Николай Гаврилович Славянов: инженер, ученый, изобретатель

1.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ
СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ
Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение
Свердловской области
«НИЖНЕТАГИЛЬСКИЙ ТЕХНИКУМ
МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ И СЕРВИСА»
Индивидуальный проект
Николай Гаврилович Славянов:инженер,
ученый, изобретатель
Специальность:
Выполнил
Руководители
15.01.05Сварщик (ручной и частично механизированной
сварки (наплавки)
101
_________
(группа)
(подпись)
преподаватель
_________
(должность)
(подпись)
2025г
Силантьев Даниил
Дмитриевич
ФИО
Казакова Т.Э.
Ф.И.О.

2.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………….
1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ…………………………………………………
1.1. Биография Николая Гавриловича Славянова…………………………...
1.2. История изобретения электродуговой сварки металлическим электродом
1.3. Технология электродуговой сварки по методу Славянова
2.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Внедрение метода Славянова на Пермских пушечных заводах.
2.2 Применение электродуговой сварки в других отраслях промышленности.
2.3 Эволюция сварочных технологий на основе способа Славянова.
2.4 Развитие сварочных электродов.
2.5 Использование различных газов для защиты сварного шва.
2.6 Автоматизация сварочного процесса.
2.7 Современные области применения электродуговой сварки (строительство, машиностроение, судостроение, авиация, космос).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………
ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………

3.

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы: Историческая значимость; Патриотиеское значение; Техническая значимость; Вклад в современность
Объект исследования: Жизнь и деятельность Николая Гавриловича Славянова, в первую очередь его вклад в развитие электродуговой
сварки металлов
Предмет исследования: Технологический процесс электродуговой сварки металлическимэлектродом, разработанный Славяновым
Цель: Изучение и систематизация информации о жизни, научной и изобретательской деятельности Николая Гавриловича Славянова, с
акцентом на его вклад в развитие электродуговой сварки, и популяризация его наследия.
Задачи: 1) Изучить биографию Н.Г. Славянова
2) Исследовать историю создания электродуговой сварки
3)Описать технологию электродуговой сварки, разработанную Славяновым
4)Оценить значение изобретения Славянова для развития промышленности
5)Создать информационный продукт ( тест, вопросы, векторина, буклет и т.п.)
6)Выявить современные применения технологии Славянова
Методы исследования: 1) Анализ литературных источников
2) Интернет-исследования
3) Изучение технических источников

4.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Биография Николая Гавриловича Славянова
Николай Гаврилович Славянов (1854–1897) — российский инженер, учёный
и изобретатель в области прикладной электротехники.
Родился в селе Никольское Задонского уезда Воронежской губернии. В 1872
году окончил с золотой медалью первую мужскую гимназию Воронежа, в
том же году поступил в Петербургский горный институт. В 1877 году
получил звание горного инженера 1-го разряда.
Работал на Воткинском казённом горном заводе (1877–1881) и на частных
Омутнинских заводах (1881–1883). Затем на Пермских пушечных заводах
(ныне АО «Мотовилихинские заводы») в Мотовилихе, сначала управителем
орудийных и механических фабрик, потом помощником горного начальника
и с 1891 года до конца жизни горным начальником.

5.

История изобретения электродуговой сварки металла Славяновым Николаем Гавриловичем
• Новаторская идея: Славянов предложил
использовать в качестве электрода
металлический пруток, который плавился в
электрической дуге и, сплавляясь с
кромками соединяемых деталей,
формировал сварной шов. Таким образом,
электрод становился частью сварного
соединения, обеспечивая его высокую
прочность и однородность.
• Разработка аппарата: Славянов
разработал и запатентовал свой аппарат
для электродуговой сварки металлическим
электродом, который отличался простотой
конструкции и надежностью в работе. Он
также усовершенствовал систему
регулирования дуги и подачи электрода.
Пермь:Дом-музей Н. Г. Славянова.

6.

