Развитие современной сварки

3. Развитие современной сварки

Истоки сварки можно проследить со времен первых кузнечных мастерских, где кузнецы нагревали и придавали форму металлу. В те времена металлы, в основном, использовались для изготовления инструментов и оружия, которые на тот момент были чрезвычайно важны. Кузнечество было важным и уважаемым ремеслом в любой общине, поэтому даже лорды и короли с уважением относились к кузнецам, так как зависели от них в вопросах, касающихся оружия. Кузнечное мастерство считалось искусством, понять которое было дано лишь немногим, поэтому кузнецов порой принимали за, своего рода, колдунов.

1.5. При строительстве зданий, каркас всегда изготавливают из стали, независимо от облицовочных материалов, будь то кирпич, бетон или дерево, все работы начинаются со сварщиков и монтажников металлоконструкций.

1.6. Изготовление и ремонт промышленного оборудования и сельскохозяйственной техники практически невозможно представить без сварки. Обычно используется электродуговая сварка, например, при сварке скрепера на дорожные машины компании John Deere, как показано на иллюстрации.

Учитывая то, что в сознании простых людей образ кузнеца всегда ассоциировался с большим мускулистым человеком, всегда покрытым сажей, изготавливающим полезные орудия труда практически из ничего, не удивительно, что к представителям данного ремесла относились с большим уважением.

Кузнецы нагревали металл на огне, используя для его разжигания дерево (уголь стали применять гораздо позже), затем при помощи молотка металл превращали в различный инвентарь и оружие, при этом кузнецы закаляли некоторые части металла, чтобы придать им большую прочность, затачивалось орудие на каменном шлифовальном кругу.

Были времена, когда невозможно было изготовить инструмент из одного куска металла. Постепенно техника кузнечного дела развивалась, и куски металла стали соединять либо болтами, либо горячей штамповкой, либо сваркой. Сначала процедура сварки состояла в нагревании металлов до определенного цвета (точный индикатор температуры металла) и затем их соединения, для этого части помещали на наковальню и стучали по ним молотком. Тепло и давление способствовали соединению металлов, а сам процесс получил название «кузнечная сварка».

С развитием цивилизации возникала необходимость изготовления все больших и больших предметов из металла, особенно с началом промышленной революции в XIX веке.

При производстве большей части промышленной техники использовался чугун, который, в свою очередь, изготавливался посредством плавления металла, затем расплавленный металл выливался в форму и остывал.

1.7. Билл работает скульптором по металлу, при этом он работает с металлическими стержнями, трубами, пластинами, проводами, а также отлитыми деталями, создавая интересные проекты, в которых соединяются твердые металлы с «органическими» элементами.

1.8. Одна из монументальных работ Билла – 9-метровая скульптура, которая называется «Органическая форма 1», созданная из нержавеющей стали и имеющая массу более 454 кг.

1.9. При более близком рассмотрении «точки перехода» в скульптуре Билла, мы можем увидеть, что труба из нержавеющей стали и стержень обмотаны тросом из нержавеющей стали. Сначала изготавливалась форма из пенопласта, затем отливалась в песчаной форме, после чего чистовая обработка производилась при помощи шлифовального станка.

Ремонт поврежденных деталей был обычным делом в промышленности и в производстве. Чугун слишком хрупкий для кузнечной сварки на наковальне, а детали были слишком большими, поэтому получила развитие и широкое применение термитная сварка, при которой поврежденная деталь нагревалась, затем временно скреплялась болтами по периметру поврежденного участка, после чего на зону повреждения наливали расплавленный металл. При правильном выполнении, расплавленный металл соединялся с металлической поверхностью детали, и оборудование снова было готово к работе.

В начале XX века широкое распространение получило применение электричества, особенно с целью освещения. Ранние лампы с угольной нитью накаливания производили столько же тепла, сколько и света, поэтому некоторые начали использовать угольные нити накаливания для сварки металлов оплавлением. Очень скоро появился штучный сварочный электрод, похожий на современные электроды для дуговой сварки, примерно в то же время появилась кислородно-ацетиленовая сварка. Интересно, что ацетилен использовался для изготовления фар освещения автомобилей до Первой мировой войны.

Говоря о Первой мировой войне, любой, кто знаком с историей, знает, что большое количество технологических новинок появилось именно при ускоренном развитии промышленности в военное время. Во время Первой мировой войны получила дальнейшее развитие газовая и электродная сварка, и, вскоре после этого, усовершенствование технологии рентгеновского излучения способствовало промышленному использованию сварки. Тщательная проверка сварных швов, которая стала возможной благодаря рентгеновским лучам, ускорила расширение применения сварки.

Быстрое развитие авиационной промышленности между Первой и Второй мировыми войнами увеличило использование легких металлов, которые заменили дерево и ткань в крыльях и фюзеляжах самолетов, что привело к дальнейшему развитию сварки. Вторая мировая война принесла расцвет авиационной промышленности, а также рост требований к быстрому соединению легких металлов таких, как алюминий и магний, при этом швы должным были быть более прочными и гладкими, по сравнению с заклепочными соединениями, которые использовались ранее. Сварка в среде инертного газа была изобретена перед началом войны, однако в те времена использование инертных газов обходилось слишком дорого, что, в свою очередь, послужило толчком к более быстрому развитию технического прогресса во время войны. После окончания войны легкие металлы пользовались большим спросом, так как нашли применение во многих областях промышленности, включая и военную, сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа продолжала совершенствоваться, а дуговая сварка плавящимся электродом в среде инертного газа была изобретена примерно в 1948 году.

1.10. Высококачественные технологии сварки предельно важны при соединении металлов в таких высокотехнологичных областях промышленности, как ядерные носители, авиация, автомобилестроение. На иллюстрации изображена большая мастерская по ремонту автомобилей.

1.11. Не каждый сварщик или сварочный аппарат может работать в закрытом помещении. На иллюстрации показан грузовик с портативным сварочным аппаратом для газовой сварки/обрезки, аппаратом для дуговой сварки, а также кран. Большая часть сварочных мастерских оснащена портативными комплектами для выполнения удаленных работ.

1.12. Задняя часть данного грузовика выполнена в форме большого верстака. Дуговой сварочный аппарат постоянного/переменного тока, установленный на автомобиль Lincoln, оснащен собственным источником питания, который обеспечивает освещение рабочего места при выполнении работ вечером.