Зварювальні технології - опис історії розвитку та основних типів зварювання

Зварювання є одним із провідних технологічних процесів у машинобудуванні та будівництві. Важко назвати галузь господарства, де б воно не застосовувалося. У будівництві застосування зварки замість заклепок дозволило економити близько 20% металу та знизити на 5-30% трудомісткість виготовлення конструкцій.

Давайте розглянемо коротку історію розвитку технологій зварювання

1753 р. - академік Г. Р. Ріхман вперше припустив можливість застосування «електричних іскор» для плавлення металів. 

1802 р. - професор В. В. Петров відкрив явище електричної дуги. Дещо пізніше, в 1809 р., електричну дугу отримав  англійський  фізик Г. Деві.

1882 р. - російський винахідник М. М. Бенардос запропонував спосіб з'єднання і роз'єднання металів безпосередньою дією електричного струму. Він практично виконав зварювання й різання металів електричною дугою вугільним електродом. 

1888 р. - М. Г. Слав’янов, на відміну від способу М. М. Бенардоса, використав металевий стрижень одночасно як електрод так і присадний метал.

1907 р. - шведський інженер О. Кельберг застосував металеві електроди з покриттям, яке оберігало метал шва від шкідливого впливу повітря (окиснення та азотування), стабілізувало горіння дуги, різко підвищило якість зварних з'єднань. Ручне електродугове зварювання плавким електродом почало широко застосовуватися на заводах США, Англії, Австро-Угорщини та інших країн, а до кінця першої чверті ХХ століття стало основним способом зварювання в усьому світі.

Кінець 30-х років минулого століття - колектив Інституту електрозварювання Академії наук України під керівництвом академіка Євгена Оскаровича Патона було розробив технологію зварювання під флюсом. Кінець 40-х років минулого століття отримав промислове застосування спосіб дугового зварювання в захисних газах. На сьогодні широкого розвитку набули такі нові способи зварювання: порошковими матеріалами, плазмове, контактне зварювання, електрошлакове, зварювання під водою, в космосі та ін.. Останнім часом почали широко застосовувати оптичні квантові генератори – лазери. Найближчими роками можна чекати подальших серйозних успіхів у розвитку методів промислового зварювальння.

Стикове зварювання Стикове контактне зварювання – вид контактного зварювання, при якому з'єднання зварюваних частин відбувається по поверхні торців. Стиковим зварюванням сполучають дріт, стрижні, труби, смуги, рейки, ланцюги та інші деталі. При стиковому зварюванні, зварювані заготівки закріплюють у затисках машин для стикового зварювання, один з яких – рухомий, а інший – нерухомий. Струм проходить через деталі які зварюються, а рухома плита стискує зварювані деталі. Серйозною проблемою стикового зварювання є необхідність видалення грата – металу, видавленого осіданням. Грат зачищають вручну або механічними пристроями – гратознімачами – відразу після зварювання, після охолодження з'єднання або після термообробки.

Точкове зварювання Точкове контактне зварювання – контактне зварювання, при якому з'єднання елементів відбувається на ділянках, обмежених площею нагріву електродів, які проводять струм і передають зусилля стискування. Точковим контактним зварюванням зазвичай сполучають листові конструкції з однорідних і різнорідних чорних та кольорових металів однакової і різної товщини. За кількістю одночасно зварюваних точок точкове зварювання може бути одно-, дво- і багатоточковим. Параметрами режиму точкового зварювання є: зусилля стискування, густина струму і час проходження струму. Різновидом точкового зварювання є рельєфне зварювання, коли контакт деталей відбувається по заздалегідь підготовлених виступах (рельєфах). При проходженні струму рельєфи поступово деформуються, і на певній стадії відбувається плавлення та утворення ядра точки.

Шовне зварювання Шовне контактне зварювання – контактне зварювання, при якому з'єднання елементів виконується дисковими електродами, що обертаються, у вигляді безперервного або переривчастого шва. При шовному зварюванні утворення безперервного з'єднання відбувається послідовним перекриттям точок одна за одною. Шовне зварювання застосовують у масовому виробництві під час виготовлення ємнісних виробів де потрібні герметичні шви – бензобаки, труби, бочки тощо.