Электросварка - изобретение века

Напомним эволюцию способов соединения металлических деталей. Сначала их связывали между собой, в VIII в. до н. э. по--явилась и сварка, разделившаяся впоследствии на литейную в кузнечную. Примерно в V в. до н. э. начали применять клепку, которая существует и сейчас. В судостроении клепка начала применяться с 80-х годов XVIII в. В целях увеличения прочности соединений отдельные детали корпуса судна в первой трети XX в. крепились шестью рядами заклепок. В тех же целях была внедрена пневматическая и гидравлическая клепки, но дальнейшие возможности увеличения прочности заклепочных соединений были полностью исчерпаны.
Еще раз подчеркнем, что относительная крепость заклепочного соединения, имеющего отверстие для заклепок, не может превышать 80%; в обычных судовых заклепочных швах она не выше 65 %.
В результате развития электротехники был создан новый опо-соб неразъемного соединения металлов - электрическая сварка, впервые примененная в 1867 г. американцем Томсоном. Разработанный им способ сварки металлов сейчас называется контактным. В 1881 г., а не в 1882 г. как считалось ранее, русским изобретателем Н. Н. Бенардосом был предложен новый способ электрической сварки - вольтовой дугой. Правда, при этом споообе, названном им , использовались угольные электроды, а честь изобретения металлоэлектродной сварки вольтовой дугой (1886 г.) принадлежит русскому электротехнику Н. Г. Сла-вянову. В последнем случае металлический электрод служил как для поддержания горения электрической дуги, так и для получения из него расплавленного металла, необходимого для образования шва. Свое изобретение Славянов назвал .
Этот вид сварки, называемый теперь электродуговой сваркой, из существующих сейчас более 60 только основных способов сварки получил наибольшее распространение в судостроении, где она имеет наивысшую эффективность.
Принципиально новый процесс неразъемного соединения ме-таллов, при котором свариваемые части нагреваются и расплавляются дуговым разрядом, привел к полному преобразованию технологии судостроения, ее усовершенствованию и ускоренному развитию. Этот метод вошел в употребление после разработки в 1902 г. шведом Оскаром Кьёллбергом электродов с покрытием, которые позволяют формировать шов в автоматически защищенных от атмосферы условиях, а также замедлять его охлаждение. Электросварка завоевала широкую популярность после ремонта американцами подорванных своими командами немецких судов, задержанных в Америке во время первой мировой войны. Менее чем через полгода с помощью электросварки все эти суда были отремонтированы и введены в эксплуатацию.
Хроника первых опытов по применению электросварки для постройки корпусов судов следующая: 1915 г.- рабочий катер длиной 12,8 м (США), в котором клепаным было только крепление обшивки к форштевню и килю; 1917 г.- баржа длиной 38,2 м (Англия); 1920 г.- портовое судно длиной 20 м (Франция).
Наиболее известным из первых сварных судов оказалось спущенное на воду в феврале 1919 г. в Англии цельносварное (без единой заклепки) морское судно дедвейтом 500 т и длиной 45,9 м. Оно было экспериментальным, и поскольку для его постройки применялись высокосортные электроды, стоимость этого судна по сравнению с клепаным оказалась выше почти на 30 %. Этот теплоход эксплуатировался как каботажное судно и, испытав все трудности морской работы, заслужил репутацию . При этом сварные швы, даже в наружной обшивке (вмятые листы ее не заменялись, а выправлялись), показали большую прочность и исключительную водонепроницаемость. Впоследствии плававшее под именами <<Кариа>, <<Шиэн> и судно затонуло после перехода через Атлантику у Тихоокеанского побережья Мексики в результате столкновения с пароходом.
В военном кораблестроении электросварка, как и столетием ранее железо, признание получила несколько позднее. Первыми США построили в 1927 г. корабль Береговой охраны . В 1929-1930 гг. с частичным применением сварки созданы два американских крейсера типа водоизмещением 9,1 тыс. т, а в 1933 г. во флоте США появляется цельносварная подводная лодка водоизмещением 1,6 тыс. т. В том же году вступил в строй упоминавшийся выше немецкий линкор , корпус которого был цельносварным.
В судостроении с самого его зарождения до наших дней конструкторы и проектировщики стремятся уменьшить массу корпуса судов. Решающую роль в этом сыграла, конечно, электросварка. Благодаря ее применению масса корпусов судов уменьшилась на 15-20%, а в отдельных случаях и на 30%. Кроме того, уменьшились и сроки постройки судов. Непревзойденный рекорд был поставлен во время второй мировой войны при серийном строительстве американских сухогрузных судов типа дедвейтом 10,7 тыс. т и длиной 130,6 м. Так, на постройку, испытания и сдачу (от момента закладки киля до выхода в море) одного из таких судов - - ушло всего шесть суток!
В крупнотоннажном судостроении сварка не сразу вытеснила клепку: только в конце 1960-х гг. судостроители отказались от клепки так называемых барьерных швов - узлов соединения ширстрека с палубным стрингером. Вероятно, последним из стальных цельноклепаных судов был построенный в Англии в 1УЬ9 г. корабль охраны рыбных промыслов тоннажем ооО per. т.
О наибольшем из судов клепаной конструкции - лайнере .- говорилось в самом начале книги. Этот лаинер более чем в 8 раз уступает по водоизмещению сварному рекордсмену - танкеру . Среди боевых кораблей эта разница не так велика. Сварной гигант авианосец всего на треть тяжелее японских линкоров типа водоизмещением 72,8 тыс. т, построенных в 1941-1942 гг. с использованием клепки в значительном объеме (на каждый корабль было израсходовано свыше 6 млн. заклепок). Эта величина, вероятно, и была рекордной для боевых кораблей.
Старейшим цельносварным судном является построенный в 1921 г. в Швеции паровой буксир (бывший ). Он все еще эксплуатируется в порту Мальме.
После того как была освоена электросварка судостроительных сталей, в том числе высокопрочных любых толщин, созданы гребной винт и паровая турбина, на пути создания судостроителями крупнейших, гигантских, колоссальных кораблей уже не осталось никаких технических препятствий. Нужны были лишь стимулы экономического, престижного и политического характера, а также соответствующие построечные места (большие стапели или сухие строительные доки с мощным подъемно-транспортным оборудованием). Как будет рассказано ниже, ни те, ни другие не заставили себя ждать слишком долго. Все наибольшие современные корабли построены в сухих доках, а с наклонных стапелей спущены, например, танкеры типа (пр. ) водоизмещением 444 тыс. т и длиной 370,2 м (1975- 1976 гг., ФРГ). Эти танкеры являются держателями по наибольшей спусковой массе - 57 тыс. т, что на 17 тыс. т превышает рекорд боевых кораблей американского линкора, типа , сошедшего со стапелей верфи в 1944 г.