Технология электродуговой сварки по методу Славянова
• Простота оборудования: Аппарат Славянова был относительно простым в изготовлении и эксплуатации.
• Возможность сварки в различных положениях: Метод позволял выполнять сварку как в горизонтальном, так и в вертикальном
положении.
Недостатки:
• Ручной способ сварки: Процесс сварки полностью контролировался сварщиком, что требовало высокой квалификации и опыта.
• Отсутствие защиты от окисления: Отсутствие специальных защитных газов приводило к окислению металла и снижению качества
сварного шва.
• Низкая производительность: Ручной способ сварки и отсутствие автоматизации снижали производительность процесса.
• Необходимость очистки шва от шлака: После сварки необходимо было удалять шлак, образующийся на поверхности сварного шва.
• Дуга непостоянная : При ручной сварке дуга может блуждать
В заключение:
Технология электродуговой сварки, разработанная Николаем Гавриловичем Славяновым, стала важным шагом в развитии сварочного
производства. Несмотря на некоторые недостатки, она заложила основы для современных сварочных технологий, которые широко
используются во всех отраслях промышленности. Именно этот способ сварки стал основой для последующих разработок, таких как
автоматическая сварка под флюсом, сварка в защитных газах и другие.

7.

Практическая часть
Внедрение метода Славянова на Пермских пушечных заводах.
Этапы внедрения:
1. Первые испытания (конец 1880-х годов): После разработки своего метода Славянов начал проводить опытные работы по сварке
различных деталей на территории завода. Он демонстрировал возможности своего аппарата и убеждал руководство в его
перспективности. Эти испытания были направлены на поиск наиболее эффективных способов применения новой технологии.
2. Организация сварочного цеха (начало 1890-х годов): Благодаря настойчивости Славянова, на заводе был создан специальный
сварочный цех, оснащенный его аппаратами для электродуговой сварки. Это позволило перейти от единичных экспериментов к
серийному применению новой технологии в производстве.
3. Обучение персонала: Славянов лично занимался обучением рабочих и инженеров приемам электродуговой сварки. Он передавал
свой опыт и знания, подготавливая квалифицированные кадры для работы с новым оборудованием.
4. Применение в производстве: Электродуговая сварка начала применяться для ремонта и изготовления различных деталей
артиллерийских орудий, паровых котлов, железнодорожных вагонов и других металлоконструкций. Это позволило повысить прочность
и надежность изделий, а также снизить затраты на производство.
5. Дальнейшее развитие технологии: Славянов продолжал совершенствовать свой метод сварки, разрабатывая новые приемы и
приспособления. Он также изучал свойства сварных соединений и разрабатывал способы контроля качества сварных швов.

8.

Применение электродуговой сварки в других отраслях промышленности
Строительство. Сварка используется для соединения стальных каркасов зданий, мостов и других крупных сооружений. Также она
применяется при монтаже металлических конструкций, таких как трубопроводы и пролёты.
Автомобильная промышленность. Сварка используется для соединения деталей кузова, шасси и других компонентов автомобиля.
Машиностроение и промышленное производство. Сварка применяется для создания и сборки различных металлических деталей и
компонентов, таких как корпуса машин, рамы, резервуары и трубы.
Энергетика. В энергетической отрасли сварка используется для соединения трубопроводов, резервуаров, бойлеров и других
металлических конструкций, используемых для производства и передачи энергии.

9.

