Дуга-чудесница
Конечно, разговор пойдет не о той дуге, которая нужна, чтобы запрячь лошадь. Наша дуга совсем маленькая — длиною не более 3–4 миллиметров. И служит она для соединения отдельных частей металлических конструкций. Эту дугу можно увидеть повсюду: в усадьбах машинно-тракторных станций, при прокладке газопроводов, на строительстве мостов и пароходов. Что же это за дуга? Давайте понаблюдаем за действиями рабочего, создающего такую дугу. Только наденем очки с темными стеклами, чтоб не испортить глаза. Вот рабочий поудобнее устроился у пригнанных друг к другу деталей. Вот он тоже прикрыл глаза щитком с темными стеклами, а правой рукой сжал ручку со вставленным в нее электродом. А к электроду тянется, как змея, толстый серый провод от источника тока. Свариваемая конструкция заземлена. Тут получается как бы электрическая цепь. Пока электрод не касается изделия, цепь разомкнута, ток выключен. Вот сварщик чиркает электродом по металлу, как спичкой о коробку, и слегка отводит электрод от металла. Сверкнули искры, а потом между электродом и металлом вспыхнула ослепительная дуга. Направляемая рукой рабочего, она медленно поползла вдоль стыка деталей. Ее пламя невыносимо для человеческих глаз. И это неудивительно: температура дуги достигает 3500°. Это только в полтора раза меньше температуры раскаленного солнца. От такой температуры кромки деталей и электрод быстро расплавляются и детали свариваются.
Вот рабочий отвел кончик электрода от металла на расстояние больше, чем 3–4 миллиметра. Электрическая цепь размыкается — и дуга гаснет. Теперь можно беспрепятственно любоваться чудесной работой нашей дуги. Она образовала на стыке деталей блестящую чешуеобразную дорожку — шов. Шов накрепко соединил в одно целое обе детали. Такой способ соединения называют дуговой электросваркой.
Электросварку впервые в мире применил русский изобретатель Н. Н. Бенардос в 1882 году, а его способ усовершенствовал несколько позже другой изобретатель — Н. Г. Славянов. У электросварки большие преимущества перед клепкой и другими способами соединения деталей. Возьмем, к примеру, клепку корпуса парохода. Она была невозможна без применения множества соединительных угольников, стыковых планок, стальных прокладок. Уйму металла и средств тратили на изготовление этих вспомогательных деталей. При электросварке они все не нужны. А сколько металла и труда затрачивалось на клепку! Например, при постройке арктического ледокола в его корпус забили до миллиона заклепок. И для этого потребовалось просверлить два миллиона отверстий в деталях корпуса. При электросварке не надо ни отверстий, ни заклепок. А сколько времени и средств отнимало уплотнение заклепочных швов, или, как его называют, чеканка. Сварной шов не требует этой работы, он гораздо прочнее и плотнее заклепочного шва. Клепку выполняла целая бригада из трех и даже четырех рабочих. А при электросварке работает один рабочий.
Представляете теперь, сколько сберегает электросварка металла, рабочей силы и денег?
Еще быстрее и прочнее сваривают части корпуса парохода сварочными автоматами. Чаще всего встречается сварочный автомат «Трактор». Только не подумайте, что это настоящий трактор. Таким тракторов землю не вспашешь, — он слишком маломощный. Не одолеет он и большого уклона. Да и по размерам и устройству он мало похож на настоящий трактор. Зато стальные детали он сваривает замечательно.
Сварочный автомат «Трактор». 1 — самоходная тележка; 2 — электромотор; 3 — кабель; 4 — сварочная головка; 5 — сосуд с флюсом; 6 — щит управления; 7 — катушка с электродной проволокой; 8 — электродная проволока.
Вот сварщик установил вдоль стыка двух листов палубы небольшую самоходную тележку. На тележке смонтированы части автомата. Тут и маленький электродвигатель, и пост управления, и сосуд с флюсом — пескообразным веществом, и сварочная головка, сквозь мундштук которой пропущен конец электродной проволоки, намотанной на катушку. Самая хитроумная часть автомата — сварочная головка. Она, как говорят, мастер на все руки: возбуждает электрическую дугу, непрерывно подтягивает к месту сварки электродную проволоку, сматывает ее с катушки. И самое главное — она не дает дуге менять свою длину, а это очень важно для качества сварки. Вот сварщик нажал кнопку на посту управления. Тележка плавно покатилась вдоль стыка. Кончик проволоки коснулся стыка деталей, возбудилась электрическая дуга. Ее сразу же покрыл слой флюса, который непрерывно сыплется из сосуда. Дуга становится невидимой под пузырем из расплавленного флюса. Она горит внутри этого пузыря — среди паров расплавленного металла и флюса. Флюс — замечательное вещество. Он отлично защищает сварной шов от вредного влияния азота и кислорода воздуха. При сварке под флюсом почти все тепло дуги идет на сплавление кромок деталей. При ручной сварке много тепла рассеивается в воздухе и металле. А какая большая разница в скорости ручной и автоматической сварки! Говорить об этой разнице — все равно что сравнивать скорость пешехода и автомобиля. Но автомат «Трактор» — весом около 70 килограммов — аппарат громоздкий. Им нельзя, как при ручной сварке, варить в любом положении и в самых тесных местах. Не может он варить короткие и криволинейные швы. И вот ученые изобрели в 1948 году новый аппарат — шланговый полуавтомат. У него тоже есть тележка. Но только она не самоходная. На ней механизм для подачи электродной проволоки к месту сварки.