Історія і розвиток зварювального виробництва
(конспект лекцій)
Зміст
Передмова
Глава 1. З історії зварювання
Глава 2. Розвиток електричної зварювання
Глава 3. Основні види сучасної зварювання
3.1 Електрична дугова зварювання
3.2 Електрошлакове зварювання
3.3 Контактна й пресова зварювання
3.4 Газове зварювання і різання
3.5 Променеві види зварювання
Передмова
Розвиток людства на останньому етапі (з закінченням останнього льодовикового періоду) нараховує майже 12000 - річну історію.
Якщо поглибиться в історію, то можна помітити, що з давніх часів успіхи людського суспільства в цілому і окремих племен і народів окремо у великій мірою залежали від можливостей існували в цей час технологічних процесів. Важливе місце з безлічі технологій займають способи з'єднання. Людина стала розумною істотою (Homo sapiens) лише тоді, коли став створювати знаряддя праці та зброя.
Користуватися палицями та камінням можуть і мавпи, але здогадатися прив'язати камінь до палиці може тільки істота, що володіє свідомістю. Тому першим технологічним процесом була різновид сполуки - зв'язування.
Первісна людина мала досить каменів і багато часу для вдосконалення методів виготовлення кам'яних знарядь. Американські індіанці, наприклад, використовували вулканічне скло (обсидіан), яке легко розколюється на пластини і обробляється. У первісних людей камінь поступово став поступатися місцем міді - Спочатку самородної, якої в природі було не мало, а потім і виплавленої з мідної руди.
У порівнянні з розколюванням, обтісуванням, шліфуванням, свердлінням, прив'язкою каменів, лиття і кування міді виявилися більш складними технологічними процесами. Зросла кількість і значимість факторів або параметрів процесу, які потрібно було контролювати, щоб домогтися гарних результатів при виготовленні виробів високої якості. Одним з таких параметрів було - підтримання необхідної для технології температури на багатті.
Ще більш складним став технологічний процес одержання штучного сплаву, наприклад, бронзи (Cu + Sn), що вимагає контролю кількісного співвідношення (1:0,83) компонентів міді та олова. Але так як вона володіє високими споживчими властивостями в порівнянні з вихідними матеріалами, то труднощі отримання її не зупиняла людей. І все ж, кращими матеріалами для виготовлення виробів були залізо і його сплави.
Все більше матеріалів входило в сферу життєдіяльності населення, удосконалювалася і технологія їх обробки. Але історикам ще довго не вдавалося встановити залежність між створенням нових технологій і зміною побуту людей.
Свій внесок у вивчення цих закономірностей вніс на початку 19 століття данський дослідник К. Томсен.
Історичні факти
В поданні античного суспільства найбільш прославленими пам'ятками є, так звані - «ѳм чудес світуВ»:
1. Стародавні єгипетські піраміди.
2. Храм Артеміди в Ефесі близько 550 до н.е. (У грец. Міфології дочка Зевса - богиня полювання, покровителька породіль. Зображувалася з луком і стрілами. Їй відповідала римська Діана).
3. Мавзолей у Галікарнасі середина 4 в. до н.е. (Гробниця правителя Карі Мавсола в м. Галікарнасі - монументальне похоронне спорудження. Звідси і пішла назва - Мавзолей).
4. Терасні (висячі) сади Семіраміди у Вавілоні 7 в. до н.е.
5. Статуя Зевса в Олімпії 430 років до н.е.
6. Статуя Геліоса в Родосі 292 - 280 років до н.е. (Колос Родоський)
7. Александрійський маяк - 280 років до н.е.
Як показують археологічні дослідження і історичні хроніки - В«Колос Родоський В»був зовні покритий тонкими мідними листами, які були з'єднані між собою з використанням холодної зварювання. Тобто технологія зварювання була застосована і при створенні шедеврів античного періоду.