Эволюция сварочных технологий на основе способа Славянова.
1. Совершенствование электродов:
• Покрытие электродов (1900-е – 1930-е гг.): Одним из первых значительных усовершенствований стало нанесение
на металлические электроды специальных покрытий (обмазок). Эти покрытия выполняли несколько важных
функций:
* Защита сварочной ванны: При горении дуги покрытие разлагалось, образуя газовую защиту вокруг сварочной
ванны, предотвращая окисление металла.
* Стабилизация дуги: Покрытие содержало вещества, облегчающие и стабилизирующие горение дуги.
* Легирование шва: В состав покрытия вводились легирующие элементы, которые улучшали свойства сварного
шва.
* Образование шлака: Жидкий шлак, образующийся при горении покрытия, покрывал поверхность сварочного
шва, защищая его от быстрого охлаждения и окисления.
• Разнообразие покрытий: Были разработаны различные типы покрытий (кислые, рутиловые, основные,
целлюлозные), предназначенные для сварки различных металлов и обеспечивающие различные свойства сварного
шва.
Схема сварки по способу
Славянова

10.

Развитие сварочных электродов: От голого металла к высокотехнологичным материалам
1. Голые металлические электроды (до 1930-х гг.):
• Ранний этап: На заре электродуговой сварки, в том числе и в методе Славянова, использовались голые металлические электроды, представлявшие собой просто проволоку из свариваемого металла (например, стальную).
2. Покрытые электроды (1930-е гг. – настоящее время):
Революционным шагом стало создание покрытых электродов, на которые наносился специальный слой – обмазка. Обмазка выполняла множество важных функций, что значительно улучшило качество сварки.
• Развитие состава обмазок:
• Разрабатываются электроды с низким содержанием водорода, обеспечивающие высокую стойкость сварных швов к образованию трещин.
• Создаются электроды с улучшенными экологическими характеристиками, содержащие меньше вредных веществ.
3.Специальные электроды:
• Для сварки цветных металлов: Существуют специальные электроды для сварки алюминия, меди, никеля и их сплавов, обеспечивающие необходимые свойства сварных соединений.
• Для наплавки: Электроды для наплавки используются для восстановления изношенных деталей или придания им особых свойств, таких как износостойкость, жаростойкость, коррозионная стойкость.
• Для резки металла: Разработаны специальные электроды для резки металла электрической дугой.
• Легированные электроды: Эти электроды содержат различные легирующие элементы для улучшения свойств металла

11.

Использование различных газов для защиты сварного шва.
Технология сварки
Перед началом работы необходимо зачистить место сварки от различных загрязнений и ржавчины с помощью специальных щеток или
наждачной бумаги. Когда заканчивается общая подготовка, подается защитный газ и только после этого зажигается дуга. Проволока
подается с помощью специальной кнопки, держать ее необходимо в перпендикулярном положении относительно основного металла.
Стоит так же держать свариваемые детали с небольшим зазором относительно друг друга, размер зазора регулируется относительно
толщины самого металла.
Диаметр
проволоки, мм
Толщина детали,
мм
Сварочный ток,
А
Напряжение, В
Скорость сварки,
м/ч
Вылет электрода,
мм
Расход газа,
л/мин
0,8
1-2,5
70-150
17-21
20-35
7-9
6-7
1,0
1-3
100-180
18-23
25-40
8-10
6-8
1,2
2-4
140-300
20-28
30-45
9-24
7-9

12.

Какой газ используется для сварочных
полуавтоматов
Сам газ используемый при автоматической
сварке делиться на два вида: инертный и
активный, который используется в качестве
флюса. В чем отличие?
Активный газ влияет на состав самого шва, так
как во время сварки меняет его физикохимические показатели. Защитный газ не
проникает так глубоко в состав шва, но
защищает сварочную ванну и еще не готовый
шов от окислительных процессов. Для
алюминия и его сплавов это актуально, так как
этот металл быстро окисляется.
К инертным газам относятся аргон (Ar) и гелий
(He), если использовать их вместе это повышает
устойчивость горения дуги и ее тепловую
мощность. Активная группа гораздо больше, в
нее входят азот (N), углекислый газ (CO2),
кислород (O2) и другие.
Некоторые газы, вне зависимости от их типа,
можно использовать как самостоятельные, а
некоторые используются только в смеси с
другим газами.

13.

