Screenshot_169

ГЛАВА 5 ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ СВАРОЧНОЙ ТЕХНИКИ И НАУКИ О СВАРКЕ В СССР В 1946-1958 гг.

Организационные основы развития сварки в послевоенный период

После победоносного окончания Великой Отечественной войны советский народ под руководством Коммунистической партии приступил к выполнению планов четвертой пятилетки (1946— 1950). Основным хозяйственно-политическим заданием этой пятилетки было восстановить промышленность, транспорт и сельское хозяйство тех районов страны, которые были разрушены во время военных действий и немецко- фашистской оккупации, и превысить уровень, достигнутый в довоенные годы.

В годы четвертой пятилетки был организован плановый переход в различных отраслях промышленности от ручной к автоматической сварке. С этой целью Совет Министров СССР 9 июня

1947г. вынес специальное постановление «О расширении применения в промышленности автоматической электросварки под слоем флюса», в котором развитие способа автоматической сварки под флюсом было признано делом’ государственной важности. Это постановление предусматривало введение в эксплуатацию в ближайшие полтора года 670 сварочных автоматов на 111 заводах. Постановление обязало 18 министерств в ближайшие полтора-два года резко увеличить долю автоматической сварки в общем объеме сварочных работ по основным видам продукции: металлическим пролетным строениям мостов до 90%, паровым котлам до 50%, паровозным котлам до 80%, железнодорожным цистернам до 60%, нефте- и химической аппаратуре до 40% и т. д.

Совет Министров обязывал Госплап СССР начиная с 1948 г. включать в технические планы по министерствам и ведомствам создание установок для автоматической сварки под флюсом. Постановление предусматривало организацию серийного выпуска сварочной аппаратуры и трансформаторов на заводах электротехнической промышленности, в мастерских Института электросварки АН УССР, ЦНИИТМАШ, на заводах судостроительной промышленности; массовый выпуск сварочных флюсов на четырех стекольных заводах; значительное увеличение выпуска электродной проволоки и организацию подготовки работников, инженеров и техников по автоматической сварке. Для выполнения этого постановления были созданы сварочные факультеты в двух ведущих высших технических школах страны — МВТУ им. Н. Э. Баумана и Киевском политехническом институте. В Московском сварочном техникуме была организована подготовка техников по автоматической сварке. Министерству трудовых резервов была поручена подготовка монтеров и наладчиков по автоматической сварке. Кроме того, заводы обязывались принять участие в подготовке автосварщиков и наладчиков.

Для обсуждения хода’ выполнения указанного постановления правительства, ознакомления с научно-исследовательскими работами в области технологии и аппаратуры и определения перспектив дальнейшего развития автоматической сварки в СССР 3—6 октября

1947г. в Киеве была проведена Всесоюзная конференция по автоматической сварке, в работе которой приняли участие 137 представителей 60 заводов и многих научно-исследовательских институтов и вузов.

Уже в период 1947—1949 гг. наша промышленность получила все необходимое для успешного применения автоматической сварки. На нескольких стекольных заводах было организовано централизованное массовое производство разработанных Институтом электросварки и ЦНИИТМАШ сварочных флюсов. Был налажен выпуск специальных электродных проволок, которые включены в государственный стандарт. Заводы и стройки получили необходимое количество аппаратуры для сварки под флюсом. В результате всех этих мероприятий начиная с 1947 г. наблюдалось резкое расширение объемов применения сварки и наплавки под флюсом.

На Всесоюзной научно-технической конференции, состоявшейся 4—6 июля 1952 г. в Киеве, на которой были подведены итоги развития сварочной науки и техники в СССР в годы четвертой пятилетки, отмечалось, что в речном и морском судостроении с помощью сварки под флюсом выполнялось 55—60% всех сварочных работ, в производстве котлов и различных сосудов — 65—70%, в производстве труб большого диаметра для магистральных газо- и нефтепроводов— 100%, в строительстве железнодорожных и автодорожных мостов — 80—90%, в вагоностроении — 30—35%.

Институтом электросварки им. Е. О. Патона были разработаны перспективные планы развития сварочного производства в СССР в годы пятой пятилетки(1951—1955), в которых намечались новые объекты для внедрения механизированных способов сварки и расширение применения этих способов на существующих объектах.

В конце 50-х годов в нашей стране уже имелись условия для ускоренного технического прогресса сварочного производства, так как в огромных размерах расширилась и укрепилась его материально-техническия база. В 1958 г. в СССР было изготовлено 42,9 тыс. т сварочных флюсов, налажено производство высококачественной электродной проволоки, предназначенной для механизированной сварки и наплавки, а также других сварочных материалов. Организован серийный выпуск оборудования для сварки цод флюсом, дуговой сварки в защитном газе, электрошлаковой и т. д. В результате этого Советский Союз в конце 50-х годов вышел на первое место в мире по масштабам применения механизированной сварки. Средний уровень механизации сварочных работ в 1958 г. составлял 11% [44].

В этот период в развитии сварочной техники наступил новый этап, который характеризовался переходом от механизации собственно сварочных операций к развитию и применению комплексной механизации и автоматизации всего сборочно-сварочного процесса, включающего вспомогательные, транспортные, заготовительные, сборочные, отделочные и контрольные операции.

Советские ученые и инженеры оказывали всестороннюю помощь социалистическим странам в области механизации сварочных процессов. С помощью советских специалистов производство сварочной аппаратуры и флюса по советской технической документации было налажено в ГДР, Чехословакии и других странах. Советский опыт в области механизированной сварки под флюсом, в углекислом газе и электрошлаковой сварки начал широко использоваться в промышленности социалистических стран.

Развитие научно-исследовательских работ в области сварки

Крупные успехи сварочной техники объясняются прежде всего серьезными достижениями науки о сварке.

Исследование электрической дуги. Важные исследования дуги, горящей в защитных газах, выполнены в послевоенный период в НИАТ, Институте электросварки им. Е. О. Патона, ЦНИИТМАШ, ВНИИавтогене, Институте металлургии АН СССР, МВТУ им. Н. Э. Баумана и других организациях. Исследованием свойств сварочной дуги в НИАТ занимались А. Я. Бродский, А. В. Петров, Г. М. Тиходеев, В. Р. Верченко, В. А. Костюк и др., которыми изучена дуга, горящая в аргоне [9].

Обстоятельные исследования сварочной дуги, а также плавления и переноса металла при автоматической сварке под флюсом выполнены Б. Е. Патоном,

A.М. Макарой, И. В. Кирдо, Д. М. Рабкиным, В. В. Подгаецким и др. (Институт электросварки им. Е. О. Патона) [27, 28, 43, 46, 55, 56,’60, 61, 64].

Исследованием переноса металла при сварке штучными электродами занимались Г. М. Тиходеев, К. К. Хренов, А. А. Алов, А. А. Ерохин, А. Я. Бродский,

B.Р. Верченко, И. И. Фрумин, Г. И. Погодин-Алексеев, И. К. Походня, И. Р. Пацкевич, А. Г. Мазель и др. В 50-х годах Т. И. Авилов в МИИТ провел исследования электрической дуги под водой и разработал способ сварки в углекислом газе для ремонтных и монтажных подводных работ [9, 49, 52, 73, 74].

Проведенные в СССР исследования по изучению свойств электрической дуги как основного источника тепла для сварки позволили достаточно глубоко изучить природу сварочной дуги, расширить представления о происходящих в ней процессах и средствах управления ими. Тепловые процессы сварки. В конце 40-х годов И. И. Рыкалин создал, а эатем со своими учениками (М. X. Шоршоровым, И. Д. Кулагиным и др.) развил новое направление в сварочной науке — тепловые основы сварки. Советскими исследователями изучены характеристики источников тепла, а также процессы распространения тепла в основном металле. Предложены схемы’ расчета изменения структуры и свойств металла зоны термического влияния при сварке низколегированных конструкционных сталей, связанные с распадом переохлажденного аустенита (методика МВТУ им. Н. Э. Баумана), и разработан способ их определения.

Согласно теории сосредоточенных источников создана методика расчета основных параметров сложного термического цикла основного металла при многослойной сварке. В 1947 г. опубликована работа «Тепловые основы сварки», посвященная процессам распространения тепла при дуговой сварке [62]. Она отразила многолетние исследования, проведенные в МВТУ и Секции электросварки и электротермии АН СССР. В 1951 г. Н. Н. Рыкалин опубликовал монографию «Расчеты тепловых процессов при сварке», где дано систематическое изложение тепловых расчетов сварочных процессов (см. т. 2, гл. 2) [30, 63].

Основы металлургии сварки. В ЦНИИТМАШ металлургические основы дуговой сварки разрабатывали К. В. Любавокий, А. А. Алов и др., в Институте электросварки им. Е. О. Патона — И. И. Фрумин, А. М. Макара, Б. И. Медовар, Б. С. Касаткин, В. В. Подгаец- кий, И. К. Походня, И. И. Каховский,

С.А. Островская и др., в Институте металлургии им. А. А. Байкова —

A.А. Ерохин, М. X. Шоршоров и др., в МВТУ им. Н. Э. Баумана — В. В. Фролов, Г. И. Погодин-Алексеев, в Киевском политехническом институте —

B.И. Дятлов, в Ленинградском политехническом институте — Г. Л. Петров и др. Были выполнены обстоятельные исследования, связанные с взаимодействием шлака и металла при сварке и

наплавке (ИМЕТ, Институт электросварки, КИИ, Ждановский металлургический институт), с разработкой в середине 50-х годов в Институте электросварки им. Е. О. Патона низкокремнистых флюсов для автоматической дуговой сварки и наплавки с исследованием достижимости равновесия между шлаком и металлом при сварке и наплавке по вопросам легирования наплавленного металла.

