Техника - молодёжи 1958-02, страница 32

СВАРКА

ТРЕНИЕУЧ

ИСТОРИЯ ОДНОГО ПИСЬМА

Водной из центральных газет год назад было напечатано небольшое письмо. Его автор, молодой токарь мастерских Эльбрусского рудника А. И. Чудиков, писал: аЯ разработал способ сварки стали методом трения, На нашем руднике это новшество нашло широкое распространение. Послали предложение в Министерство цветной металлургии. Нам ответили, что метод сварки стали с помощью трения не годится».

Маленькая заметочка разошлась по стране и привлекла внимание тысяч людей. Прочитал письмо Чудикова и молодой ленинградский специалист — начальник отдела информации Всесоюзного научно-исследовательского института электросварочного оборудования Ю. Я. Терентьев. И захотелось ему вникнуть в суть дела.

По инициативе Терентьева институт послал письмо рабочему-новатору. Вскоре от него был получен ответ. Оказалось, что Чудиков применяет сварку стельны)! деталей при нагреве трением, пользуясь для этого обычным токарным станком. Детали, подлежащие соединению, закрепляются в станке — одна неподвижно, другая во вращающемся патроне. Если пустить станок и сблизить концы деталей вплотную, между ними возникает интенсивное трение и быстро развивается очень высокая температура. Причем трущиеся поверхности буквально за несколько секунд накаляются настолько сильно, что металл становится пластичным. Теперь нужно быстро остановить станок и крепко прижать детали одну к другой. После некоторого охлаждения эти детали оказываются сваренными намертво.

Очень остроумно и доступно!

НЕОБЫЧАЙНАЯ СУДЬБА ПОЛЕЗНОГО СПОСОБА

На всем протяжении истории техники людям постоянно приходилось размышлять над тем, как лучше избежать трения, поглощающего без пользы много механической энергии. Хорошая смазка не решает вопроса целиком. Огромным шагом иа втом пути явилось изобретение шариковых подшипников. Теперь ни одна мало-мальски сложная машина не обходится без них.

Но как же еще уменьшить трение? Над этим до сих пор продолжают работать ученые.

Еще издавна и прочно утвердился взгляд на трение, как иа явление, с которым в большинстве случаев следует бороться. Вот почему предложение токаря Чудикова вызвало недоверие у многих специалистов. Тем более, что сварка трением уже была известие и... забракована в мировой технической литературе. Например, а солидном

26

двухтомном американском «Справочнике сварщика» указывается, что при механическом методе сварки выделяется недостаточное количество тепла, которое не концентрировано, и поэтому качество такого способа сварки сомнительно. В книге К. К. Хренова аСварка, резка и пайка металлов», изданной Машгизом в 1952 году, механической сверке уделено всего лишь несколько строк, в заключение которых сказано, что она практически применяется очень редко.

В самом деле, кому же придет в голову заниматься том, что имеет подобную безнадежную аттестацию?

А вот токарь Чудиков вопреки всем книжным представлениям как бы вновь открыл этот метод, чтобы широко пользоваться им в своей повседневной работе. Натолкнул его на эту счастливую мысль один случай из практики. Начинающий токарь обтачивал стальную деталь, а потом не смог ее снять — деталь накрепко приварилась к центру задней бабки стайка.

— Эх ты, шляпа! — с сердцем сказал ему Чудиков. — Наверное, забыл смазать центр?

— Забыл, Алексей Игнатьевич, — признался тот. — Что теперь делать?

Продолжая ворчать, Чудиков подошел к станку, и тут его осенило: «А что, если специально сваривать детали таким путем?»

Проделать такой опыт не представляло труда. Он прошел успешно, но радость была преждевременной: иногда ничего ие получалось. Но со временем Чудиков понял, что для осуществления сварки таким путем необходимо соблюдать три основных условия: работать на больших числах оборотов станка, ие меньше 750—1 ООО оборотов в минуту; мгновенно тормозить, чтобы металл, перешедший в пластическое состояние, ие скручивался по шву, и, наконец, применять осевое усилие, то есть крепко сдавливать свариваемые детали.

