Историята на развитието на заваряването от древни времена до наши дни
Със сигурност може да се каже, че заваряването днес е една от основите на човешкото развитие. И това не е неоснователно твърдение. Благодарение на този процес хората имат възможност да строят небостъргачи, да полагат инженерни комуникации, да развиват индустрията и науката. И разбира се, възниква естествен въпрос: кога се появи заваряването? Кога хората са се научили да свързват огнеупорни материали заедно? Може би преди 50-100 години? Или е едно от най-новите открития на човечеството? Ще се опитаме да разберем този въпрос и да разгледаме каква е историята на развитието на заваряването.
Древност и Средновековие
Методът за получаване на твърди метални конструкции чрез заваряване и запояване дойде при нас от древни времена. Доказателство за това са златни бижута с калаена спойка, открити при разкопки в египетските пирамиди и оловни водопроводни тръби с напречен споен шев, открити при разкопки в италианския град Помпей. В древността е било разпространено и ковашкото заваряване, при което металите са били нагрявани до състояние на пластичност, след което са били пресовани в ставите.
Технологичният процес на заваряване се развива през Средновековието. Пример за това е огромното оръдие Dol Grayet, създадено през 1382 г. Оръдието беше кована тръба, която беше подсилена с външни метални обръчи, прикрепени към нея с помощта на ковашка заварка. Този метод за производство на артилерийски части се използва по целия свят. Най-големите образци на такива оръдия са направени през 16 век в Индия. Теглото на оръдията е повече от 50 тона, а общата дължина е повече от 9 метра.
Повечето от античните сгради, предвидени за присъствиемощна носеща конструкция, изработена от камък, а дървените греди са използвани като греди и напречни греди. Въпреки това, в някои случаи, когато се създават особено големи структури, са необходими възли, които работят в напрежение. За създаването им са използвани метални котви, направени чрез ковашко заваряване или коване. Във Венеция аркадите на Двореца на дожите бяха поддържани от стоманени котви и това не беше просто архитектурен излишък, а необходимост. Повечето сгради от епохата на Възраждането съдържат стоманени заварени съединения на носещите конструкции. Това беше началото на използването на заваряването като задължителен процес при създаването на различни конструкции.
Индустриализация и поява на електродите за заваряване
Поради бързото развитие на научно-техническия прогрес, много елементи от конструкции, които преди това са били направени от камък и дърво, бяха заменени с метал. Преобладаващият материал все още е желязото или по-здравите сплави на негова основа - стоманата.
Повечето заваръчни процеси и технологии са разработени в началото на 20-ти век, въпреки че са използвани в отделни случаи още през 19-ти век. Например през 1802 г. Василий Владимирович Петров, професор в Медико-хирургическата академия в Санкт Петербург, открива явлението дъгов разряд. В хода на по-нататъшни изследвания професорът доказва възможността за използване на дъгов разряд за топене и осветяване на метали.Професор Петров беше първият в света, който предложи използването на електрическа дъга за моментално стопяване на всички съществуващи метали.
Първоначално, когато се използва електродъгово заваряване, не се използват консумативи за заваряване, а се използва неконсумативен въглероден електрод.За първи път е приложено заваряване с такъв електрод1881 г., а още през 1888 г. българският учен Н. Г. Славянов го заменя с метален електрод. Въпреки това беше много трудно да се поддържа постоянна температура на горене на дъгата, освен това процесът на заваряване беше придружен от образуване на порести повърхности и неравности върху металните конструкции.
Първите потоци са направени през 1902 г. Металните пръти на електродите бяха спуснати в паста, състояща се от метални оксиди и карбонати, смесени с вода. Такова покритие се изсушава при нормална температура (20-40 градуса), след което електродът е готов за употреба. Въпреки факта, че според съвременните стандарти използването на такъв поток се счита за доста примитивно, такова покритие на електрода осигурява стабилизиране на електрическата дъга и осигурява защита от газ.
Ново време и развитие на съвременните видове заваряване
Развитието на историята на заваряването продължава особено активно през 20 век. Повечето от изобретенията в тази област, изобретени и разработени в началото на века, се използват и днес. Единствената разлика между „нашите“ заваръчни машини и машините от миналия век е технологичното ниво. Принципът на действие остана абсолютно същият.
През 1903 г. френските учени Едмон Фуше и Шарл Пикар проектират първата кислородно-ацетиленова заваръчна горелка. Предложеният от тях дизайн не се е променил фундаментално и до днес. През 1906 г. се появяват първите надеждни ацетиленови генератори, след което промишленото използване на този вид заваряване започва да създава газопроводи, технологично оборудване и други конструкции.
През 1912 г. е създадено дебело електродно покритие, което представлява обвивка от син азбест. Електроди с дебело покритие, които са импрегниранитечно стъкло, са намерили своето приложение във военната индустрия и корабостроенето. Използвано е дебело покритие от флюс, тъй като не само осигурява защита срещу замърсяване, но и стабилизира изгарянето на електрическата дъга поради йонизиращи се компоненти. Благодарение на това стана възможно създаването на заваръчни шевове без дефекти и за първи път плътността на шева стана същата като плътността на самия метал.
През 1940 г. за първи път е използван волфрамов електрод, чиято електрическа дъга се поддържа в хелий. Инертният газ осигурява най-високо ниво на стабилизиране на дъгата и защита от замърсяване. Във връзка с необходимостта от по-чисти инертни газове за заваряване на реактивни метали и алуминиеви конструкции, през 1946 г. започва да се използва аргон, който се утвърждава като най-чистия и безопасен за работа инертен газ.
През 1960 г. е разработена нова технология за заваряване, която включва използването на множество електроди. Технологията беше следната: две или повече телове за електродъгово заваряване под флюс се подават в една заваръчна вана и могат да се използват както като добавка, така и под напрежение. Този технологичен процес може значително да увеличи скоростта на топене на метала и да подобри оперативната гъвкавост.
60-те години на ХХ век бяха белязани с най-много най-нови разработки в областта на заваръчния процес. Тогава за първи път е изобретен процесът на заваряване на метали с помощта на прахов електрод в инертен газ и без него, електрогазово заваряване и т.н., които впоследствие се разпространяват по целия свят. В края на 70-те и началото на 80-те години започва развитието на газовото лазерно рязане. По това време той се смяташе за най-обещаващият сред всички съществуващи методи за рязане на метал. Историята на заваряването според нас ще се пише много дълго време.