Это изобретение свое время перевернуло промышленность: история создания сварочного аппарата

Сварочные технологии имеют долгую историю, и первые попытки соединить металлические детали производились еще в древние времена. Однако значительный прогресс в этой области был достигнут только в XIX веке. Важным этапом стало открытие электрической сварки, которая положила основу для будущих технологий.

Явление электрической дуги было открыто в 1802 году русским ученым и изобретателем Василием Владимировичем Петровым. Он использовал мощную электрическую дугу, чтобы соединить две металлические поверхности. Этот метод стал революцией в промышленности, и уже через несколько десятилетий электрическая сварка стала широко распространенной в различных отраслях производства.

Многие изобретения и открытия в этой области были сделаны нашими соотечественниками. Например, в 1882 году Николай Бенардос изобрел электрическую сварку с применением угольных электродов, а 6 лет спустя Николай Славянов создал сварку металлическими электродами.

С течением времени сварочные технологии стали все более совершенными. Одним из важных этапов стала разработка дуговой сварки с защитным газом, известной как MIG/MAG сварка. Этот метод позволил повысить качество сварочных швов и расширил возможности сварщиков.

Уже в Средние века люди научились соединять металлы друг с другом для различных целей горячей и холодной ковкой. Самыми успешными в этом деле были жители Египта и Средиземноморья. Доказательства тому — найденные археологами оружие и орудия труда возрастом 1000 лет с признаками самой примитивной, но все же сварки.

Конечно, такой труд сложно назвать сваркой в привычном нам сегодня понимании этого слова. То, что делали жители Египта и Средиземноморья, было похоже скорее на работу металлурга, кузнеца и ремесленника. Однако отрицать тот факт, что именно они сделали первые шаги к созданию этого аппарата — нельзя.

Глобальной точкой отсчета развития сварочных аппаратов стал XIX век, когда человек придумал электричество и стал развивать мир электротехники с бешеной скоростью. Так, в 1800 году ученый из Италии Алессандро Вольт первым поместил пластины, сделанные из цинка и меди, в кислоту, чтобы создать первый в мире химический источник тока и получить непрерывный электрический ток. Проще говоря, он изобрел знаменитый «Вольтов столб», который считается предшественником современных батарей. Понадобилось еще 100 лет, прежде чем первые сварочные аппараты стали работать от аккумуляторов, прародителем которых и стало изобретение Алессандро Вольта.

Кроме того, в 1802 году Василий Владимирович Петров, электротехник-самоучка из России, сделал еще одно важное открытие, представив миру явление электрической дуги — ее сварщики используют для плавления металла до сих пор. В тот же период Василий Петров обнаруживает явление различного сопротивления металлов к электрическому току — еще одно важное открытие для мира сварки.

В начале XIX века сварка металлов производилась с помощью различных горючих газов, однако большой популярностью она еще не пользовалась — вероятно, в те годы люди еще даже не могли представить, какой весомый вклад сварка может внести в мировую промышленность.

Только спустя 30 лет после открытий Вольта и Петрова химик из Англии совершил очень важное открытие для развития мировой сварки — газ ацетилен. Его сварщики используют и сегодня. Однако в те годы такое название для этого газа еще не использовали. «Ацетиленом» его назвал только в 1963 году химик из Франции М. Бертло. Полноценно использовать ацетилен для сварки стали еще через 30 лет, когда производство его основного компонента стало более дешевым и было налажено в промышленных объемах.

Ученым, который стал первым человеком, получившим патент на технологию электродуговой сварки, стал довольно неизвестный электротехник по имени Огюст де Меритан. Он показал свою технологию в работе, сварив между собой две свинцовые пластины. Сделать это де Меритан смог с помощью угольного электрода и электрической дуги. Более того — именно он первым создал защитную одежду и газоотводную трубу для сварщика, чтобы оградить органы дыхания от смертельно опасных паров.