Советскими учеными-сварщиками в 40—50-х годах выполнены фундаментальные исследования, посвященные кристаллизации металла при сварке, взаимосвязи ее с прочностью и трещинообразованием, измерениям размеров сварочной ванны и распределения температур в ней (Н. Н. Рыкалин, К. В. Любавский, И. И. Фрумин, И. К. Походня, Б. А. Мовчан, Б. И. Медовар, А. М. Макара, М. В. Шаманин, Н. П. Прохоров, А. А. Алов, Г. Л. Петров и др.).

В начале 50-х годов заложены основы разработки научных основ свариваемости специальных сталей и сплавов, а также титана. Решением проблемы свариваемости занимались А. М. Макара, Б. А. Мовчан, Б. С. Касаткин (Институт электросварки им. Е. О. Патона), К. В. Любавский и др. (ЦНИИТМАШ), М. X. Шоршоров (ИМЕТ), А. Я. Бродский (ЦНИИСК), С. А. Астафьев (ЦНИИчермет), Е. М. Кузмак (Московский нефтехимический институт), разработавшие высокоэффективные флюсы, электродные проволоки и электроды для сварки сталей высокой прочности [9, 13, 19, 23, 27-29, 36, 42, 49, 52, 55, 57, 62, 64, 72-74].

В послевоенный период проведены обстоятельные исследования по сварке и наплавке цветных металлов и сплавов (С. М. Гуревич, Д. М. Рабкин, В. В. Фролов, Г. Д. Никифоров, Н. А. Ольшанский, Г. Л. Петров, Я. Л. Клячкин).

Проведенные в СССР многочисленные исследования по металлургическим и физико-химическим процессам сварки создали необходимые предпосылки для

дальнейшего совершенствования процессов сварки под флюсом, разработки многих новых способов сварки и особенно дуговой сварки в защитном газе, для научного подхода к подбору электродных покрытий, рациональной техно-логии сварри и повышению прочности сварных соединений (см. т. 2, гл. 3).

Проблема прочности сварных конструкций. В СССР многими организациями (Институт электросварки им. Е. О. Патона, ЦНИИСК, институт Проект-стальконструкция, ЦНИИчермет, ИМЕТ, МВТУ им. Н. Э. Баумана, ЛПИ, КПИ и др.) проведены обширные исследования по прочности сварных конструкций. При этом значительное внимание уделялось вопросам прочности при усталостных нагрузках, образованию остаточных напряжений, способам их устранения и их влиянию на прочность.

Широкое внедрение в промышленность способа электрошлаковой сварки сделало актуальным изучение усталостной прочности сварных соединений больших толщин, трехосных остаточных напряжений в них, режимов термической обработки.

Проводилось изучение усталостной прочности сварных соединений (ЦНИИТМАШ), влияния дефектов сварных швов на усталостную прочность (Институт электросварки им. Е. О. Патона, МВТУ им. Н. Э. Баумана, ЦНИИС и др.), технологической прочности (Институт электросварки им. Е. О. Патона, МВТУ им. Н. Э. Баумана, Институт металлургии им. А. А. Байкова, ЦНИИТМАШ, Ждановский металлургический институт), снижения остаточных сварочных напряжений и коробления в сварных изделиях, улучшения структуры металла (МВТУ им. Н. Э. Баумана).

Со второй половины 50-х годов многими специалистами интенсивно изучались вопросы хрупкого разрушения сварных соединений, образования и развития хрупких трещин (Институт электросварки им. Е. О. Патона, МВТУ им. Н. Э. Баумана и др.) (см. т. 2 гл. 1) [3, 4, 12, 15, 22, 33-35, 38-40, 47, 53, 57,70].

Творческие дискуссии. Послевоенные творческие дискуссии по вопросам сварки были направлены на правильное понимание вопросов сварочной металлургии и металловедения, технологии, прочности конструкций, надежности работы электросварочного оборудования и т. д. Редакция журнала «Автогенное дело» в 1948 г. в № 12 открыла дискуссию по вопросу кристаллизации сварочной ванны. Дискуссия началась статьей А. М. Макары и Б. И. Медовара «О характере первичной кристаллизации сварочной ванны». В дискуссии приняли участие А. А. Алов, Г. И. По- годин-Алексеев, К. В. Любавский, Н. Ф. Лашко и др. В этой дискуссии участвовали и зарубежные ученые. В дискуссии по металлургии автоматической дуговой сварки, проводившейся во второй половине 40-х годов, участвовали Н. Н. Доброхотов, К. В. Любавский, А. А. Ерохин и др.

Следует отметить также дискуссию по вопросам управления режимом автоматической сварки под флюсом в конце 40-х годов, в которой приняли участие И. Л. Бринберг, Б. Е. Патон, В. К. Лебедев, Н. Г. Остапенко и др. Примерно в то же время проходили дискуссии: о разработке электродов, содержащих в покрытии железный порошок; по вопросу об электрических характеристиках машин для контактной сварки и их влияния на технологические качества этих машин; о принципиальных основах холодной сварки металлов. По вопросу свариваемости проводились дискуссии как у нас, так и за рубежом. В СССР в этой дискуссии в начале 50-х годов приняли участие многие ученые: А. А. Алов, Б. И. Медовар, Н. Ф. Лашко, С. В. Лашко-Авакян, В. Д. Таран, Е. М. Кузмак, Г. И. Погодин-Алексеев и др.

Указанные дискуссии в ряде случаев внесли определенную ясность в некоторые вопросы сварочной науки и техники и способствовали развитию сварочного дела в СССР.

Печатная научная продукция по сварке. В послевоенные годы развернулась подготовка фундаментальных трудов по основным проблемам сварочного производства, оказавшая большое влияние на развитие и внедрение сварочной техники и технологии и подготовку кадров [5, 16, 17, 24, 25, 28, 29, 31-35, 38-40, 47, 52, 53, 58, 63, 75- 79].

Значительную помощь оказали выпущенные фундаментальные справочные издания, например «Справочные материалы для сварщиков», «Справочник электросварщика», «Справочник по сварке», «Справочник молодого сварщика», «Справочник сварщика». Обширные справочные материалы по всем основным разделам сварочного производства опубликованы в получившем широкую известность энциклопедическом справочнике «Машиностроение» в 15 томах, изданном в 1946—1955 гг. Кроме монографической и справочной литературы для подготовки кадров по сварочной специальности, большое значение имело издание учебников и учебных пособий, подготовленных советскими специалистами для вузов, техникумов, ремесленных училищ и т. д. [2—6, 9, 10, 12, 34, 35, 46, 50-58, 60-63, 68- 78,80,81].

Большой вклад в дело развития сварочной науки и техники внесли журналы «Автогенное дело» (с 1955 г.— «Сварочное производство») и «Автоматическая сварка». Журнал «Автогенное дело» начал издаваться с января 1930 г. Это первый в СССР специальный сварочный журнал. Популярность журнала росла среди массы читателей очень быстро: через год-два тираж журнала достиг 7—10 тыс. экземпляров. Журнал «Автогенное дело» широко освещал опыт сварки в различных отраслях народного хозяйства, в частности в вагоностроении, которое впервые в мировой практике переводилось с клепки на сварку, в краностроении, котлостроении, в строительных конструкциях и т. д.

Журнал «Автоматическая сварка», основанный в 1948 г. Е. О. Патоном, вначале выходил шесть раз в год, а с 1958 г. стал ежемесячным. Журналы «Сварочное производство» и «Автоматическая сварка» пользуются большой популярностью в нашей стране и за рубежом. Такая популярность журналов достигнута благодаря высокому научно- производственному уровню помещаемых в них материалов.

Разработка и применение новых способов сварки

Период 40—50-х годов характеризуется созданием и развитием многих современных способов механизированной сварки, а также совершенствованием известных способов.

Автоматическая сварка под флюсом. Еще в годы Великой Отечественной войны в Институте электросварки начаты исследования сварки под флюсом на повышенных скоростях. Проводились первые работы по созданию способов много дуговой и многоэлектродной сварки, завершившиеся уже в послевоенные годы созданием новых эффективных способов сварки и высокопроизводительного оборудования. В 1946 г. разработана автоматическая сварка под флюсом электродом, наклоненным вдоль шва «углом вперед». Этот способ позволил почти в 2 раза повысить скорость автоматической сварки под флюсом [27].