Токарный станок делать все это не позволяет. И все же Чудиков освоил на нем сваривание деталей. Причем опыт показал, что детали нз мягкой стали свариваются очень хорошо, а нз твердой — несколько труднее.

Вскоре о новом способе сварки заговорили ие только на руднике, иа котором работал сам Чудиков, но и на заводах, в МТС и совхозах Ставропольского и Краснодарского краев. И всюду имя токаря-новатора стали называть с благодарностью. Рекомендованный им способ намного облегчил труд рабочих, а главное — позволил достигать большой прочности соединения.

Вот именно тогда-то новатор и получил из Министерства цветной металлургии «авторитетный» ответ с ошибочным заключением. 8 бумаге прямо было сказано, что электрическая и газовая сварка эффективнее.

Товарищи убеждали Чудикова ие падать духом, обещали поддержку. Вскоре он узнал, что предложение его все же пробивает себе дорогу. Всесоюзный институт электросварочного оборудования прислал новатору ободряющее письмо, а позже вызвал его самого в Ленинград для встречи с научными сотрудниками и производственниками заводов. Они тоже прослышали о сварке при нагреве трением и кое-где ужо стали применять ее.

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ

В институте Чудикова встретили приветливо. Руководитель лаборатории В. И. Вилль, инженер Л. А. Штернин, электромеханик А. Д. Смирнов и другие были уже убежденными сторонниками нового, высокопроизводительного способа неразъемного соединения металлов. Он выгодно отличается уже тем, что для сварки используется тепло, полученное путем непосредственного превращения механической энергии в тепловую с высоким коэффициентом полезного действия. В институте точно установили, что для сваривания деталей в стык расходуется примерно в десять раз меньше энергии, чем при сварке тех же деталей оплавлением.

Исследования показали также, что при сварке трением достигается самая высокая механическая прочность соединения, причем металл шва обладает мелкозернистой структурой и не содержит окислов и других включений. Благодаря энергетическим и технологическим преимуществам весь этот процесс сварки просто автоматизируется,

В Ленинграде А. И. Чудиков получил ту научную поддержку, которая ему была так необходима. Сам он практиковал в основном только сварку стали. Ленинградские специалисты доказывали, что такой способ применим и для соединения латуни, меди, алюминия и других металлов между собой и с любым другим из металлов. Они доказали также, что можно сваривать даже серый чугун, который, кстати сказать, только лишь таким путем н сваривается без отбела, то есть очень прочно.

В институте установили, что пользоваться для этого токарным станком нецелесообразно, и сделали специальную установку, предназначенную для сварки трением. Предполагают, что при серийном выпуске стоимость этой установки ие будет превышать 2 тысяч рублей. Она сконструирована по схеме: электромотор, развивающий 3 тыс. оборотов в минуту, муфта, два подшипника радиальных, один упорный, неподвижный патрон для зажима, гидравлический или пневматический цилиндр. Мгновенное торможение достигается переключением фаз в электромоторе. Такая установка обеспечит до тысячи сварок в смену.

Так как одна из двух деталей обязательно должна быстро вращаться, длина ее может быть только строго ограниченной. А сварку трением, именно в силу ее высокого качества и экономичности, хотелось бы применить на прокладке многокилометровых трубопроводов. Как же тут быть?

Ленинградские специалисты нашли выход. Концы таких труб можно соединять посредством промежуточного звена, представляющего собой короткий отрезок такой же трубы (смотри рисунок иа 4-й стр. обложки). При этом получится не одни шов, а два. Но какое ато имеет значение, если металл, сваренный трением, никогда не ломается и на рвется в месте соединения!

Изучая физику метода, совершенствуя его технику и технологию, работники института широко пропагандируют это новшество, которое теперь получает свое научное обоснование.

О. КАРЫШЕВ, Ленинград