Технология металлов и их сварка

В этой статье хотелось бы немного поговорить о технологии металлов и их сварке.

Поговорим о технологии металлов и  их сварке в некоторых ее проявлениях. В течение двадцатого столетия сварка стала одним из самых распространенных технических процессов. Сегодня трудно назвать другой какой-либо процесс, который развивался бы столь стремительно. Решение множества проблем современности связано с необходимостью получения сварных соединений, способных работать в самых разных условиях, включая и экстремальные. Поэтому можно сделать вывод, что сварка и в 21-м веке не только не сбавит темп, а напротив его нарастит, т. к. появляются все новые и новые виды металлов, требующих качественного сварного соединения. Нам нужны будут новые сварочные технологии и процессы, которые создаются сегодня как на Украине, так и в России ( в других странах, конечно, тоже, но СНГ рулит).

Давайте познакомимся с таким видом сварки, как сварка в земных условиях. В 40-х годах двадцатого века был создан способ автоматической сварки под слоем флюса. Во время Второй мировой войны этот вид сварки применялся для производства танков. Сваривалась бронированная сталь. Тогда же в Станкограде (как тогда назывался Нижний Тагил) был создан лучший танк того времени Т-34, его бронекорпус сваривался автоматической сваркой. Автоматический процесс сварки помогал выполнять эту работу молодым людям без опыта работы, которые с трудом доставали до пульта управления. Сейчас в институте сварки имени Патона в Киеве стоит памятник симбиозу военной техники и сварки - танк Т-34. Этой работой в те военные времена активно занимался Патон Евгений Оскарович, который руководил  тогда институтом сварки, эвакуированном из Киева в Нижний Тагил. 5 ноября 1953 года в Киеве был открыт цельносварной мост, который воплотил в себе многочисленные идеи Евгения Оскаровича. Спустя более полувека этот мост благодаря применению надежных технологий сварки служит верой и правдой жителям Киева и гостям столицы. Приблизительно в то же время в промышленности начали внедрять и использовать аппараты для электрошлаковой сварки. Это было очень удобно, т. к. можно было сваривать металлы большой толщины (до 4-х метров). Исследования, проведенные в ИЭС им. Е.О. Патона выявили, что скорость электрошлаковой сварки можно увеличить в 4 – 5 раз и тем самым уменьшить перегрев металла во время сварки. Это дает возможность отказаться от термической обработки и обеспечить необходимый комплекс сварного соединения. Эти устройства изготавливал (при поддержке института Патона) Новокраматорский машиностроительный завод.

В технологии электрошлаковой сварки есть и свои недостатки, например,перегрев околошовной зоны во время сварки, что в некоторых случаях вызывает необходимость дополнительной термической обработки (нормализация). Применение новых технологий в области электрошлаковой сварки позволяет избежать перегрева и нормализации. На основе процесса электрошлаковой сварки создана технология электрошлакового переплава металла, электрошлакового литья всевозможных конструкций, а это в свою очередь, дает возможность изготовления серьезных конструкций - вплоть до корпусов подводных лодок, реакторов для атомной энергетики и пр.

Прорывом в сварочных технологиях можно назвать и создание метода сварки оплавлением. Этот способ эффективно использовался и для автоматической контактной сварки рельсов в полевых условиях. Контактная сварка оплавлением относится к наиболее эффективным способам соединения металлов. Разработан способ, получивший название «Пульсирующее оплавление», этот способ запатентован институтом Патона во многих странах мира. Он сокращает время сварки в 2-3 раза, снижает потерю металла и потребляемую мощность. Созданы специальные машины для контактной сварки рельсов, железнодорожных крестовин и проката. Каховский завод сварочного оборудования по чертежам института им. Патона наладил выпуск этих аппаратов, которые пользуются популярностью во многих странах мира.

В свое время (еще тогда в СССР) возникла необходимость производства труб большого диаметра (ТБД). Институт сварки им. Е.О. Патона провел важные исследования и разработал технологию сварки ТБД. В результате нашла успешное применение технология сварки пятью дугами прямошовных труб диаметром 1420 мм. Были созданы и испытаны установки для скоростной сварки труб этим методом.

В условиях прокладки трубопроводов в Сибири при отсутствии механизации сварочного процесса сварка выполнялась вручную при помощи штучных электродов. Это было непростой задачей, т.к. нужно было варить из потолочного положения по кругу, накладывая около 4,5 метров сварочного шва. Это очень трудный, долгий и экологически опасный процесс. Были приняты меры с целью облегчить труд сварщиков и созданы установки для сварки труб оплавлением. Если раньше сварщик вручную заваривал стык по кругу в течении световой смены, то с помощью новых аппаратов на это уходило 2-3 минуты, а с учетом предварительной подготовки –  10-15 минут. Теперь передвижные комплексы для стыковой контактной сварки в полевых условиях значительно упростили процесс сварки трубопроводов. Сварочная машина находится внутри трубы и передвигается тоже по внутренней ее части, а это помогает производить сварку не зависимо от погодных условий.

Еще один очень интересный вид сварки – электронно-лучевой. С успехом применяется в военной промышленности (самолетостроение и ракетное производство). Это очень интересный сварочный процесс, но он требует производства в вакууме. На современных установках электронно-лучевой сварки осуществляется управление всеми параметрами режима сварки и перемещением пушки по семи осям, что дает возможность выполнять сварку изделий практически любых пространственных конфигураций. В последнее время в промышленности используют гибридную методику сварки (например, применяя электронный луч и дугу, лазер и микро-плазму). При применении гибридной сварки совместное воздействие на металл двух источников тепла значительно повышает эффективность использования энергии каждого из них. КПД увеличивается от 50 до 70 %. Существует еще масса различных способов и методик сварки металла, в разных условиях (включая космос и сварку под водой). Технологии сварки продолжают стремительно развиваться, во многом благодаря усердным труженикам института сварки Патона. В Запорожской области официальным представителем по продаже сварочного оборудования ТМ Патон является магазин «Сварка-Запорожье». Адрес сайта: http://svarka.zp.ua. Помимо сварочного оборудования «Патон» http://svarka.zp.ua продает практически все сварочное оборудование, доступное на просторах Украины. Магазин «Сварка-Запорожье» осуществляет доставку сварочного оборудования по всей Украине. Сварка – это будущее, мы за будущее со сваркой!