Однако достигнутые скорости сварки не удовлетворяли условий организации поточного производства труб — существовал значительный разрыв между производительностью заготовительного и сварочного участков. В 1946—1947 гг. в Институте электро-сварки выполнено специальное исследование и разработаны основные положения сварки под флюсом стыковых швов листов толщиной 8 мм на скоростях 160—200 м/ч. Сварка велась двумя дугами повышенной мощности (до 200 кВт). По инициативе Е. О. Патона способ двухдуговой сварки на больших скоростях был сразу же широко применен в трубном производстве. Спроектированный в Институте электросварки оригинальный трубосварочный стан был первым в Советском Союзе агрегатом для дуговой сварки труб. В начале 1850 г. Харцызский трубопрокатный завод перешел на новый способ производства сварных труб. Стан поточной непрерывной сварки труб диаметром 529—720 мм сваривал трубы со скоростью 120 м/ч. В дальнейшем в Институте электросварки создана оригинальная установка для сварки под флюсом двухшовных и станы для сварки одношовных труб. Эти агрегаты также были установлены на Харцызском заводе. Кроме того, в Институте электросварки созданы установки для сварки секций из двух-трех труб. Благодаря этому завод начал выпускать длинномерные трубы, что имело большое народнохозяйственное значение, так как позволяло значительно уменьшить объем сва-рочных работ в полевых условиях на строительстве магистральных трубопроводов. Применение сварки под флюсом коренным образом изменило технологический процесс производства труб также на ждановском заводе им. Ильича, Челябинском трубном заводе и на других предприятиях. В дальнейшем этот способ успешно применен при выполнении угловых; швов поперечных и хребтовой балок полувагонов и при изготовлении полотнищ секций судов. В 50-е годы в Институте электросварки разработаны способы скоростной двух- и трехдуговой сварки под флюсом [3— 4,7, И, 14, 18, 20, 27, 28, 43-48, 59- 61, 64-67].

В промышленности в послевоенный период получило распространение питание сварочных дуг трехфазным током. Идея целесообразности применения питания трехфазным током для сварки была высказана впервые В. Ф. Миткевичем еще в 1905 г. Способ ручной сварки трехфазной дугой разработан Г. П. Михайловым в Уральском политехническом институте еще в 30-е годы. Автоматическая сварка трехфазной дугой под флюсом, также предложенная Г. П. Михайловым, открыла широкие возможности дальнейшего повышения эффективности сварочных работ и особенно наплавочных. Сварка трехфазной дугой — высокопроизводительный и экономичный способ сварки [29]. Важные работы по сварке трехфазной дугой специальных сталей выполнены под руководством К. В. Любавского в ЦНИИТМАШ.

Один из эффективных способов повышения производительности сварки угловых и стыковых швов является разработанный в 1955—1956 гг. в Институт© электросварки способ трех-электродной автоматической сварки под флюсом последовательными электродами. Путем подбора различных диаметров и марок электродной проволоки, мощности дуг и расстояния между электродами удается в широких пределах регулировать термический цикл в металле шва и зоне термического влияния, глубину и ширину провара и химический состав шва.

Сварку под флюсом расщепленным электродом впервые предложил А. И. Коренной еще в годы Великой Отечественной войны для получения соединений в броне конструкциях. Над дальнейшим усовершенствованием этого эффективного способа автоматической сварки трудилось много исследователей. В 1949 г. Ю. А. Стеренбоген предложил вести сварку под флюсом в наклонном положении расщепленным электродом двумя электродными проволоками. В 1952 г. Д. А. Дудко предложил применить сварку расщепленным электродом на строительстве магистральных трубопроводов, а в 1954 г. С. Л. Мандельберг — для двусторонней сварки про-дольных швов газопроводных труб. Глубокие экспериментальные и теоретические исследования режимов сварки расщепленным электродом в 1954— 1955 гг. выполнили Б. И. Медовар.

Screenshot_16
Рис. 5.1. Вертикальная сварка на монтаже киевского моста им. Е. О. Патона (1952 г.)

Л. Г. Потапьевский. Результатом этих работ было определение отраслей рационального применения этого способа — наплавочные работы, сварка двухслойных сталей, разнородных металлов, нержавеющих, кислотостойких, окалиностойких н жаропрочных сталей н сплавов.

В послевоенный период были разработаны многие другие способы сварки под флюсом. В 1948 г. отделом сварки ЦНИИТМАШ предложена технология многопроходной автоматической сварки котельных сталей больших толщин дугами ограниченной мощности, а также технология сварки котельных сталей больших толщин мощными дугами.

В 1952 г. в лаборатории сварки кафедры технологии металлов Ленинградского Института инженеров водного транспорта (ЛИИВТ) разработан способ двухэлектродной ванношлаковой автоматической сварки деталей крупного сечения встык с применением электродов диаметром 2 мм при плотностях тока 150— 200 А/мм2.

Наряду с большими техническими преимуществами дуговая сварка под флюсом имела и ряд недостатков, одним из которых являлась необходимость вести сварку в нижнем положении. Еще в конце 40-х годов Е. О. Патон поставил задачу: создать способ сварки под флюсом в вертикальном положении. Он постоянно контролировал и направлял проведение исследований в этом направлении. Именно благодаря его настойчивости и постоянному вниманию работа была доведена до блестящего результата. Один из основных исполнителей этой работы Г. 3. Волошкевич в 1947—1948 гг. разработал оригинальный, принципиально новый способ сварки под флюсом с принудительным формированием шва. Этот способ оказался весьма удобным для сварки вертикальных швов. Новый способ впервые в мировой практике позволил полностью механизировать сварку кожуха доменной печи на заводе «Запорожсталь» в 1949 г. Дуговая сварка с принудительным формированием получила также применение при строительстве автодорожного моста через Днепр в Киеве (рис. 5. 1) [1, 3, 4, 42, 48].

В послевоенные годы в технике значительно расширилось применение цветных металлов — алюминия, меди, титана и сплавов этих металлов. Сварка цветных металлов связана с трудности ми, вызвавшими их специфическими свойствами. В Институте электросварки достигнуты значительные результаты по созданию оригинальных способов сварки цветных металлов и их сплавов, в частности разработан и внедрен в производство способ сварки алюминия — по флюсу.

Для автоматической сварки алюминия в институте разработаны специальные флюсы и аппаратура. Новый способ сварки алюминия получил широкое применение в производстве. Так, на киевском заводе «Большевик» при изготовлении алюминиевых котлов применена сварка по флюсу двумя электродами, движущимися параллельно, с общим токоподводом (сварка расщепленным электродом), что дало большой экономический эффект (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Автоматическая сварка под флюсом внутренних кольцевых швов алюминиевых котлов на киевском заводе «Большевик» (1958 г.)
Рис. 5.2. Автоматическая сварка под флюсом внутренних кольцевых швов алюминиевых котлов на киевском заводе «Большевик» (1958 г.)
Рис. 5.3. Сосуд из кислотостойкой стали диаметром 4 м, длиной 40 м, все швы которого сварены автоматами и полуавтоматами под флюсом
Рис. 5.3. Сосуд из кислотостойкой стали диаметром 4 м, длиной 40 м, все швы которого сварены автоматами и полуавтоматами под флюсом

 В самолетостроении и ряде других отраслей техники стал широко применяться титан. Этот металл, как и алюминий, при повышенной температуре активно взаимодействует с кислородом, азотом и водородом, что усложняет его сварку. Окисление титана начинается уже при температуре 600° С, поэтому длительное время считали, что сваривать титан можно лишь в среде аргона. Эти взгляды были опровергнуты исследованиями, выполненными в Институте электросварки (С. М. Гуревич и др.). Была разработана технология автоматической сварки титана и некоторых его сплавов под специальным флюсом бескислородного типа (АН-Т1) на постоянном токе обратной полярности. При этом применялись стандартная авто сварочная аппаратура и электродная проволока из технического титана. Скорость автоматической сварки титана под флюсом в 2—3 раза выше, чем аргонно-дуговой. Сварные швы имеют такую же прочность, что и основной металл.

Полуавтоматическая сварка под флюсом. В первые послевоенные годы в связи с большим объемом работ по внедрению механизированной сварки в промышленности советские ученые много сделали в деле разработки новых систем флюсов, электродных проволок, по организации их массового производства. Особенно глубокие теоретические и экспериментальные работы были выполнены по изучению условий плавления электродного и основного металла, формирования шва, строения и свойств его при сварке стали различных марок. Результаты этих исследований послужили основой для создания новых способов сварки, в том числе полуавтоматической сварки под флюсом (рис. 5.3). Этот способ значительно расширил область применения сварки под флюсом, так как позволил производить сварку не только длинных прямолинейных и круговых швов, но и швов малой протяженности и криволинейных, а также швов, недоступных для сварки автоматами. Полуавтоматическую дуговую сварку еще в 1944 г. впервые предложил Б. Е. Патон. В период с 1945 по 1948г. Институтом электросварки АН УССР, а также ленинградским заводом «Электрик» и другими организациями в нашей стране и за рубежом проводились работы по применению для сварки под флюсом электродной проволоки малых диаметров, в результате которых была создана новая технология сварки тонкой электродной проволокой (диаметром 1—3 мм). За создание способа и аппаратуры для полуавтоматической дуговой сварки сотрудники Института электросварки Б. Е. Патон, Д. А. Дудко, П. Г. Гребельник, И. Н. Рублевский, группа работников ленинградского завода «Электрик» — Н. Я. Кочановский, С. М. Катлер, Л. Н. Кушнарев и Л. А. Болотников, а также главный технолог киевского завода «Укркабель» Т. С. Сытников были удостоены Государственной премии за 1949 г. [3, 4, 20, 45].

