Русские электротехники
Шрифт:
Будучи начальником большого Пушечного завода, Славянов имел возможность производить крупные опыты и, кроме того, применять свой способ в достаточно крупных масштабах для самых разнообразных целей. Расположение завода на крупной судоходной артерии (р. Каме) обуславливало часто характер работ Славянова: ему приходилось применять свою «электрическую отливку» для ремонта пароходных машин, валов и т. д. Сохранились чертежи и описания многих из первых работ Славянова. Все материалы показывают, что уже сам Славянов выполнял многие из тех работ, которые десятилетиями позже стали выполняться за границей.
На приведенных фигурах показаны некоторые характерные работы, выполненные Славяновым. На фиг. 46 приведены результаты ремонта поршневого
На фиг. 48— отремонтированная крышка от золотниковой коробки 3-тонного молотка. На фиг. 49 представлена рама от пароходной машины, отремонтированная самим Славяновым, фотография которой подарена им Ленинградскому политехническому институту. У отремонтированной рамы стоит Славянов.
Эти примеры показывают, что Славянов применял свое изобретение для достаточно крупных и разнообразных работ, вполне сравнимых с работами, для которых иностранные фирмы стали применять электрическую отливку многими годами позже.
Надо отметить, что Славянов предложил применять нагрев вольтовой дугой и для другой специальной цели, именно для уплотнения крупных металлических отливок, в частности, стальных, применяемых для изготовления артиллерийских орудий. Как известно, при отливке больших стальных болванок в массе металла образуются песочины и шлаковины, т. е. небольшие пустоты, наполненные шлаками и посторонними землистыми веществами, а также пузыри и раковины, т. е. пустоты, наполненные газами. Их присутствие понижает качество отливки и в некоторых случаях делает отливку непригодной для цели, для которой она предназначалась. Для улучшения качества отливки, а также для уменьшения усадочной воронки применяются разные и химические и механические (прессование) способы. Все они или не достигали полностью своей цели, или являлись сложными и дорогими.
Славянов после ряда опытов предложил электрический способ уплотнения отливок, состоящий в том, что отлитый в форму металл раньше, чем он начнет застывать и пока он еще совершенно жидок, подогревают в верхней его части при помощи вольтовой дуги и тем не дают этой части металла застыть раньше других частей. Таким образом, металл застывает постепенно снизу вверх и все газы, выделяющиеся из массы металла, свободно выходят сквозь жидкую верхнюю поверхность. Вследствие этого в массе металла при застывании не образуется пустот, и отливка получается весьма плотной. При уплотнении отливок дугой отрицательным электродом служит угольный стержень, вставляемый в плавильник, положительным — поверхность отливки.
Свой способ уплотнения отливок Славянов предложил еще в 1890 г., но развил и усовершенствовал его в 1894 и 1895 гг., когда на заводе потребовалось уплотнять очень массивные стальные отливки. По своему способу Славянов уплотнил стальные отливки весом 10–12 т. Уплотнение таких отливок продолжалось около. 5 час. Дуга питалась током около 800 а при напряжении около 75 в. По данным, сообщенным изобретателем на Общем собрании Русского технического общества 15 апреля 1895 г., электрическое уплотнение значительно понижает стоимость крупных стальных отливок. Так, пуд (16 кг) неуплотненной мартеновской стали обходится на 15 коп. дороже уплотненной, пуд же неуплотненной тигельной стали на 1 руб. 27 коп. дороже уплотненной, при цене неуплотненной стали мартеновской 1 руб. 24,5 коп., а тигельной 5 руб. 77 коп. за пуд.
На фиг. 50 изображены разрезы уплотненных и неуплотненных стальных болванов, изготовленных Славяновым на Пермском заводе (подлинная фотография принадлежит Ленинградскому политехническому институту).
Славянов придавал очень большое практическое значение возможности прочно сливать два разнородных металла и наливать один металл на другой. Работе над этим вопросом он посвятил много времени.
