварювання. Цікаво, що ацетилен використовувався для виготовлення освітлювальних фар до Першої світової війни.

Говорячи про Першу світову війну, будь-хто, хто знайомий з історією, знає, що велика кількість технологічних новинок з'явилася саме при прискореному розвитку промисловості у воєнний час. Під час Першої світової війни отримало подальший розвиток газове та електродне зварювання, і незабаром після цього удосконалення технології рентгенівського випромінювання сприяло промисловому використанню зварювання. Ретельна перевірка зварних швів, яка стала можливою завдяки рентгенівським променям, прискорила розширення застосування зварювання.

Швидкий розвиток авіаційної промисловості між Першою та Другою світовими війнами збільшив використання легких металів, які замінили дерево та тканину у крилах та фюзеляжах літаків, що призвело до подальшого розвитку зварювання. Друга світова війна принесла розквіт авіаційній промисловості, а також зростання вимог до швидкого з'єднання легких металів таких, як алюміній і магній, при цьому шви мали бути міцнішими і гладкішими, порівняно із заклепочними сполуками, які використовувалися раніше. Зварювання в середовищі інертного газу було винайдено перед початком війни, однак у ті часи використання інертних газів обходилося занадто дорого, що, у свою чергу, послужило поштовхом до швидшого розвитку технічного прогресу під час війни. Після закінчення війни легкі метали мали великий попит, оскільки знайшли застосування в багатьох галузях промисловості, включаючи і військову, зварювання вольфрамовим електродом в середовищі інертного газу продовжувало вдосконалюватися, а дугове зварювання електродом, що плавився, в середовищі інертного газу було винайдено приблизно в 1948 році.

1.10. Високоякісні технології зварювання дуже важливі при з'єднанні металів у таких високотехнологічних галузях промисловості, як ядерні носії, авіація, автомобілебудування. На ілюстрації зображено велику майстерню з ремонту автомобілів.

1.11. Не кожен зварювальник чи зварювальний апарат може працювати у закритому приміщенні. На ілюстрації показано вантажівку з портативним зварювальним апаратом для газового зварювання/обрізання, апаратом для дугового зварювання, а також кран. Більшість зварювальних майстерень оснащені портативними комплектами для виконання віддалених робіт.

1.12. Задня частина цієї вантажівки виконана у формі великого верстата. Дуговий зварювальний апарат постійного/змінного струму, встановлений на автомобіль Lincoln, оснащений власним джерелом живлення, яке забезпечує освітлення робочого місця під час виконання робіт увечері.