Электрошлаковая сварка. Исследования вертикальной сварки под флюсом толстого металла, которые велись Г. 3. Волошкевичем в Институте электросварки, привели к созданию нового способа сварки, получившего название электрошлакового. Б. Е. Патон сразу отметил большие возможности электро- шлаковой сварки и сосредоточил силы нескольких отделов института, большой конструкторской группы над разработкой этого способа. Под его руководством созданы теория процесса электро-шлаковой сварки, новые схемы регулирования, разнообразная аппаратура, совершенная технология. Разработаны способы электрошлаковой сварки многоэлектродными аппаратами и наплавки пластинами или электродами больших сечений, электрошлаковая подпитка слитков и др. (рис. 5.4).

Разработка способа электрошлаковой сварки является выдающимся вкладом в мировую сварочную науку и технику. За создание и внедрение в тяжелом машиностроении электрошлаковой сварки Г. 3. Волошкевичу, Б. Е. Патону, И. Г. Гузенко, И. Д. Давнденко , В. Г. Радченко в 1957 г. присуждена Ленинская премия.

К концу 50-х годов электрошлаковую сварку уже применяли более 30 машиностроительных заводов СССР. Институт электросварки помог внедрить новый способ сварки в ГДР, Чехословакии, для которых были изготовлены сварочные аппараты различных; типов. Институт электросварки совместно с Новокраматорским машиностроительным н таганрогским заводом «Красный котельщик» демонстрировали электрошлаковую сварку в советском павильоне на Всемирной выставке в Брюсселе в 1958 г. Способ электрошлаковой сварки был удостоен большого приза «Гран-При» Всемирной выставки в Брюсселе (рис. 5.5) [80].

Дуговая сварка в защитном газе. В СССР этот способ сварки получил распространение начиная с 1948—1949гг. Отечественная аппаратура н технология сварки этим способом были разработаны сотрудниками ПИАТ. За разработку и внедрение новых способов механизированной дуговой сварки в защитном газе лауреатами Государственной премии в 1950 г. стали А. Я. Бродский, В. Р. Верченко, В. В. Дьяченко, О. В. Мешкова, А. В. Петров, Ф. Е. Третьяков.

Крупнейшим достижением явилась разработка в 1952 г. К. В. Любавским И. М. Новожиловым (ЦНИИТМАШ) металлургических основ сварки в углекислом газе плавящимся электродом и соответствующего способа сварки. Большая работа по изучению и совершенствованию этого способа сварки и разработке технологических решений, кроме ЦНИИТМАШ, была выполнена в Институте электросварки, НИАТ, МВТУ им. Н. Э. Баумана, ВНИИСТ, на заводе.

Рис. 5.4. Заготовка весом 100 т, изготовленная с применением электрошлаковой сварки
Рис. 5.4. Заготовка весом 100 т, изготовленная с применением электрошлаковой сварки

«Электрик», в строительно-монтажных организациях и сварочных лабораториях Херсонского судостроительного завода, Харьковского турбинного завода, Ленинградского металлического завода, подольского машиностроительного завода им. С. Орджоникидзе н др.

В течение 1957—1958 гг. Институтом электросварки, заводом «Электрик», ЦНИИТМАШ н НИАТ разработаны специальные автоматы, сварочные головки, полуавтоматы для сварки в С02, а также источники питания и организовано их массовое изготовление для нужд промышленности. Были разработаны кремнемарганцевые проволоки различного диаметра и налажен их серийный выпуск. В результате этих работ, а также разработок, выполненных в МВТУ им. Н. Э. Баумана, ВНИИСТ, ЦНИИТС и других организациях, сварка в углекислом газе начала быстро применяться в промышленности [9, 19, ЗО].

Рис. 5.5. Диплом Всемирной выставки в Брюс-селе (1958 г.) о награждении Института электросварки им. Е. О. Патона АН УССР и завода «Красный котельщик» золотой медалью «Гран-При» за электрошлаковую сварку.
Рис. 5.5. Диплом Всемирной выставки в Брюс-селе (1958 г.) о награждении Института электросварки им. Е. О. Патона АН УССР и завода «Красный котельщик» золотой медалью «Гран-При» за электрошлаковую сварку.

Контактная сварка. В послевоенный период наряду с дуговыми способами сварки получили большое развитие работы по контактной сварке, являющейся наиболее механизированным и автоматизированным способом сварки. Выполнены теоретические исследования особенностей сварочного контакта и влияющих на него факторов, в частности тепловых процессов (Н. Н. Рыкалин), по разработке и применению принципов подобия (В. К. Лебедев) и др. Кроме того, разработаны технология точечной сварки закаливающихся сталей, а также жаропрочных сталей и сплавов на никелевой основе с использованием двухимпульсных циклов нагрева (ВИЛМ и др.); технология точечной сварки деталей из алюминиевых и агнитных сплавов (ВНИИЭСО п др.); технология точечной сварки деталей из конструкционных сталей толщиной 10—12 мм н более (ЦНИИТМАШ, Институт электросварки им. Е. О. Патона, ВНИИЭСО); основы технологии точечной сварки деталей различной толщины и из разнородных материалов (ВИЛМ и др.); точечная микросварка с использованием разряда конденсаторов (МВТУ им. И. Э. Баумана, Институт электросварки им. Е. О. Патона). Проведены исследования но сварке импульсом энергии, запасенной в магнитном поле (МВТУ им. Н. Э. Баумана), конденсаторах (ВНИИЭСО, НИАТ и др.). Важные работы выполнены по совершенствованию шовной сварки (Институт электросварки им. Е. О. Патона) и др. Силами различных научно-исследовательских организаций создана технология контактной сварки титана и многих новых сплавов других металлов, занимающих все более широкое и все более прочное место в промышленности. В эти годы контактная сварка завоевала прочные позиции в автомобильной, авиационной и в ряде других отраслей промышленности. Широкое применение получила контактная сварка на московском автозаводе им. Лихачева. Инженерно-технические работники завода являются творцами прогрессивной сварочной техники. За разработку конструкций, изготовление и внедрение высокопроизводительных многоточечных сварочных автоматов последовательного действия в 1950 г. К. А. Калачев, В. С. Савченко, И. М. Чичельницкий и В. И. Столяров получили звание лауреатов Государственной премии.

Контактную точечную сварку узлов кузова цельнометаллического пассажирского вагона в 50-х годах осуществил коллектив Калининского вагоностроительного завода. Рациональным яви лось применение контактной сварки для изготовления крупногабаритных элементов цельнометаллических тепловозов, электровозов, железнодорожных и трамвайных вагонов, а также надстроек морских и речных судов.

Рис. 5.6. Сварка магистрального трубопровода с помощью контактного трубосварочного агрегата КТСА-1
Рис. 5.6. Сварка магистрального трубопровода с помощью контактного трубосварочного агрегата КТСА-1

Контактную сварку в 50-х годах широко применяли в самолетостроении для соединения деталей из легких сплавов, где использовали импульсную точечную машину постоянного тока. На заводах энергетического машиностроения контактным способом сваривали стыки труб из аустенитных и перлитных сталей, предназначенных для котельных агрегатов высоких и сверхвысоких параметров. Контактная сварка получила широкое применение и в строительной технике, в частности при изготовлении экономичных жестких каркасов и сеток для армирования железобетонных конструкций.

В 1950—1952 гг. Институт электросварки совместно с Министерством строительства предприятий нефтяной промышленности создал новый высокопроизводительный способ стыковой сварки оплавлением стыков нефте- и газопроводных труб большого диаметра в полевых условиях (рис. 5.6). Разработка И. Г.Остапенко и В. К. Лебедевым в Институте электросварки кольцевого трансформатора открыла широкую дорогу контактной сварке стыков труб магистральных трубопроводов большого диаметра. Институт электросварки, ВНИИСТ и другие организации разработали и внедрили технологию, а также оборудование для сварки оплавлением монтажных стыков магистральных трубопроводов. В Институте электросварки спроектирован и построен мощный трубосварочный агрегат с контактной трубосварочной машиной, основой которой является созданный в институте кольцевой трансформатор. Разработка впервые успешно применена в 1952 г. аа строительстве нефтепровода Уфа — Омск из труб диаметром 377 мм. За первые пять лет применения нового способа контактной сварки трубопроводов было сварено около 2000 км магистральных трубопроводов диаметром 219—529 мм. Способ стыковой сварки оплавлением с помощью контурных трансформаторов не был известен за рубежом и является одним из крупнейших достижений советской и мировой сварочной науки и техники.

Коллектив сотрудников Института электросварки, Центрального научно исследовательского института Министерства путей сообщения СССР и Рельсосварочный трест на основе нового способа контактной сварки разработали новую прогрессивную технологию строительства бесстыковых железных дорог. В Институте электросварки созданы высокопроизводительная подвесная контактная машина для сварки рельсов в полевых условиях и передвижной рельсосварочный агрегат. Новая прогрессивная технология сварки железнодорожных рельсов широко внедрена на железнодорожном транс-порте нашей страны [5, 0, 16, 17, 25, 56].

