Мои ЦОРы

Слайд 2

Разработка и развитие сварки под флюсом Идея этого способа сварки появилась не на пустом месте. Еще Н.Г. Славянов применял для защиты расплавленного металла от воздействия воздуха битое стекло. В 1927 г. известный изобретатель Д.С. Дульчевский , работавший в Одесских железнодорожных мастерских, разработал свой первый автомат для сварки под флюсом .

Слайд 3

Разработка и развитие сварки под флюсом Над проблемой дуговой сварки голым электродом с отдельной подачей флюса к дуге работали как в нашей стране, так и за рубежом. В начале 30-х годов прошлого века в США был построен завод по производству сварных труб с помощью автоматической дуговой сварки с использованием флюсов . В 1934 г. фирма «Дженерал электрик» использовала для автоматической сварки голой проволокой флюс, предложенный В. Миллером и состоящий из полевого шпата и диоксида титана . Измельченные в порошок компоненты смачивали водой и в виде пасты наносили на изделие перед сваркой. В 1936 г. был получен патент на способ автоматической дуговой сварки под флюсом под названием «Юнионмелт».

Слайд 4

Разработка и развитие сварки под флюсом В 1939–1940 гг. коллективом Института электросварки под руководством и при непосредственном участии Е.О. Патона на основе идей, выдвинутых еще Н.Г. Славяновым, был разработан отечественный способ механизированной сварки, получивший тогда название «скоростная автоматическая сварка голым электродом под слоем флюса» . Впервые этот способ соединения металлов был продемонстрирован в лаборатории Института электросварки в июле 1940 г. Был сварен стыковой шов металла толщиной 13 мм за один проход с неслыханной для того времени скоростью 32 м/ч , что во много раз превышало скорость ручной сварки.

Слайд 5

Разработка и развитие сварки под флюсом Создание данного способа сварки потребовало разработки оборудования принципиально нового типа . Была создана аппаратура для подачи флюса в зону сварки, удержания его на месте сварки, сбора неиспользованного флюса для его повторного использования. Кроме специальных источников питания, обладающих требуемыми сварочно-технологическими характеристиками, можно выделить аппараты для сварки: сварочные трактора и самоходные головки , которые, как минимум, обеспечивали возбуждение дуги в начале процесса, поддержание ее горения во время сварки и заварку кратера в конце шва.

Слайд 6

Разработка и развитие сварки под флюсом Характерным для отечественного оборудования является широкое использование механизмов с постоянной скоростью подачи электрода и скоростью сварки . Однако первоначально для поддержания постоянной длины дуги использовали более сложные двухдвигательные конструкции подающих механизмов и соответствующие схемы управления.

Слайд 7

Разработка и развитие сварки под флюсом В 1942 г. В.И. Дятлов, старший научный сотрудник Института электросварки (работавший в то время заведующим лабораторией на Уралмашзаводе), открыл явление саморегулирования мощной электрической дуги . Было замечено, что имеется зависимость между электрическими параметрами режима (током и напряжением) и скоростью подачи проволоки . Причем их оптимальное соотношение устанавливается без специального регулирования источника питания. При этом изменяется и расход энергии на плавление металла и флюса.

Слайд 8

Разработка и развитие сварки под флюсом Например, если напряжение увеличивалось, то расход теплоты на плавление электродного металла уменьшался, и электрод плавился медленнее. Получалось, что скорость подачи опережает скорость плавления электрода, стремясь восстановить прежнюю длину дуги. Сварочные головки нового типа комплектовались асинхронными двигателями с неизменной частотой вращения . Для изменения скорости подачи электрода применили одноступенчатый редуктор со сменными шестернями .

Слайд 9

Разработка и развитие сварки под флюсом Значительно упростилась схема управления аппаратом. Проводя исследования, В.И. Дятлов пришел к выводу, что саморегулирование процесса нарушается при использовании источника питания с крутопадающей внешней характеристикой, а также при малых плотностях тока на электроде. В связи с этим им предложено использовать для автоматической дуговой сварки генераторы постоянного тока с жесткой внешней характеристикой.

Слайд 10

Разработка и развитие сварки под флюсом Еще одно направление в развитии конструкций сварочных головок было создано коллективом ученых ЦНИИТМАШа: для плавного регулирования скорости подачи проволоки использована фрикционная передача , а для сварки угловых швов предусмотрена возможность наклона головки .

