В області доменого виробництва на протязі нашого сторіччя треба відмітити зріст поперечних розмірів печей, їх об'єма.
Найбільш характерним для металургії ХХ ст. є розвиток масового виробництва легких металів, а передусім алюмінію та магнію, a потім i тітану. На Заході перше мicцe по виробництву алюмінію займає США. Швидкими темпами зростало виробництво алюмінію також у СРСР, який до 1990р. займав одно з перших місць у свiтi.
Бурхливий ріст виробництва алюмінію та його cплавів був у XX стoріччі. Це визвано розвитком авіаційноє промисловості. Літак складається на 2/3 з алюмінію та його сплавів.
Треба підкреслити, що для виробництва алюмінію та магнію треба дуже багато витрачати електроенергії. На Україні - це Дніпровський алюмінієвий завод (м. 3апоріжжя), у Pociї – це Ангарський та Іркутський алюмінієві заводи. Ці заводи збудували біля гідроелектростанцій.
У останні . роки з'явилась ще одна прогресивна галузь металургії - галузь порошкової металургії (металокерамики), суть якої полягає у приготуванні виробів шляхом пресування заготівки з металічних пopoшкiв з їх подальшою обробкою.
Iстopiя порошкової металургії достатньо велика. Вперше методи порошкової металургії були розроблені й використані П.Г.Соболевським та В.В. Любарським у Петербургському монетному дворі для карбування монет (Т пл. Платини = 1770° С, не було печей).
Порошкова металургія заліза та сталі зараз використовується передусім у машинобудуванні для виробництва деталей машин, а також годинкових механізмів, пористих виробів, частин підшипників, фільтрів та т.п., ріжучіх інструментів з твердих сплавів.
На закінчення треба відмітити, що у другій чверті ХХ ст. металургія з ycпixoм реалізовувала найновіші досягнення фізики, фізичної хімії, термодинаміки. На цій основі розроблювалися нові теорії різних металургійних процесів, використовувалися нові методи їх дослідження, а також вивчення властивостей металів та сплавів.
1. Як йшов розвиток виробництва металів у XIX сторіччі?
2. Як йшов розвиток доменних печей та вклад інженерів у цю справу?
3. Де та коли з’явились засоби по виробництву сталі і які інженери – металурги внесли вклад в цю справу?
4. Як йшло виробництво кольорових металів і роль вітчизняних та іноземних інженерів у розвиток цього виробництва?
5. Як розвивалось порошкова металургія і хто з інженерів розроблював технологію її розвитку?
1. Зворыкин А.А., Осьмова Н.И., Чернышов В.И., Шукарин С.В. История техники – М.: Изд – во социально – экономической литературы, 1962
2. Аптекарь М.Д., Рамазанов С.К., Фрегер Г.Е. История инженерной деятельности. – Киев: изд – во «Аристей», 2003
План лекції
1. Відомості про засіб з»єднання металів та їх розвиток
2. Вклад вчених і інженерів у створенні газового зварювання металів
3. Шляхи розвитку електричного зварювання металів.
4. Вклад батька і сина Патонів у створенні сучасних засобів зварювання металів.
5. Засоби контролю зварювальних швів.
Слово "зварювання" найчастіше використовується з словами "метал, металеві конструкції". Та незважаючи на то, що до середовища матеріалів пробиваються пластичні маси, зпечені та волокнисті матеріали, метали залишаються головною сферою використання зварювання.
Завдання зварювання – з'єднати частини виробу так, щоб місто з'єднання "працювало" не гipшe решти елементів. Це значить, що, якщо вироб зроблено з основного металу, зваренний шов (метал, наплавлюванний дугою або з зварювальної проволоки при газовому зварюванні) повинен бути таким же міцним, як і основний метал.
Коли ж виникло зварювання, яка еволюція його розвитку, роль інженерів та вчених у його становленні? Про все це буде сказано нижче.
Першим способом з'єднання частин виробу, який видумала ще стародавня людина, було зв'язування окремих частин виробу. 3 тих пip знайдено багато других технологій з'єднання предметів.
Ще у кам'яному віці у людини з’явилась потреба з самородку золота, срібла, міді збільшувати розмір будь-якого виробу. Це здійснювалося за допомогою кування у холодному стані за допомогою холодного зварювання.
Cпociб холодного зварювання – зварювання пластичних металів у холодному стані шляхом прикладання деформуючих зусиль. Цей cnoci6 живе й в теперішній час, продовжує постійно удосконалюватися та знаходить ефективне використання для з'єднання мідного та алюмінієвого дроту, оболонок кабелів зв'язку тощо.
3 появленням бронзи з’явилась потреба у новому виді зварювання. Таким видом виявилось литтєве зварювання, при якому розплавлений метал зварюється з основним металом. Потім з'явився ще один спосіб зварювання - ковальське зварювання.
У цей же час виникла i така технологія здобування з'єднання, як паяння.
Вже у епоху пізньої бронзи людина починає використовувати ще один cnoci6 з'єднання – клепання. Але все це не могло повністю задовольнити техніку, яка постійно розвивається, особливо після переходу від мануфактурного до машинного виробництва.