Ручная дуговая сварка. Хотя в промышленности послевоенного периода большое распространение получили автоматизированные способы сварки, основной объем сварочных работ все же выполнялся вручную штучными электродами.

В послевоенный период в стране раз-вернулось строительство мощных гидроэлектростанций (рис. 5.7). На этих стройках основной объем сварочных работ выполняли ручной дуговой сваркой. Прославленный бригадир электросварщик. Л. Улесов из Куибышев-гидростроя разработал способ ванной сварки вертикальных стержней в желобчатой скобе, сконструировал многоэлектродный электрод держатель и широко применил эти нововведения в повседневной работе, что позволило ему достичь высокой производительности тру да. Советское правительство высоко оценило самоотверженный труд рабочих- сварщиков на строительстве гидросооружений. Многим из них присвоено звание Героя Социалистического Труда, а А. А. Улесову это звание присвоено дважды (первый раз — за участие в строительстве Волго-Донского капала, а второй — за работы на Куйбышевгидрострое) [77, 81].

Газопламенная обработка. В результате проводимых научных изысканий (главным образом ВНИИавтогенмашем) увеличивается количество процессов газопламенной обработки металлов. Помимо кислородной резки и газовой сварки получили развитие металлизация. наплавка, поверхностная закалка, напыление и сварка пластмасс, газо-электрическая резка, газопламенная пайка и др. Для разрезания высоко- хромистых и хромоникелевых сталей, чугуна и цветных металлов во ВНПИ- автогене, МВТУ им. II. Э. Баумана и в

Рис. 5.7. Ручная дуговая сварка арматуры стенки машинного зала здания Каховской ГЭС

других организациях были разработаны кислородно-флюсовая резка и необходимые для этого процесса флюсы и аппаратура. За разработку кислороднофлюсовой резки высокохромистых и хромоникелевых сталей, чугуна и цветных металлов в 1951 г. Государственной премии были удостоены А. Н. Шашков, С. Г. Гузов, О. Ш. Спектор и

А.Н. Казанский (ВНИИавтоген), Г. Б. Евсеев — (кафедра сварочного производства МВТУ им. Н. Э. Баумана), А. А. Жорин (завод «Красный Октябрь»). Новый способ резки был внедрен в практику на ряде машиностроительных и металлургических заводов [24, 37, 50, 51].

Наплавка. В 50-е годы значительное развитие получила наплавка изделий — способ не только восстановления изношенных, но и изготовления новых биметаллических изделий. За разработку1, и промышленное внедрение электродных сплавов для наплавки изнашиваемых деталей оборудования электростанций звание лауреатов Государственной премии в 1950 г. присуждено Б. М. Конторову, Н. М. Жураковскому (трест ОргРЭС), И. И. Рафаловичу (Ростовэнерго) и Е. В. Соколову (Московский опытный сварочный завод).

Большую роль в создании и широком применении механизированных способов наплавки сыграл Институт электросварки. Здесь были предложены и изготовлены специальные установки для наплавки, разработаны технологические рекомендации и в содружестве с заводами осуществлено широкое внедрение механизированной наплавки на заводах. В конце 50-х годов наплавку для восстановления изношенных деталей металлургического и горного оборудования применяли свыше 30 металлургических заводов СССР. В начале 50-х годов в Институте электросварки И. И. Фрумин разработал наплавку под флюсом порошковой проволокой, была также разработана наплавка широкой электродной лентой (И. И. Фрумин и Ф. А. Хомусько). За исследование, создание и внедрение механизированной наплавки валков горячей прокатки И. И. Фрумину в 1965 г. была присуждена премия им. Е. О. Патона [2, 73, 74].

Разработка р выпуск сварочного оборудования

К концу 1946 г. на восстановленном заводе «Электрик» был освоен выпуск сварочных агрегатов САК-2, АСД-3, САМ, агрегата ПАС-400 для подводной сварки, сварочных трансформаторов. В мае 1947 г. начал работать на полную мощность цех сварочных машин.

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 29 мая 1947 г. завод «Электрик» был награжден орденом Трудового Красного Знамени, а группа работников завода награждена орденами и медалями. В 1947 г. было выпущено 8487 единиц сварочного оборудования, а в 1948 г. — 11 087.

В короткие сроки перестроил свое производство и новоуткинский завод «Искра». Он превратился в крупное предприятие по производству сварочного оборудования и внес весомый вклад в оснащение восстанавливаемой промышленности новой сварочной техникой. В послевоенный период резко увеличились работы по созданию оборудования для автоматической дуговой сварки, в первую очередь для сварки под флюсом. В этом направлении ведущая роль, как и в годы войны, принадлежала Институту электросварки АН УССР. К этому времени институт располагал проектным отделом во главе с П. И. Севбо, а также экспериментальным отделом (ЭПО), который с 1946 г. возглавлял Г. Б. Асоянц. В институте были созданы высокопроизводительные аппараты для сварки под флюсом и налажен массовый их выпуск. Но этого для решения задач, стоявших перед сварочной техникой, было недостаточно. Поэтому начиная с 1948 г. в планы министерств и ведомств было включено создание установок для автоматической сварки под флюсом. Появились отраслевые институты и лаборатории и их производственные базы.

1 В написании параграфа приняли участие М. Г. Бельфор и В. Е. Патон.

Screenshot_23
Рис. 5.8. Унифицированная сварочная головка АБС

Стремясь к типизации сварочных станков и установок н изыскивая возможности серийного изготовления сварочных аппаратов, Институт электросварки, ЦНИИТМАШ, завод «Электрик», трест  Оргсудпром и другие организации разработали и освоили выпуск ряда оригинальных конструкций самоходных аппаратов. В Институте электросварки в 1947 г. разработана самоходная головка САГ-4, которая выпускалась экспериментальным производством института. Позднее эту головку выпускал завод «Искра». Была также создана самоходная головка УСА-2 И др.

Работая в направлении типизации сварочных установок и изыскания возможности изготовления сварочных аппаратов в серийном производстве, Институт электросварки в 1947 г. создал конструкцию унифицированной сварочной головки АБС с постоянной скоростью подачи проволоки. Аппарат оказался настолько удачным, что уже более 30 лет серийно выпускается и эксплуатируется в промышленности (рис. 5.8). На основе узлов аппарата АБС создана серия унифицированных аппаратов, в том числе головки -384 и А-639.

В 1950 г. в Институте электросварки предложен трехдуговой самоходный сварочный автомат А-330, который широко применяется для сварки труб на больших скоростях.

В 1945 —1946 гг. в Институте электросварки предложена серия специализированных тракторов типа ТС, а в 1948 г. разработан универсальный сварочный трактор ТС-17, который фактически вытеснил тракторы прежних типов н широко применяется как в промышленности, так и в строительстве (рис. 5.9).

О динамике производства сварочных автоматов в Институте электросварки в печальный период можно судить по следующим данным: в 1944 г. было выпущено 93 сварочных автомата, в 1945 г.— 82, в 1946 г.— 144, в 1947 г.— свыше 200.

Большой вклад в развитие механизации дуговой электросварки внес коллектив ленинградского завода «Электрик». На заводе создан и с 1947 г. выпускается сварочный трактор тина АДС, с 1949 г. — автомат АДС-1000-2, кроме того, на заводе организован вы-пуск автоматов типа АДС-2000-1.

Институтом электросварки созданы шланговые полуавтоматы для сварки под флюсом ППГ5, ПШ-54 и др. с набором универсальных и специализированных держателей. Заводом «Электрик» в 1949 г. были выпущены шланговый полуавтомат ПДШ-500 и шланговый автомат типа АДШ-500 с самоходной кареткой для сварки на постоянном или переменном токе. В короткий срок на наших заводах уже находилось в эксплуатации значительное число шланговых аппаратов.

Большая заслуга в деле механизации и автоматизации сварочных процессов принадлежит также коллективу отдела сварки ЦНИИТМАШ. Только за период 1946—1950 гг. этот коллектив разработал и изготовил более 200 автоматов новых конструкций. Особенно широкое применение на заводах тяжелого машиностроения получили сварочные тракторы, разработанные ЦНИИТМАШ:УТ-1200(создан в

1944 г.), УТ-2000 (1947 г.), УТ-1500 (1948 г.), УТ-1250 (1949 г.) и др. (число в обозначении трактора указывает максимальный сварочный ток). Выдающиеся работы отдела сварки ЦНИИТМАШ в области создания сварочной аппаратуры были отмечены присуждением Государственной премии 1951 г. К. А. Удотову, И. Л. Бринбергу, П. Г. Рыбалко, М. Ф. Хробастову, Л. М. Яровинскому, В. П. Якушину.

В судостроительной промышленности получил применение сварочный трактор МАГ-1, сконструированный в 1944г. в тресте Оргсудпром.

Наряду со сварочными автоматами в период с 1945 по 1948 г. усилиями завода «Электрик» и Института электросварки разработано оборудование для полуавтоматической дуговой сварки тонкой, проволокой. Уже в 1950 г. в промышленности применялось более 1000 шланговых полуавтоматов, изготовление . которых было освоено на заводе «Электрик» (ПДШ-500 и АДШ- 500) , в экспериментальном производстве Института электросварки и на заводе «Искра» (ПШ-5, ПШ-54 и др.).