Автоматизация сварочного процесса.
Автоматизация сварочного процесса — это внедрение
систем, которые выполняют сварку без прямого участия
человека, минимизируя влияние человеческого фактора.
Цель автоматизации — повышение эффективности
производства за счёт сокращения времени выполнения
операций, экономии ресурсов и улучшения качества сварных
соединений.
Методы и технологии
Методы и технологии
Для автоматизации сварочного процесса используются,
например:
Сварочные колонны и порталы. Обеспечивают точное
позиционирование сварочной головки, что важно для сварки
крупных металлоконструкций.
Роботизированные комплексы. Гибкое решение для сложных
изделий, требующих сварки в разных пространственных
положениях.
Орбитальные сварочные системы. Специализированное
оборудование для сварки труб, где сварочная головка
двигается по окружности, обеспечивая круговой шов.
Основные направления
Автоматизация сварочного процесса может включать разные
задачи, например:
Управление движением сварочной головки вдоль шва
Настройка режима горения дуги.
Дозировка присадочного материала и защитного газа.
Контроль параметров сварки в режиме реального времени с
помощью датчиков.

14.

Некоторые современные области применения электродуговой сварки
Строительство. Электродуговая сварка используется для
соединения плоских каркасов и арматурных сеток при
изготовлении блоков пространственного типа, при монтаже
блоковых конструкций, для производства каркасов и сеток,
при установке сборных железобетонных конструкций.
Машиностроение и промышленное производство. Сварка
применяется для создания и сборки различных
металлических деталей и компонентов, таких как корпуса
машин, рамы, резервуары и трубы.
Судостроение. В этой отрасли используется автоматическая
дуговая сварка под флюсом для сборки больших блоков
конструкций или деталей, крупных секций кораблей.
Аэрокосмическая промышленность. Сварка применяется для
изготовления компонентов самолётов и космических
аппаратов. Она используется для соединения лёгких
материалов, таких как алюминий и титан, которые
необходимы для достижения высокого соотношения
прочности и веса.
Автомобильная промышленность. Сварка используется для
соединения деталей кузова, шасси и других компонентов,
обеспечивая прочность и целостность структурных
элементов автомобиля.
Как строят траулеры на
судостроительном заводе

15.

Заключение
• Основные выводы по результатам исследования.
• Оценка вклада Н.Г. Славянова в развитие науки и
техники.
• Перспективы дальнейшего развития электродуговой
сварки.
• Значение изученной темы для автора проекта.

16.

Основные выводы по результатам исследования
В ходе исследования Николае Гавриловиче Славянове было
установлено, что он является выдающимся учёным и изобретателем,
внесшим значительный вклад в развитие прикладной электротехники.
Его изобретения и научные разработки способствовали решению
важнейших технических задач и расширили возможности применения
современных технологий. Благодаря его деятельности, были созданы
инновационные устройства/методы, которые нашли широкое
применение прикладной электротехники.

17.

Оценка вклада Н.Г. Славянова в развитие науки и техники
• Вклад Николая Гавриловича Славянова в развитие
науки и техники является значительным и
многообразным. Его достижения оказали
долгосрочное влияние на развитие прикладной
электротехники, стимулировали научно-технический
прогресс и подготовили почву для новых инноваций.
Его деятельность заслуживает высокой оценки и
признания как важнейший вклад в отечественную и
мировую науку.

18.

