§ 31. Электросварка

Электросварка бывает двух видов: дуговая и контактная (электросварка методом сопротивления).

Дуговая электросварка изобретена русским инженером Н. Н. Бенардосом в 1882 г.

Николай Николаевич Бенардос (1842-1905), кроме электрической сварки и пайки металлов, изобрел способ электролитического покрытия медью корпусов железных судов. Н. Н. Бенардос является конструктором комбинированного газоэлектрического паяльника. Он впервые применил электрическую дугу для резки металлов под водой. Н. Н. Бенардос имел звание почетного инженера-электрика.

При дуговой электросварке используют тепло, выделяемое электрической дугой. При сварке по способу Бенардоса один полюс источника напряжения присоединяют к угольному стержню, а другой - к деталям, которые необходимо сварить (рис. 62). В пламя электрической дуги вводится тонкий металлический стержень, который плавится, и капли расплавленного металла, стекая на детали и застывая, образуют сварочный шов.

Рис. 62. Электросварка по способу Бенардоса (с угольным электродом): 1 - дуга, 2 - металлический стержень, 3 - уголь, 4 - свариваемые детали

В 1891 г. русский инженер Н. Г. Славянов предложил другой способ дуговой электросварки, который и получил наибольшее распространение. Николай Гаврилович Славянов (1854-1897) работал на Боткинском заводе и в Мотсзилнхэ (около г. Перми). В 1893 г. на Всемирной выставке Н. Г. Славянов получил золотую медаль за способ электросварки под слоем толченого стекла (флюса).

Электросварка по способу Славянова состоит в следующем. Угольный стержень заменен металлическим электродом (рис. 63). Плавится сам электрод, и расплавленный металл, застывая, соединяет свариваемые детали. По использовании электрода его заменяют новым.

Рис. 63. Электросварка по способу Славянова (с металлическим электродом): 1 - дуга, 2 - металлический электрод, 3 - свариваемые детали

Прежде чем сваривать деталь, ее нужно тщательно очистить от ржавчины, окалины, масла, грязи с помощью зубила, напильника, шкурки.

Для создания устойчивой дуги и получения прочного шва металлические электроды обмазывают специальными составами. Такая обмазка во время плавления электрода при работе также плавится и, заливая сильно нагретые поверхности свариваемых деталей, не дает им окисляться.

Контактная электросварка. Если сложить вплотную два куска металла и пропустить по ним сильный электрический ток, то за счет выделения тепла в месте касания кусков (ввиду большого переходного сопротивления) последние прогреваются до высокой температуры и сварятся.

В настоящее время электросварка, как дуговая, так и контактная, прочно вошла в промышленность и получила очень широкое распространение. Сваривают листовую и угловую сталь, балки и рельсы, мачты и трубы, фермы и котлы, суда и т. д. Сваркой изготовляют новые и ремонтируют старые детали из стали, чугуна и цветных металлов.

Ученые и изобретатели нашей страны разработали множество новых методов применения электросварки. Проф. К. К. Хренов предложил способ подводной электросварки. Автоматическая сварка, предложенная академиком Е. О. Патоком, позволяет очень быстро и высококачественно сваривать металлы в массовом производстве. Академик В. П. Никитин сконструировал сварочный аппарат, позволяющий производить сварку с помощью наиболее распространенного сейчас переменного тока.

При замыкании и размыкании электрических цепей рубильником или выключателем, а также замыкании и размыкании контактов приборов и аппаратов электрическая искра, возникающая между контактами, и нередко следующая за ней электрическая дуга плавят металл, и контакты обгорают или свариваются, нарушая работу установки. Это явление называется электрической эрозией (от латинского слова "эрого" - выгрызаю). Искра при своем появлении как бы "грызет" металл. Для борьбы с искрой иногда между контактами параллельно искровому промежутку включают конденсатор определенной емкости.

Инженеры Б. Р. Лазаренко и И. Н. Лазаренко использовали свойство электрической искры "грызть металл" в сконструированной ими электроэрозионной установке. Работа установки в основном состоит в следующем. К металлическому стержню подводится один провод от источника напряжения. Другой провод присоединяется к обрабатываемой детали, находящейся в масле. Металлический стержень заставляют вибрировать. Электрическая искра, возникающая между стержнем и деталью, "грызет" деталь, проделывая в ней отверстие, одинаковое с формой сечения стержня (шестигранное, квадратное, треугольное и т. д.).