В послевоенные годы началось изготовление и внедрение в промышленность автоматов для сварки трехфазной дугой под флюсом, разработанных в

Уральском политехническом институте (Г. П. Михайлов), ЦНИИТМАШ, на Уралмашзаводе и др. Эти автоматы позволяют производить сварку со скоростью до 155 м/ч при диаметре электродной проволоки 5—8 мм и токе на каждом электроде 1000—1800 А [29].

Разработкой новых типов специализированного оборудования, необходимого для автомобильной, судостроительной и других отраслей промышленности, занимались различные отраслевые организации. Работники авиационной промышленности и, в первую очередь, НИАТ создали серию аппаратов для ручной полуавтоматической и автоматической сварки в среде инертных газов. Выпуск этого оборудования организован на Ржевском электромеханическом заводе. Кроме НИАТ, оборудование для сварки в инертном газе разрабатывали и выпускали ВНИИ- автоген, ЦНИИТМАШ, Институт электросварки им. Е. О. Патона, МВТУ им.

Н.Э. Баумана и др. Особо следует отметить ряд разработок, в результате которых созданы весьма совершенные аппараты для сварки неповоротных стыков труб.

В начале 50-х годов появилось оборудование для сварки в углекислом газе неплавящимся электродом. В Институте электросварки созданы первые автоматы и полуавтоматы для этого способа (И. В.Кирдо, М. Г. Бельфор, А. И. Берзин) . Широкое применение получила сварка в углекислом газе плавящимся стальным электродом. Над созданием оборудования для этого способа работали в ЦНИИТМАШ, Институте электросварки и на заводе «Электрик» (В. Н. Суслов, Д. А. Дудко, А. Г. Потапьевский, Ю. А. Стеренбоген, В. Л. Дубовецкий и др.). В короткие сроки создано весьма совершенное оборудование для нового способа, в частности разработана серия полуавтоматов (А-537,А-547 и др.).

Способ автоматической дуговой сварки вертикальных швов с принудительным формированием и способ электрошлаковой сварки вертикальных швов потребовали создания сварочного оборудования принципиально нового типа.

 Screenshot_26

Одним из первых был разработан одноэлектродный рельсовый аппарат А-314. Он мог сваривать в вертикальной плоскости металл толщиной до 55 мм. Этим аппаратом в 1949 г. впервые в истории сварочной техники были сварены вертикальные швы кожуха доменной печи № 1 на заводе «Запорожсталь» и в 1952 г. монтажные стыки цельносварного моста им. Е. О. Патона через Днепр в Киеве. Рельсовый одноэлектродный аппарат А 333 — один из первых, но он имел уже иную конструкцию и электрическую схему. Рельсовый аппарат А-372 — один из первых трехэлектродных автоматов, который несколько лет широко применялся для электрошлаковой сварки стали толщиной до 250 мм (рис. 5.10). Безрельсовые подвесные аппараты — одноэлектродный А-356 и трехэлектродный Л-385 — предназначены для электрошлаковой сварки круговых швов. Аппарат А-401 — один из первых автоматов для электрошлаковой сварки круговых швов гидротурбин, цилиндров, гидропрессов, котельных барабанов и пр. (рис. 5.11). Для работы па стройках п стапелях (на монтаже крупных сварных металлоконструкций мостов, судов и пр.) созданы легкие портативные магнитошагающие аппараты (А-411, А 501 и др.).

В 1956 г. разработан 18-электродпый аппарат А-396 для электрошлаковой сварки металла больших толщин. Тогда же сотрудники Института электросварки и Новокраматорского машиностроительного завода (Г. 3. Волошкевич, Д. А. Дудко, Л. П. Ерегин, В. В. Черных, А. В. Ярмоленко) разработали способ электрошлаковой сварки плавящимся мундштуком и оборудование для него, что позволило расширить технологические возможности сварки в труднодоступных местах.

В 1955—1956 гг. разработала и выпущена серия мощных многоэлектродных аппаратов

Рис. 5.11. Электрошлаковая сварка вала гидрогенератора мощностью 100 000 кВт для Варварнейской ГЭС на Новокраматорском машиностроительном заводе.
Рис. 5.11. Электрошлаковая сварка вала гидрогенератора мощностью 100 000 кВт для Варварнейской ГЭС на Новокраматорском машиностроительном заводе.

Л-480 для электрошлаковой сварки металла больших сечений— до 1000 мм. В 1956 г. разработан и изготовлен аппарат А 495 для электрошлаковой сварки электродными пластинами элементов тяжелых сварных конструкций сечением до 200X Х500 мм.

Н послевоенный период широко раз-вернулось производство источников тока для питания дуги. Для ручной дуговой сварки металлическим электродом, а также для подводной сварки и резки промышленность выпускала однопостовой передвижной сварочный агрегат типа ПАС-400-1. Для автоматической сварки под флюсом в нулевых условиях применялся сварочный агрегат типа ПАС-1000 с регулированием тока в пределах 300—1200 А. Для одновременного питания постоянным током нескольких сварочных постов изготовлялись сварочные многопостовые преобразователи типа ПСМ-1000. Для автоматической и полуавтоматической дуговой сварки шланговыми автоматами и полуавтоматами, а также для ручной дуговой сварки, резки и наплавки токами 120—600 А выпускались преобразователи типа ПС-500. В 1959 г. завод «Электрик» организовал производство унифицированных сварочных генераторов постоянного тока ГСО-120, ГСО-ЗОО, ГСО-500 и ГСО-800 (цифры означают максимальный сварочный ток).

На заводе «Электрик» и других предприятиях выпускались трансформаторы СТЭ-24, СТЭ-34, СТН-500,СТН-700 (системы В. П. Никитина) и др. В 1946 г. В. П. Никитин разработал однокорпусный сварочный трансформатор СТАН-0 «Комсомолец» компактной конструкции и небольшого веса. Секцией электросварки и электротермии АН СССР совместно с заводами электропромышленности разработана серия однокорпусных трансформаторов СТН, СТАН и СТНД для сварки на малых, средних и больших токах — до 1000 и 2000 А. Трансформаторы СТНД имеют дистанционное управление [30, 31].

В 1944 г. в Институте электросварки начата работа по созданию мощных трансформаторов для автоматической сварки. В 1947 г. Б. Е. Патон и В. К. Лебедев разработали сварочный трансформатор СТ-1000 с подвижным сердечником и дистанционным управлением мощностью 76 кВт с пределами регулирования тока 200 — 1800 А. Мастерские института наладили выпуск этих трансформаторов для заводов. Позже ко типу трансформатора СТ-1000 был разработан трансформатор ТДС-1000, длительное время выпускавшийся промышленностью серийно. В 1948 г. Б. Е. Патон, В. К. Лебедев и Д. А. Дудко разработали принципиально новый вид сварочного трансформатора — так называемый стабилизированный трансформатор-регулятор ТР-1000. Новый трансформатор в соединении с дуговым автоматом обеспечивает постоянную мощность сварочной дуги независимо от изменения напряжения в сети. В дальнейшем в Институте электросварки был разработан и внедрен в промышленности сварочный трансформатор типа СТ-2000, предназначенный для питания дуги при сварке под флюсом на токах до 2000 А.

В Институте электросварки разработан сварочный трансформатор ТШС- 1000-3, предназначенный для трехфазной электрошлаковой сварки при токе в каждой фазе до 1000 А.

В ряде работ Б. Е. Патона, В. К. Лебедева и других советских ученых предложена новая методика и даны основные формулы для электромагнитных расчетов наиболее распространенных типов сварочных трансформаторов.

Трансформаторы для сварки трехфазным током типа СЭМЗ конструкции Н. С. Сиунова в 1949 г. начал выпускать Свердловский электромеханический завод. В 1958 г. в СССР 63% парка установленного и 54% всего выпуска электросварочного оборудования составляли сварочные трансформаторы.

В общем выпуске возрастала доля специализированного сварочного оборудования, необходимого для автомобильной, судостроительной, металлургической и трубной промышленности. Изготовлением такого оборудования в основном занимались Институт электросварки и завод «Электрик». Серийное производство контактных трубосварочных агрегатов для сварки труб различных диаметров было организовано на Ленинградском механическом заводе, а специальных кольцевых сварочных трансформаторов для этих агрегатов — на ленинградском заводе «Электрик». За годы пятой пятилетки (1951— 1955) заводом «Электрик» и ВНИИЭСО разработано 102 типа новых машин. Завод «Электрик» в содружестве с Секцией электросварки и электротермии АН СССР создал мощную высокопроизводительную контактную стыковую машину МСГ-500 для сварки стержней арматуры диаметром 60—100 мм.

Завод «Электрик», ВНИИЭСО и НИАТ создали серию высокопроизводительных импульсных машин для точечной и шовной сварки легких сплавов. В ЦНИИТМАШ разработана технология стыковой сварки полос из различных сталей, изготовлены и внедрены листосварочные машины [25].