Перспективы дальнейшего развития электродуговой сварки.
Основные направления развития
▍1. Автоматизация и роботизация процессов
- Интеграция систем автоматического управления и роботизированных сварочных комплексов позволяет повысить точность,
повторяемость и скорость выполнения сварных швов.
- Разработка интеллектуальных систем, использующих искусственный интеллект и машинное обучение, для оптимизации режима
сварки, диагностики и предотвращения дефектов.
▍2. Улучшение качества и надежности сварных соединений
- Использование новых электродных материалов и присадочных материалов, повышающих прочность и коррозионную стойкость
швов.
- Разработка технологий с низким уровнем вредных выбросов, что делает процесс более экологичным и безопасным для оператора.
▍3. Энергосберегающие технологии
- Внедрение методов, снижающих энергопотребление, таких как импульсная сварка, что способствует уменьшению затрат и снижению
воздействия на окружающую среду.
- Использование более эффективных источников питания и систем охлаждения.
▍4. Расширение областей применения
- Применение в аэрокосмической, автомобильной, судостроительной и других высокотехнологичных отраслях, требующих высокой
точности и качества сварных швов.
- Разработка новых методов сварки, таких как лазерно-дуговая или плазменно-дуговая сварка, объединяющих преимущества
электродуговых методов.
▍5. Инновационные материалы и технологии
- Внедрение новых электродных покрытий и присадочных материалов, обеспечивающих улучшенные механические и
эксплуатационные свойства.
- Использование наноматериалов и композитных электродов для повышения эффективности и долговечности.

19.

Значение изученной темы для автора проекта
Для автора проекта тема о Николае Гавриловиче Славянове имеет большое значение как
источник вдохновения, пример профессионализма и научной этики, а также как средство
расширения знаний о развитии науки и техники. Это способствует формированию более
глубокого понимания своей будущей роли в научной сфере и помогает определить личные и
профессиональные ориентиры.

20.

Викторина

21.

Когда родился Н.Г.Славянов?
1860г.
1857г.
1854г.

22.

Что изобрел Н.Г.Славянов?
Чёрно-белые фотоаппарат
Электрическую дуговую
сварку металлов
Мотор для самолёта

23.

Как звали Славянова ?
Никита
Николай
Никифор

24.

Кто такой Славянов?
Изобретатель (учёный,
инженер)
Писатель
Военный

25.

В какой области деятельности знаменит Н.Г. Славянов?
В области электротехники
В области механики
В области прикладной
электротехники

26.

Список литературы
В Перми изобрели способ сварки, который произвёл переворот в промышленности https://perm-300.ru/arcwelding
Какие защитные газы и смеси применяются для сварки полуавтоматом (MIG/MAG) https://goodel.ru/informatsiya/article/kakoy-gazispolzuetsya-dlya-svarki-poluavtomatom
Автоматизация процесса сварки https://crp-robot.ru/blog/avtomatizatsiya-protsessa-svarki
Славянов Николай Гаврилович | ПермячOk | Дзен https://dzen.ru/a/XXfgEDY55gCtN1Rw
Слово о Славянове к 125-летию изобретения Н.Г. Славяновым электрической сварки плавящимся электродом Пермь 2013
Сварочное дело. Дуговая сварка авторы В. Л. Лихачев, М. И. Чеботарев и 1 автор
«Введение в основы сварки», авторы: Васильев В. И., Ильященко Д. П., Павлов Н. В
«Сварочное дело. Сварка и резка металлов», автор: Чернышов Г. Г..
«Иллюстрированное пособие сварщика», авторы: Лосев В. А., Юхин Н. А.
«Выбор сварочного электрода», автор: Юхин Н. А
Дефекты сварных швов и соединений», автор: Юхин Н. А.
«Механизированная дуговая сварка плавящимся электродом в защитных газах», автор: Юхин Н. А.
«Сварка специальных сталей и сплавов», автор: Смирнов И. В.
«Сварочные технологии», автор: Козловский С. Н..
«Электрическая дуговая сварка. Лабораторный практикум по технологическим основам сварки», автор: Зорин Е. Е..
«Сварочное производство. Введение в специальность», авторы: Радченко М. В., Радченко В. Г., Радченко Т. Б.
Электрическая дуговая сварка — Википедия https://ru.wikipedia.org/wiki/Электрическая_дуговая_сварка

27.

Приложения
35 лет Мемориальному Дому -музею
Н.Г.Славянова

28.

Памятник Н.Г. Славянову, Пермь

29.

30.

«Любим и гордимся»!