В Электротехническом музее Ленинградского политехнического института сохранилась коллекция из 36 образцов, состоящих каждый из двух разнородных металлов, налитых электрическим путем один на другой, изготовленная самим Славяновым. Это — образцы, в которых
На фиг. 51 изображен стакан, изготовленный Славяновым путем наливки 6 металлов один на другой (латунь, медь, сталь, бронза, сталь-медь, колокольная бронза), хранящийся также в Электротехническом музее Политехнического института.
Вопрос о качествах сварочного шва и металлов при электрической сварке и отливке подвергался широкому обсуждению и изучению после IV электрической выставки в Петербурге в 1892 г. На выставке демонстрировали свои изобретения оба наши изобретателя и Бенардос и Славянов. Экспертной комиссией, организованной Русским техническим обществом, оба способа были подвергнуты тщательному изучению. В целом ряде специальных лабораторий был произведен ряд металлографических, механических (на растяжение и раздробление) и химических исследований как металлов, служивших для изготовления образцов для испытаний, так и полученных из них образцов электрической сварки, электрической отливки и электрического наплавления одного металла на другой. Испытывались как специально изготовленные образцы, так и образцы изделий, полученных при практическом применении электросварки. В частности, был испытан ряд образцов, доставленных службой подвижного состава и тяги Орловско-Витебской ж. д. и Пермским пушечным заводом. Испытания дали, в общем, весьма удовлетворительные результаты. На основании этих результатов, а также сведений, собранных специальной комиссией Министерства путей сообщения, электрическая сварка (по способам Бенардоса и Славянова) была, наконец, официально разрешена для применения при ремонте подвижного состава железных дорог и механического оборудования депо и мастерских. Это было первое официальное признание электрической сварки в России. Последовательно она стала допускаться иногда официально, а иногда просто терпелась, для разных других производств, в частности, для ремонта судовых механизмов. Постепенно сварка начала внедряться и в сооружение и ремонт железных конструкций, сначала не ответственных, но затем была допущена даже для работ по усилению мостов и т. п.
По существу способы электрической сварки, предложенные Бенардосом и Славяновым, были весьма близки друг к другу и преследовали почти одни и те же цели.
Об этом можно заключить хотя бы из сравнения перечня целей, перечислявшихся Н. Г. Славяновым (см. выше), с предложениями Бенардоса применять «электрогефест» для заливания пустот в металлических вещах, например раковин в отливках, пробитых отверстий, заливание трещин, приливание отломанных частей, сварку листового материала, например для металлических бочек, цистерн и других сосудов и т. д., т. е. почти для тех же целей, для которых предлагал свою электрическую отливку и Славянов. Интересно отметить, что тот и другой изобретатель мечтали применить свои способы сварки для ремонта «Царь-колокола» в Кремле.
Н. Н. Бенардос выпустил даже в 1892 г. специальную брошюру под названием «Исправление Царь-колокола». Оба изобретателя готовились к этой работе, производя многочисленные опыты по ремонту разного рода церковных колоколов. Обоим удавалось добиться весьма хороших результатов в смысле звука, издаваемого отремонтированными колоколами. Исправленные колокола звучали хорошо, давая полный звук без дребезжания. Оба изобретателя были готовы приступить к ремонту Царь-колокола, но ремонт этот не был разрешен и изобретателям пришлось отказаться от мысли выполнить эту работу.
Несмотря на все достоинства электрической сварки как по способу Славянова, так и по способу Бенардоса, применение дуговой электрической сварки долгое время развивалось относительно медленно. Основной причиной, конечно, было недоверие, которое технологи питали к необычному процессу сварки, но и некоторые несовершенства в способах применения дуговой сварки, которые могли быть устранены только на основании опыта. Несомненно, большое значение имела неумелость как самих изобретателей, так и обществ, образовавшихся в России для эксплоатации их изобретений («Электрогефест» — для эксплоатации изобретения Бенардоса и «Русское общество электрической обработки металлов»— для эксплоатации изобретений Славянова). Однако, все же дуговая сварка постепенно завоевывала себе место в производстве и число ее применений неуклонно возрастало.