Большой вклад в дело создания и совершенствования отечественного электросварочного оборудования внесли отдельные крупные заводы (ГАЗ, ЗИЛ, Уралмашзавод, Калининский вагоностроительный и др.).

В конце 50-х годов Советский Союз по развитию и применению механизированных способов сварки занимал первое место в Европе, а по объему применения таких прогрессивных способов, как сварка под флюсом и электрошлаковая сварка,— первое место в мире. В 1959 г. в промышленности СССР эксплуатировалось около 12 тыс. автоматов и полуавтоматов для дуговой сварки и около 40 тыс. контактных сварочных машин [3, 8, 30, 31, 43—46, 58,61, 64-69].

Разработка флюсов и электродов для дуговой сварки

 В послевоенные годы большая работа по созданию флюсов проводилась в Институте электросварки, ЦНИИТМАШ, Киевском политехническом институте и других организациях и на заводах. Исследования, выполненные в Институте электросварки, привели к созданию в 1946 г. среднемарганцовистого флюса АН-3, предназначенного для автоматической сварки низкоуглеродной стали обычной низкоугле-родистой и среднемарганцовистой электродной проволокой. Массовое производство флюса АН-3 в 1947 г. было организовано на заводе «Автостекло» в Константиновне (Донбасс), в 1948 г.— на Чагодошенском стекольном заводе, а в 1950 г.— на Запорожском стекольном заводе. В последующие годы флюсы выпускались стекольной промышленностью в количествах, удовлетворяющих народное хозяйство.

В 1947 — 1948 гг. коллективом научных сотрудников Института электросварки (И. И. Фрумин, Д. М. Рабкин, В.В. Подгаецкий и Е. И. Лейначук) создан высокомарганцовистый флюс марки АН-348.

В дальнейшем (1951 г.) Д. М. Рабкиным и др. были разработаны флюсы АН-348А для автоматической сварки низкоуглеродистой и некоторых марок низколегированных сталей проволокой диаметром 3 мм и более и АН-348АМ для полуавтоматической сварки тех же сталей проволокой диаметром до 3 мм.

Для механизированной сварки на больших скоростях углеродистых и низколегированных сталей в Институте электросварки разработан высококремнистый марганцевый флюс АН-60, для полуавтоматической сварки — флюс АН-51, для электрошлаковой сварки — АН-22 и др.

Несколько марок высокомарганцевых флюсов для сварки низкоуглеродистых сталей было разработано в ЦНИИТМАШ (ФЦ-2, ФЦ-3, ФЦ-4, ФЦ-5, ФЦ-6, ФЦ-7 и ФЦ-9).

Оригинальные флюсы ТКЗ-Д1 и ТКЗ-Д2 изготовлены на таганрогском заводе «Красный котельщик» (И. Д. Давиденко) [18]. В Ленинградском политехническом институте разработан флюс ЛПИ-2В. Низкокремнистые флюсы для автоматической сварки впервые предложили Д. М. Рабкин и И. И. Фрумин в 1947 г. Первым из этой группы флюсов был флюс АН-10, созданный в 1948 г. Он предназначался для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей. Для сварки швов на легированных сталях в вертикальном положении Институтом электро-сварки создан флюс АН-108. В 1952 г. Д. М. Рабкин, А. М. Макара и Ю. Н. Готальский разработали низко- кремнистые и низкомарганцовистые плавленые флюсы марок АН-15 и АН-42 для сварки среднелегированных сталей средней прочности. Созданы также флюсы для сварки высоколегированных сталей, в том числе нержавеющих. Институт электросварки разработал для этой цели флюсы АН-5, АН-20, АН-26 и др.

Первым флюсом бескислородного типа был флюс АНФ-1 для сварки нержавеющих сталей. В дальнейшем были также разработаны флюсы АНФ-5, АНФ-6, АНФ-7, АНФ-8, АНФ-9, АНФ-14 и др. Создание бескислородных флюсов дало возможность успешно решить задачу автоматизации сварки ряда новых марок нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов, а также алюминия, титана и сплавов на их основе.

Над созданием флюсов для автоматической сварки легированных сталей много работали в отделе сварки ЦНИИТМАШ, где, в частности, были разработаны флюсы ФЦЛ-1 и ФЦЛ-2 для сварки нержавеющих сталей.

За разработку составов и широкое применение серии флюсов для автоматической сварки в 1952 г. Государственной премии удостоены работники ЦНИИТМАШ, Института электросварки им. Е. О. Патона и заводов (К. В. Любавский, В. И. Лазарев, Ф. Ф. Ларин, Ф. И. Пашуканис, Е. И. Лейначук, В. В. Подгаецкий, К. Т. Бондарев и А. Я. Ференс).

Первые керамические флюсы, разработанные К. К. Хреновым и Д. М. Кушнеревым, нашли промышленное применение в Советском Союзе в судостроении с 1950 г. Эти флюсы производили дополнительное легирование металла шва марганцем и кремнием за счет вводимых в состав флюса ферромарганца и ферросилиция [78].

В 1951 г. Н. А. Григорьевым, В. Н. Галактионовым и В. Г. Малышевым разработаны керамические флюсы Р9 и Р18 для автоматической наплавки многолезвийного инструмента быстрорежущей сталью при использовании низкоуглеродистой сварочной проволоки. В этот же период К. К. Хреновым и Д. М. Кушнеревым в лабораторных условиях была освоена наплавка под керамическим флюсом штампов, разработан керамический флюс, обеспечивающий при использовании низкоуглеродистой электродной проволоки получение в наплавленном слое сплава сормайт [79].

В 1953—1955 гг. на кафедре сварочного производства Киевского политехнического института Ю. А. Юзвенко разработал ряд флюсов (КС-Х12Т, КС-ЗХ288, КС-Р9Р и др.) для наплавки штампов и металлорежущего инструмента.

Обширные исследования керамических флюсов провел К. В. Багрянский 2 в Ждановском металлургическом институте. В 1955 — 1956 гг. он разработал серию керамических флюсов типа ЖС для наплавки деталей металлургического оборудования.

В лаборатории электротермии Института электротехники АН УССР Д. М. Кушнерев и М. П. Гребельник разработали керамический флюс К-8 для сварки хромоникелевых нержавеющих сталей. Для этой же цели сотрудниками Харьковского филиала Всесоюзного научно-исследовательского института химического машиностроения был разработан керамический флюс ХПК-66. В ЦНИИТМАШ К. В. Любавским и Е. П. Львовой предложен новый тип бескислородных керамических флюсов ФЦК для сварки высоколегированных сталей.

В конце 50-х годов для сворки низко-углеродистых сталей разработаны керамические флюсы КВС-19 и К-11, обладающие пониженной чувствительностью к ржавчине и влаге на свариваемых кромках.

Багрянский Константин Владимирович (1919—1974) — известный советский ученый, доктор технических наук, профессор, 22 года, бессменно возглавлял кафедру «Оборудование и технология сварочного производства» в Ждановском металлургическом институте. Автор свыше 100 печатных работ, среди них учебники, монографии.

Способ полуавтоматической сварки открытой дугой с применением магнитного флюса впервые предложил в 1950г. А. И. Ходжаев. Первые сообщения о применении этого способа сварки за рубежом появились лишь в 1956—1957гг. Разработка магнитных керамических флюсов в СССР проводилась в ряде научно-исследовательских организаций(Государственный проектный институт Проектстальконструкция, Всесоюзный научно-исследовательский институт строительства магистральных трубопроводов, Институт электротехники АН УССР и др.) — Эти флюсы в конце 50-х годов нашли применение в промышленности.

Уже в 50-е годы Советский Союз занял первое место в мире по количеству и разнообразию производимых сварочных флюсов [2, 3, 55, 61, 79].

Наряду с широким распространением автоматической сварки под флюсом в послевоенные годы неуклонно рос и объем применения ручной дуговой сварки. Научно-исследовательскими и учебными институтами и заводскими лабораториями были разработаны многие марки электродов для ручной сварки. Все же следует отметить, что до конца 50-х годов наша промышленность не преодолела полностью некоторого отставания в производстве электродов.

Сварка и технический прогресс в машиностроении и строительстве.

После окончания Великой Отечественной войны наблюдается дальнейшее расширение применения сварки в машиностроении и строительстве. В 1946 —1948гг. Институт электросварки много внимания уделял созданию сварочных поточных линий. В качестве примера можно привести пуск поточной линии по производству шахтных вагонеток (1949 г.) на торецком заводе им. Ворошилова. На Ждановском заводе им. Ильича построены поточные линии для изготовления котлов железнодорожных цистерн с применением сварки под флюсом. За коренное усовершенствование технологии производства котлов железнодорожных цистерн работникам ждановского завода им. Ильича А. Ф. Гармашеву (руководитель работ), Л. С. Сигину и П. М. Ходосу, сотруднику Института электросварки Г. 3. Волошкевичу присуждена Государственная премия за 1947 г. В дальнейшем автоматическая сварка под флюсом в производстве железнодорожных цистерн была применена и на других заводах.