Латунь (від нім. Latun) - сплав міді з цинком (до 50%), часто з добавками Al, Fe, Mn, Ni, Pb та ін елементів в сумі до 10%. Добре обробляється тиском, володіє хорошою пластичністю, достатньою міцністю, корозійностійка.
Мельхіор (виходить від імен зобр. Француз. Майо (Maillot) і Шар'є (Charier)) - сплав міді з нікелем (5 - 30%) іноді з додаванням заліза (до 0,8%) і марганцю до 1%. Володіє хорошою корозійностійкі, обробляється в гарячому і холодному стані.
Нейзильбер ( з нім. нове срібло) - сплав міді з нікелем (5 - 35%) і цинку (13 -43%)
Зварювання - процес отримання нероз'ємного з'єднання за допомогою встановлення міжатомних (металевих) зв'язків між сполучаються частинами при їх нагріванні і розплавлюванні або пластичній деформації, або того й іншого разом.
Пайка - процес освіти з'єднання з міжатомними зв'язками шляхом нагрівання з'єднуються матеріалів нижче температури їх плавлення, змочування їх припоєм, затікання припою в зазор і подальшою його кристалізацією.
Син данського купця і судновласника Крістіан Томсен (на поч. 19 століття), займаючись бухгалтерським справою, він, одночасно, почав вивчення археологічних скарбів національного музею в Копенгагені, в якому зберігається багатющий матеріал зібраних з усього світу різних, зокрема, і унікальних знахідок. Він встановив наступне відповідність - Чим примітивніше обробка виробу, тим В«старшеВ» воно за віком, тобто більш давнє за часом його виготовлення.
Він запропонував розділити історію матеріальної культури на три періоди:
1. кам'яний - Енеоліт до 4 століття до н.е.;
2. бронзовий - 4 століття до н.е. - 1 століття до н.е.;
3. залізний вік з 1 століття до н.е. до теперішнього часу.
Тільки в 60 роках 19 століття ідея К. Томсен, якому на той час було вже за 70 років, отримала міжнародне визнання. Класифікація ця пов'язана з тим, що в якості критерію була прийнята технологія обробки матеріалів.
У теж час, якщо за основу прийняти технологію виготовлення складеного виробу, то по поширеним в той час способам з'єднання історію матеріальної культури можна розділити на вік зв'язування, вік античної зварювання, вік клепки і сучасний період зварювання. Однак ця класифікація не зовсім точна, оскільки крім нероз'ємних з'єднань були і роз'ємні, такі як прив'язування, а також шарнірні, клинові, різьбові і ін з'єднання.
Глава 1. З історії зварювання
Зварювання виникла на першому етапі розвитку людської цивілізації. Ще в кам'яному столітті каменем підходящої форми древній людина могла отковать вироби з самородків благородних металів - золота, срібла, міді. Таким же технологічним прийомом, коли необхідно було збільшити розміри виробу, з'єднували ці пластини між собою, тобто застосовували один з видів зварювання - холодну зварювання, - зварювання металів в холодному стані шляхом докладання деформуючих зусиль. Цей перший вийшов з давнього періоду спосіб зварювання отримав розвиток в даний час для з'єднання мідних, алюмінієвих проводів, оболонок кабелів зв'язку, морозильних камер холодильників і т.д. У стародавні часи цей спосіб був використаний при зварюванні благородних металів, які практично не окислюються. Ударяючи по складеним разом шматках металу, вдавалося домогтися міцного з'єднання. У Дублінському Національному музеї зберігається золота коробка, виготовлена в епоху пізньої бронзи, стінки і днище її скуті щільним швом. Як вважають експерти, виготовлена ​​вона за допомогою холодного зварювання.
За кілька тисячоліть до н.е. деякі племена (наприклад, на території Бессарабії, України) добували з руди мідь, свинець. Але технікою лиття вони ще не опанували, тому вони підігрівали і сковували окремі шматки, отримуючи більші шматки і вироби з них.
Поява бронзи - сплаву міді та олова - змусило древніх уміль...