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饰面玻璃是如何使俄罗斯科学家变得众所周知的

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© Общественное достояние

1893年在芝加哥世界博览会上的“斯拉维亚诺夫玻璃”获得了金牌,上面写着:“为了技术革命”。他的照片和相关新闻一起出现在欧美许多报纸上。我们在谈论什么样的科学突破?

向专家展示了从当时被认为不兼容的八种黑色金属和有色金属的焊接样品:青铜,镍,钢,铜,铸铁,钟形青铜,汤巴克和镍银。采矿工程师斯拉维亚诺夫(Slavyanov)使用带金属电极的电弧焊方法制造了多面圆柱体。两年前,他获得了描述这种方法的专利,其中包括在美国的专利,但美国专家并不相信这种方法的适用性。他们认为,“通常不可能将有色金属与黑色金属焊接在一起。”作为一种回答,尼古拉·加夫里洛维奇(Nikolai Gavrilovich)做了那种非比寻常的玻璃并将其带到了芝加哥。

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© Общественное достояние

他们学会了在铁青铜时代创造金属产品。板通过压力和摩擦而重叠。冷热锻造出现在中世纪。但是,古代工匠不能称为焊工-他们是铁匠和最早的冶金学家。在发明电之前,电极和电弧必须甚至等待超过500年。

一切都随着19世纪的到来而改变。为了过渡到社会和经济发展的新模式-大型机器生产-需要参考点。这些是蒸汽机,铁路的发展,车床,当然还有电焊。

它的发展历史始于1802年,当时一位自学成才的电工瓦西里·彼得罗夫(Vasily Petrov)发现了电弧现象。它是气体中的一种电荷。当两个电极之间的电压增加到一定水平时,就会形成等离子体并燃烧电弧,这是强大而集中的热源。

在1881-1882年,发明人尼古拉·贝纳多斯(Nikolai Benardos)和尼古拉·斯拉维亚诺夫(Nikolay Slavyanov)基于上述电弧并彼此独立地开发了一种通过焊接连接金属零件的方法。的确,它们的版本之间存在严重的技术差异。贝纳多斯建议使用碳电极,但是这种方法有一些缺点:它非常耗能,而且连接非常脆弱且不均匀。金属很快破裂了。另外,由于煤颗粒从加热到高温的煤棒进入熔融金属,在碳电极的高温和在焊接部位的强烈渗碳的影响下,金属有变质的危险。

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© Промышленное использование сварки Славянова

斯拉维亚诺夫创建了一种根本不同的方法,该方法涉及金属电极的使用(与之相关的熔融方法,他称其方法为“金属电铸”)。正是他是现代最常见的焊接选择的模拟者。建议将填充材料作为第二极-不同类型的金属适用(铜合金,铸铁,不同等级的钢和铁)。主要条件是其化学成分应与被焊接产品的成分相似。棒状电极在电弧的作用下熔化,其厚度根据电流强度而变化。

新方法确保了连续熔化并显着提高了工艺效率。如果贝纳多斯的方法需要直流电,那么斯拉维亚诺夫的技术会更通用,并且可以使用交流电。一个月后,在国家委员会的陪同下,他焊接了蒸汽机的曲轴。为了提高技术水平,发明人于同年开发了一种能够保持恒定电弧长度的自动差动电调节器,并制造了电焊发电机-世界上第一个用于焊接电弧的直流电源。

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© Первый в мире электрогенератор для электрической сварки, построенный по проекту Славянова в 1888 году

尼古拉·加夫里洛维奇(Nikolai Gavrilovich)于1854年出生于沃罗涅日地区。他来自一个贫穷的古老贵族家庭,主要以军事事务闻名。为了让儿子接受体面的教育,父母甚至不得不卖掉家庭财产。后来证明,对后代寄予的希望是没有道理的。

从沃罗涅日体育馆获得金牌后,这位年轻人进入了俄罗斯最古老的技术教育机构-圣彼得堡矿业学院。在学习期间,这位年轻人表现出对革命思想的兴趣。他与戈尔尼的另一名学生格里高利·普列汉诺夫(Grigory Plekhanov)在1956年至2011年间曾名列大学,他积极参与了这场动乱。而且如果马克思主义的未来理论家因这种行为而被开除该研究所,那么尼古拉·加夫里洛维奇就因其杰出的工程能力而免于被开除。例如,在他的最后几门课程中,他开发了一个作者的蒸汽机项目,该项目配备了特殊的蒸汽分配装置。结果,该学生从最优秀的毕业生中毕业,并获得了冶金专业的第一类采矿工程师的头衔。

斯拉维亚诺夫在乌拉尔工厂(沃特金斯克州的采矿厂和鄂木图斯克的炼铁厂)获得了最初的生产经验。

пушечный завод
© Пермские пушечные заводы

1883年,他受邀在彼尔姆州加农炮厂工作。 8年后,尼古拉·加夫里洛维奇(Nikolai Gavrilovich)领导了这些企业,直到在那里工作一直到他生命的尽头,并完成了大部分发明。

19世纪末,在俄罗斯,电气工程还处于起步阶段-我们没有生产电器,因此该地区发展的发起者独立设计设备,进行了测试并将其引入该国工业。

斯拉维亚诺夫除了进行电焊外,还设计了两个由蒸汽驱动的直流发电机。在其中之一的基础上,发明人建造了一座发电厂,旨在照亮工厂车间。

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© Славянов в главном зале заводской электростанции у динамо-машины собственной конструкции

工程师继续致力于生产工艺的现代化,提出了冶金学中的“浸浴法”:为了防止熔融基体和电极金属的泄漏,他将工件封装在可乐或石英的模制品中。

科学家的其他创新包括他自己设计的弧光灯,各种电气测量仪器和一个半自动的焊接电弧长度调节器,他称之为“电熔炉”。该机械装置成为世界上第一台半自动焊接机,并可以使用发电机代替电池。

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© Славянов с рабочими

尼古拉·加夫里洛维奇(Nikolai Gavrilovich)的发明使焊接大横截面的钢制零件以及修理单元和机构(曲轴,蒸汽缸,齿轮,蒸汽设备框架等)成为可能。在19至20世纪之交,由于他的想法,在叶卡捷琳达诺,卢甘斯克,伊热夫斯克,兹拉托斯特,塞瓦斯托波尔为冶金企业建造了大型工业装置。

才华横溢的工程师的生命是短暂的。 1897年秋天,尼古拉·加夫里洛维奇(Nikolai Gavrilovich)享年43岁,监督彼尔姆露天的焊接过程,得了重感冒并突然死亡。

今天,金属焊接过程是由地球上成千上万的人和成千上万的机器人执行的。永久性地结合金属的最经济和有效的方法的发明的重要性,其中两个或多个部分成为一个整体,这一点不能过分强调。在发达国家,所创造的国内生产总值的一半以上以某种方式与使用有关。焊接用于大型工业,私人车间,水下甚至太空。没有哪个行业可以做到这一点:无法想象没有起重机的建筑,没有管道和全焊接钻机的采矿业,没有拖拉机和联合收割机的农业综合体。

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© Общественное достояние

“杰出的俄罗斯科学家和用金属电极进行电弧焊的天才发明家尼古拉·加夫里洛维奇·斯拉维亚诺夫是俄罗斯电气工程的先驱者之一,他的最伟大发明丰富了人类,永远进入了我国乃至世界科学技术的历史。”,-谢尔盖·瓦维洛夫(Sergei Vavilov),总裁 苏联科学院,苏联物理光学科学学院的创始人。