Слайд 11

Разработка и развитие сварки под флюсом В эти же годы разработаны и основные схемы компоновки головок и транспортирующих механизмов , которые применяются и в настоящее время: крепление головки на самоходной тележке, перемещающейся по направляющим балкам; крепление головки на неподвижной или движущейся по рельсам колонне; установка головки на тележке, перемещающейся непосредственно по поверхности изделия – такие аппараты получили название сварочных тракторов.

Слайд 12

Разработка и развитие сварки под флюсом Автоматическая сварка под флюсом плоскостных конструкций трактором ТС-17

Слайд 13

Разработка и развитие сварки под флюсом Автомат для сварки наружных кольцевых швов: 1 – защитное устройство; 2 – мундштук; 3 – суппорт; 4 – механизм подачи проволоки

Слайд 14

Разработка и развитие сварки под флюсом Во время Великой Отечественной войны в Институте электросварки, который активно включился в работу на нужды оборонной промышленности в Нижнем Тагиле на Уралвагонзаводе, где изготовлялись знаменитые танки Т-34, начал свою научно-техническую деятельность Б.Е. Патон , проводя исследования по автоматическому регулированию процессов сварки с непрерывной подачей в зону дуги присадочных материалов . В результате были определены основные требования к статическим и динамическим характеристикам приводов систем автоматического регулирования , положенные в основу при создании первого поколения полуавтоматов, использующих тонкую электродную проволоку в сочетании с защитными флюсами и газами .

Слайд 15

Разработка и развитие сварки под флюсом Позже Борис Евгеньевич занялся изучением физических процессов в дуге, определяющих перенос сварочного материала в расплавленную ванну в целях поиска способов снижения разбрызгивания . Им было установлено существенное влияние на этот процесс внешних характеристик источников питания, в частности показана целесообразность использования для полуавтоматической и автоматической сварки источников питания с жесткой внешней характеристикой . Эти результаты исследований стали основой для разработки способов сварки в углекислом газе и смесях газов, импульсно-дуговой сварки .

Слайд 16

Разработка и развитие сварки под флюсом По известным к середине 30-х гг. прошлого века сведениям следовало, что применение флюса помогает решить ряд задач получения качественного сварного соединения. Он должен был не только прикрыть жидкий металл ванны от воздуха, но и обеспечить введение в строго определенном количестве дополнительных легирующих элементов в металл шва, связать и перевести в шлак вредные примеси (серу и фосфор). Флюс, а после расплавления шлак, должен быстро и активно взаимодействовать с жидким металлом ванны и каплями электродного металла и также быстро покидать металлическую ванну , как только необходимые металлургические реакции будут завершены. Шлак после охлаждения должен легко отделяться от шва .

Слайд 17

Разработка и развитие сварки под флюсом Методом проб и ошибок, применяя термодинамические законы, удалось создать способы расчета состава флюса , который обеспечивал получение высококачественного шва с заранее рассчитанным составом. Одним из основоположников данного направления сварочной науки – металлургии сварки – является В.И. Дятлов . Эксперименты начинались с применения бутылочного стекла, которое ученые дробили, просеивали и отбирали гранулы размером в поперечнике 1–4 мм. Их подавали в зону сварки. Результаты этих опытов показали принципиальную возможность защиты ванны.

Слайд 18

Разработка и развитие сварки под флюсом Дальнейшие исследования показали, что в шихту, из которой выплавляется флюс, необходимо вводить много различных компонентов, а в качестве исходного сырья можно использовать природные минералы (мел, рутил, плавиковый шпат, мрамор, железную руду и т.д.). При плавлении в печах из исходных компонентов образовывались новые соединения, обеспечивающие быстрое протекание металлургических реакций в сварочной ванне.

Слайд 19

Разработка и развитие сварки под флюсом Уже в 1939 г. в Институте электросварки был разработан флюс для сварки угольным электродом , а в 1940 г. – создан первый специальный флюс для сварки плавящимся электродом низкоуглеродистых и углеродистых сталей , вошедший в историю отечественной сварки под индексом АН-1 . Существенный вклад в разработку новых составов флюсов внесли ученые ЦНИИТМАШ во главе с К.В. Любавским . Ими в начале 1941 г. был создан плавленый флюс ОСЦ-45 , широко применяемый до сих пор для автоматической сварки сталей обычной, средней и повышенной прочности .