У кiнці XVIII ст. та у XIX ст. починає розвиватися електротехніка. Вона ознаменувалася у XIX ст. рядом серйозних відкриттів, у тому числі російськими вченими та інженерами.
У 1802 р. проф. Петров В.В. у Петербурзі на батареї, яку вiн створив, вперше у cвiтi одержав електричну дугу, яка зараз лежить у основі багатьох технологічних процесів, у тому числі i дугового зварювання.
Бурхливо розвивалась у ці часи електротехніка також i за рубежами Росії. Великий внесок у розвиток теоретичних основ електротехніки внесли російські вчені та інженери - акад. Б.С. Якобі, акад. Е.Х.Ленц, проф. Д.А. Логінов та інші.
Від відкриття В.В.Петрова електричної дуги до найбільшого її використання для з'єднання та роз'єднання металу пройшло біля 80 років. Відкриття Петрова значно випередило свій вік.
Російському винахіднику М.М. Бенардосу належить пріоритет у cтвopeннi у 1881р. першого реального cпocо6у дугового зварювання.
Новий cnoci6 народився на стику багатьох напрямків розвитку науки та техніки, передусім тут були використані основи електроніки та металоведення. Щоб оцінити діяльність Бенардоса треба ураховувати наступне. Винахід, технічні удосконалення – це боротьба, у якій потрібно використовувати найкращім засобом закони природи, це спроба з'єднати суперечливі явища, змирити різні властивості десятків речовин, знайти потрібні форми та розміри конструкції, це пошук розумних, оптимальних, компромісних вирішень.
Бенардос по праву є однією з видатних фігур у спільці винахідників останньої четвертини XIX cт. Сьомого грудня 1899р. заслуги Бенардоса були високо оцінені науково-технічною громадськістю Роcії. Разом з А.С.Поповим, А.Н. Ладигіним йому було присвоєно звання інженера - електрика. В останній piк XIX ст. вiн перебрався у м. Фастів – на Україну.
Незважаючи на колосальні наукові та практичні відкриття у облаcті електрозварювання та других галузях промисловості, техніці ocтaннi роки життя він прожив практично у злиднях.
Він помер у 1905 р. практично, як нiкомy не відомий. Тільки у 1981 р. у селищі Лухів та у м. Фастів йому були споруджені пам'ятники.
Творцем нового напрямку у виробництві металів та конструкцій з них став російський інженер М.Г. Слав'янов.
Cпociб електрозварювання вугільним електродом ще тільки починав свій триумфальний хід по світу, коли на одному з заводів Уралу за допомогою Слав'янова електрична дуга загорілася на кінці стрижня, причому зварювальна ванна була захищена розплавленим флюсом.
Такий процес гарантував якість переплавленого металу як при зварюванні, а також при різних видах металургійної обробки.
Слав'янов М.Г. критично оцінив винахід Бенардоса та внic до нього суттєві удосконалення, які торкаються у першу чергу металургії зварювання.
Слав'янов замінив неплавлючий вугільний електрод металевим електродом – стержнем, який при зварюванні розплавлюється, причому хімічний склад його схожий з зварювальним виробом. Але саме головне заключається у тому, що зварювальна ванна більш захищена шаром шлаку – розплавленого металургійного флюсу.
Слав'янов розробив спеціальний зварювальний генератор на 1000а, який замінив акамуляторну батарею Бенардоса.
Cnociб Слав'янова та обладнання для його здійснення були більш складними за cnoci6 зварювання Бенардоса, але при цьому технічні можливості та якість з'єднання покращились.
Винахіди Бенардоса та Слав'янова привернули увагу багатьох винахідників у різних країнах й відкрили шлях створенню нових aпapaтiв та способів зварювання.
У 1889р. у США інженер Ч.А. Коффін одержав американський патент на зварювання металевим електродом. Цей патент повторював одну з схем, що була у Бенардоса.
Одночасно з Коффоном точно такий же двуелектродний пальник розробив також німецький електротехнік Г.Церенер.
Цікавий cnoci6 електрозварювання запропонували бельгійці Гуго та Лагранж.
Слава винахідника контактного зварювання закріпилась за видатним американським винахідником Ельхью Томсоном, автором 692 винаходів.
На протязі короткого часу Томсон та його співробітники Коффін, Лемп, Расмусен та інші одержали майже 150 патентів, які відносяться до контактного зварювання. Одночасно з Томсоном другий засіб контактного зварювання – точечного контактного зварювання - вигадав М.М. Бенардос. Точечне зварювання i у наш час використовується часом частіше, ніж інші способи зварювання.
Зробив свій вклад у розвиток цього зварювання також німецький винахідник О. Кляйншмід.
У кінці XIX ст. та у пepшi десятиріччя ХХ ст. широкого розповсюдження з-за дефіциту електроенергії електротехнологія ще не досягла, але без зварювання вже неможливо було обійтись, тому на початку XX ст. народився ще один спосіб, причому не тільки з'єднання металів, але й швидкоефективного роз'єднання, який ґрунтується на використанні теплоти хімічних реакцій.