В 40—50-е годы сварка под флюсом была одним из основных технологических процессов в железнодорожном вагоностроении. На Крюковском вагоностроительном заводе были введены в действие поточные линии сборки и сварки цельнометаллических товарных вагонов. Широко применялась сварка под флюсом на днепродзержинском вагоностроительном заводе им. газеты «Правда», в производстве паровозов на луганском заводе им. Октябрьской революции. Коренные изменения произошли в результате применения сварки под флюсом в судостроении. Автоматическая сварка под флюсом позволила использовать секционный метод строительства, разработанный и внедренный в производство учеными Института электросварки (А. А. Казимиров и др.) в сотрудничестве с коллективами киевского завода «Ленинская кузница» и Херсонского судостроительного завода.

В 1956 г. на Черноморском судостроительном заводе в Николаеве внедрена электрошлаковая сварка наружной обшивки бортов танкеров типа «Казбек», а позднее китобойной базы «Советская Украина» и сухогрузного судна «Физик Вавилов».

В 1958 г. из всего объема сварочных работ, выполнявшихся при изготовлении корпуса судна, свыше 85% приходилось на механизированные способы.

Настоящий технический переворот вызвало применение электрошлаковой сварки в тяжелом машиностроении. Впервые электрошлаковая сварка сотрудниками Института электросварки была внедрена в 1951 г. на Новокраматорском машиностроительном заводе

при изготовлении статора гидротурбины для Мингечаурской ГЭС. В дальнейшем конструкторы завода спроектировали станины механических прессов с усилием 4000, 6300 и 8000 т и уникального гидравлического пресса «170», рассчитанные на сварку злектрошлаковым способом. В 1957 г. на Новокраматорском заводе при помощи злектрошлаковой сварки начали изготовлять уникальные архитравы весом около 300 т для мощных гидравлических прессов. В 1958 г. на этом заводе впервые в мировой практике за один проход аппарата была сварена деталь сечением 2 X 3 м в месте стыка и общим весом 100 т.

Опираясь на опыт Новокраматорского машиностроительного завода, все заводы тяжелого машиностроения страны широко внедрили электрошлаковую сварку в производстве уникальных машин и агрегатов. С помощью электро-шлакового процесса сваривали статоры гидротурбин весом до 80 т каждый для Цимлянской, Волгоградской, Куйбышевской, Каховской, Камской ГЭС, валы гидротурбин и гидрогенераторов для Варваринской и Каховской гидроэлектростанций.

Коллективы лаборатории сварки Харьковского турбинного завода, Института электросварки и ЦНИИТМАШ разработали и внедрили в практику технологию и технику изготовления сварных, сварно-кованых и комбинированных конструкций крупных турбин с применением литья и проката. Сотрудники Института электросварки в содружестве со специалистами таганрогского завода «Красный котельщик» и Барнаульского котельного завода внедрили электрошлаковую сварку в производстве толстостенных барабанов котлов высокого давления.

Электрошлаковая сварка начала широко использоваться в промышленности: на днепропетровском заводе им. Бабушкина, Ленинградском металлическом заводе, ждановском заводе им. Ильича и на других предприятиях.

В конце 50-х годов электрошлаковая сварка применялась более чем на 30 машиностроительных заводах СССР, а также в ГДР и Чехословакии.

Прогрессивные способы сварки широко внедрялись во многих отраслях промышленности. В 1951 г. Государственная премия присуждена К. Л. Миронову за участие в создании конструкции цельнометаллического сварного пассажирского вагона.

Среди лауреатов Государственной премии 1951 г. следует отметить мастера кислородной резки завода «Красный Октябрь» А. А. Жорина. Государственные премии в 1952 г. присуждены: электросварщику Ленинградского металлического завода А. А. Сидорову — за участие в разработке конструкции и освоение производства унифицированной серии паровых турбин высокого давления; сварщику завода «Динамо» им. С. М. Кирова И. Н. Власову — за участие в разработке конструкции и внедрение в производство серии крановых и металлургических электродвигателей переменного тока; начальнику сварочного бюро Ленинградского металлического завода Г. И. Мартьянову и сварщику завода А. М. Мошкову — за участие в создании конструкции насосов высокого давления центробежного типа.

Прогрессивные способы сварки в 40—50-е годы применялись в строительстве разнообразных объектов. Сварка под флюсом поворотных стыков газопроводов высокого давления начала применяться с 1948—1949 гг. На строительстве газопровода Дашава — Киев большинство стыков труб было сварено автоматами под флюсом. С использованием прогрессивных способов сварки сооружен крупнейший в Европе магистральный газопровод Ставрополь — Москва протяженностью 1200 км и другие объекты. За коренное усовершенствование методов строительства магистральных газопроводов Государственной премии за 1948 г. удостоились строители газопровода Дашава — Киев

Рис. 5.12. Индустриальный способ изготовления крупных резервуаров (монтаж резервуаров из рулонных заготовок)
Рис. 5.12. Индустриальный способ изготовления крупных резервуаров (монтаж резервуаров из рулонных заготовок)

М. А. Сердюк, С. В. Корни, М. Л. Колмыков, В. И. Молчанов, И. А. Яковенко и А. Н. Юрышев, а также сотрудник Института электросварки В. Е. Патон.

Автоматическая сварка под флюсом широко применялась при сооружении промышленных и гражданских зданий. Например, при сооружении каркаса высотного здания на Смоленской площади в Москве сварочными тракторами типа ТС-17 выполнено свыше 50 км швов, а при сварке колонн каркасов общежитий Московского университета — около 100 км. С широким применением новых достижении в сварочной науке и технике в СССР построена первая в мире атомная электростанция (вступила в строй в 1954 г.).

Индустриальные методы строительства — предварительная подготовка крупных сварных блоков на заводе, их последующая сборка и механизированная монтажная сварка — широко применены в мостостроении. Научной основой для перехода к сварному мостостроению были выполненные в Институте электросварки (Е. О. Патон, В. В. Шеверннцкий п др.) исследования статической и динамической прочности сварных соединений и условий хрупких разрушений. Метод крупноблочного строительства мостов с максимальным использованием автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом на заводе н при монтаже разработан и внедрен в производство Е. О. Патоном н его учениками. С применением прогрессивной технологии сооружен крупнейший в Европе цельносварной автодорожный мост через Днепр в Киеве, который был открыт в 1953 г. [41, 48].

Все крупные нефтерезервуары в СССР ныне изготовляют по технологии, разработанной Г. В. Раевским3 в Институте электросварки им. Е. О. Патона,—

Раевский Георгий Владимирович (1909— 1975) — доктор технических наук, лауреат Ленинской премии, известный советский ученый в области сварных конструкций, ученик и сотрудник Е. О. Патона, автор свыше 100 печатных трудов, более 20 крупных изобретений.

способом рулонирования (сварка полотнищ на заводах, сворачивание их в габаритные рулоны и доставка по железной дороге или автотранспортом на место монтажа). Применение новой технологии в резервуаростроении позволило почти в 4 раза уменьшить трудоемкость монтажных работ, в 5—10 раз ускорит^ сроки строительства. Значительно улучшилось качество резервуаров. Ученым и работникам строительной и нефтяной промышленности, которые внесли большой вклад в создание и внедрение нового способа резервуаростроения, была присуждена Ленинская премия за 1958г. Высокой награды удостоены начальник Главнефтемонтажа Министерства строительства РСФСР Е. А. Игнатченко, заведующий лабораторией Института электросварки Г. В. Раевский, главный технолог отдела Госстроя СССР Е. К. Алексеев, начальник бюро Куйбышевского завода, резервуарных металлоконструкций В. М. Дидковский, заместитель главного инженера Всесоюзного научно-исследовательского института строительства магистральных трубопроводов О. М. Иванцов, главный инженер сварочно-монтажного треста № 55 В. С. Корниенко, руководитель монтажно-сварочного треста № 7 В. С. Ляхов, главный технолог Главнефтемонтажа Б. В. Поповский. Индустриальный способ сооружения емкостей рулонированием был применен также и в строительстве кожухов воздухонагревателей доменных печей в Кривом Роге. Механизация сварочных работ при такой технологии строительства кожухов воздухонагревателей печей достигала 70%. Сроки монтажа по этой технологии сократились с 40—50 до 18 дней (рис. 5.12).

Индустриальные методы изготовления и монтажа металлоконструкций широко применяли в строительстве доменных печей. Монтажная автоматическая сварка под флюсом кожуха доменной печи впервые в мире была выполнена Институтом электросварки в 1949 г. на площадке Запорожстроя. На заводе изготовляют сварные заготовки кожуха доменной печи максимально допустимых габаритов и доставляют их на место монтажа. На строительной площадке из таких блоков (до 50 т каждый) монтируют кожух доменной печи.

Автоматическая сварка под флюсом в 50-е годы широко применялась при строительстве толстостенных кожухов цементных вращающихся печей диаметром 3,6 м, длиной 160 м и толщиной стенки до 35 мм. Общий объем производства сварных конструкций в Советском Союзе в 1958 г. составлял 5,9 млн. т. Применение автоматической сварки под флюсом дало возможность в 3,5 раза повысить производительность труда. Только в 1946—1958 гг. внедрение сварки под флюсом позволило высвободить для других отраслей производства свыше 30 тыс. квалифицированных рабочих [3, 4, 7, 11, 14, 18, 21, 44,59,61, 64].

Добавить комментарий