Безусловно, в отличие от современной сварки, этот вариант был достаточно слабым и неработоспособным для сваривания стали. Однако технологию Огюста де Меритана все же стали активно применять для изготовления аккумуляторных батарей.

В 1898 году на Международную электрическую выставку, которая проходила в Париже, приехал ученик Огюста, инженер из России Николай Николаевич Бенардос. Там он представил свой аппарат для сварки под названием «ЭлектроГефестъ». В результате конкурса, проводившегося в рамках выставки, экспонат Бенардоса получил золотую медаль. Отличительной особенностью аппарата «ЭлектроГефестъ» была способность сваривать, разрезать и наплавлять металлы благодаря использованию угольного электрода под воздействием электричества. В результате представленный Бенардосом аппарат стал первым широко признанным приспособлением для сварки в мире.

Интересно, что свое приспособление Бенардос изобрел относительно случайно. Мужчина трудился над улучшением аккумуляторов для дугового электрического освещения, а создал революционный сварочный аппарат. Через пять лет после выставки Николай Николаевич получил патент на свое изобретение в 13 странах мира.

Через почти 100 лет после этого события инженер Пермского завода Николай Гаврилович Славянов первым в мире продемонстрировал электродуговую сварку металлическим плавящимся электродом. Чтобы продемонстрировать возможности своего прибора, Николай подготовил восемь образцов сваренных металлов и сплавов — таких, которые раньше не поддавались качественному соединению.

Сварочный инструмент Славянова был обработан токарным станком и принял форму, похожую на граненый стакан. После чего аппарат отправили на выставку в Чикаго, где устройство получило бронзовую медаль за «техническую революцию».

После успеха Николай Славянов стал активно обучать рабочих и внедрять обучение сварке на своем производстве. Именно поэтому Славянова часто называют отцом и первым профессионалом сварочного дела.

Однако с развитием техники и технологий сварочные аппараты стали компактнее и более удобными в использовании. В XX веке были созданы различные типы сварочных аппаратов, такие как дуговая сварка, TIG, MIG/MAG, плазменная сварка и другие.

Идею, которую предложил еще Славянов, развил американский изобретатель Чарльз Л. Коффин. Он смог представить миру процесс дуговой сварки, во время которой используется металлический электрод, и получил патент на свое изобретение.

Процессы сварки проходили практически одинаково — и Коффин, и Славянов использовали слой шлака для защиты от вредного воздействия. Главная разница заключалась в том, что Николай Славянов назвал свой способ соединения металлов «отливкой», а Коффин ввел слово «welding», что переводится как сварка и используется по сей день.

Первый в мире сварочный электрод разработал Оскар Чельберг, он же получил патент на это изобретение. Разработку Чельберга применяют и сейчас, его электрод состоял из металлического стержня, покрытого застывшей обмазкой из различных элементов для защитных функций дуги.

В начале XX века электродуговая сварка стала развиваться гораздо медленнее, особенно в России. Дело было в стоимости — на место электродуговой сварки пришла газовая сварка ацетиленом, а вместо эффективной электросварки стали снова применять заклепки.

Следующей точкой отсчета в отечественном развитии сварки сыграла Вторая Мировая война. В годы, когда эффективные и быстрые инженерные решения были крайне важны для победы над врагом, сварка, в числе прочих, развивалась особенно активно. Именно в тот период электродуговой сваркой стали пользоваться повсеместно, что не перестают делать и по сей день.

Сварка имеет огромное влияние на промышленность и экономику страны. С помощью сварочных технологий возможно создавать сложные металлические конструкции, которые применяются в различных сферах. Это способствует развитию производства, улучшению качества продукции и повышению конкурентоспособности предприятий на рынке.

Сегодня сварка продолжает совершенствоваться. Ключевыми направлениями развития являются повышение автоматизации сварочных процессов, использование роботизированных систем, разработка новых типов сварочных материалов и газов, а также улучшение качества сварочных соединений — в совокупности это позволяет повышать эффективность производства и улучшать условия работы сварщиков.