Слайд 20

Разработка и развитие сварки под флюсом Дальнейшие работы в этом направлении позволили создать широкую гамму плавленых флюсов для сварки практически любых сталей и сплавов. Другим направлением в разработке флюсов для автоматической сварки послужили работы К.К. Хренова . Он предложил сухие тонкоизмельченные и перемешенные компоненты флюса замешивать на водном растворе жидкого стекла . Затем из этой массы формовали гранулы. Их сушили, измельчали и просеивали, получая частицы определенной крупности (0,5–2 мм). Флюсы, изготовленные подобным образом, получили название керамических .

Слайд 21

Разработка и развитие сварки под флюсом К.К. Хренов (1894-1984) Константин Константинович Хренов — специалист в области металлургии и сварки металлов, доктор технических наук (с 1940), академик АН УССР (с 1945), член президиума АН УССР (с 1953), член-корреспондент АН СССР (с 1953), создатель технологии электродуговой сварки и резки под водой. В 1918 году окончил электрохимическое отделение ЭТИ. В 1921—1925 преподавал на кафедре общей химии в ЛЭТИ. В 1928—1947 преподавал в Московском электромеханическом институте инженеров железнодорожного транспорта и одновременно с 1931 года в Московском высшем техническом училище. В 1945—1948 годах и после 1963 года работал в Институте электросварки АН УССР. В 1948-1952 годах работал в Институте строительной механики АН УССР. С 1952 года работал в Институте электротехники АН УССР. С 1947 по 1958 год — профессор Киевского политехнического института. Впервые в мире создал и реализовал на практике процессы электродуговой сварки и резки под водой, которые нашли широкое применение при восстановлении мостов и ремонте судов. Им разработаны источники электропитания для дуговой и контактной сварки, керамические флюсы, электродные покрытия, способы холодной сварки давлением, газопрессовая сварка, плазменная резка. Внес вклад в разработку способа сварки чугуна, газопрессовой сварки, дефектоскопии сварных соединений. Один из организаторов подготовки советских инженеров-сварщиков.

Слайд 22

Разработка и развитие сварки под флюсом Первые керамические флюсы, разработанные К.К. Хреновым и Д.М. Кушнаревым , нашли промышленное применение в нашей стране в судостроении. Они обеспечивали дополнительное легирование металла шва марганцем и кремнием за счет вводимых в состав флюса ферросплавов . Серьезным достижением в этой области является разработка серии керамических флюсов, позволяющих более мобильно, чем при использовании плавленых, получать металл шва заданного химического состава .

Слайд 23

Разработка и развитие сварки под флюсом В 1942 г. были начаты работы по созданию полуавтоматической сварки под флюсом . Шланговый полуавтомат для сварки под флюсом

Слайд 24

Разработка и развитие сварки под флюсом При этом процессе была механизирована лишь подача сварочной проволоки в зону дуги, осуществляемая по мере ее плавления специальным устройством – подающим механизмом . Все остальные операции, в том числе перемещение горелки по стыку, обеспечение постоянства дугового промежутка, осуществляются сварщиком. Полуавтоматическая сварка под флюсом не получила широкого распространения . Это связано с тем, что в процессе выполнения сварки было невозможно визуальное наблюдение за положением электрода по отношению к свариваемым кромкам. Сварку можно было вести только в нижнем положении .

Слайд 25

Разработка и развитие сварки под флюсом В 1952 г. для сварки алюминия разработан вариант, при котором для защиты зоны дуги применяется тонкий дозированный слой флюса . Он обеспечивает защиту только нижней части дуги и поверхности сварочной ванны. В связи с этим данный процесс получил название «сварка по флюсу» . Он нашел применение в промышленности для сварки цветных металлов .

Слайд 26

Разработка и развитие сварки под флюсом В настоящее время трудно найти отрасль производства, где бы не применялась сварка под флюсом. При помощи этого процесса осуществляется изготовление судов, вагонов, многослойных сосудов, кранов, роторов гидрогенераторов и других изделий. Сварка под флюсом широко используется при изготовлении сварно-литых, сварно-кованых и сварно-штампованных конструкций . Изделия, создаваемые с применением этого способа сварки, работают во всем диапазоне естественных климатических температур, при сверхвысоких температурах и в условиях глубокого холода, в агрессивных средах и при давлениях значительно отличающихся от атмосферного .