materialovedenie_v_svarke

1.

История развития
материаловедения в
сварочном производстве
Эволюция технологий: от кузнечной ковки до лазерного плавления
Выполнил: студент группы 252 СП Фоменков Богдан

2.

Введение: Металл и сварка
• Неразрывная связь: Развитие сварки всегда зависело от понимания
физико-химических свойств металлов.
• Главный вектор: Эволюция от простейшей кузнечной ковки к
высокотехнологичным методам плавления.
• Фокус на структуру: Качество шва напрямую зависит от кристаллической
решетки, фазовых превращений и легирования.

3.

Древний мир и кузнечная сварка
• Ремесленное освоение: Первые опыты человечества с медью, бронзой и
железом.
• Кузнечная (горновая) сварка: Соединение металлов в пластическом
состоянии с помощью давления (проковки).
• IV–III тыс. до н.э.: Сварка золота и меди с применением простейших
флюсов.
• Эпоха железа: Потребовала новых температур и контроля
науглероживания металла для прочности.

4.

Начало научной эры (XIX век)
• 1802 год: В.В. Петров открывает явление электрической дуги — основу
будущей дуговой сварки.
• Развитие металлографии: Появление оптических микроскопов позволило
впервые увидеть внутреннюю структуру сплавов.
• Запрос промышленности: Промышленная революция (мосты, корабли,
котлы) потребовала надежных неразъемных соединений.

5.

Прорыв: Бенардос и Славянов
• 1881 г. — Николай Бенардос: Изобрел сварку угольным электродом
(«Электрогефест») с присадочным прутком.
• 1888 г. — Николай Славянов: Разработал сварку плавящимся
металлическим электродом и внедрил флюс для защиты шва от воздуха.
• Вызов для науки: Появились первые вопросы кристаллизации литого
металла шва прямо в процессе сварки.

6.

Первая половина XX века
• 1906 г. — Оскар Челльберг (Швеция): Патент на покрытый
металлический электрод. Обмазка защищает дугу и легирует металл.
• 1930–1940-е гг.: Разработка автоматической сварки под флюсом в ИЭС
АН УССР под руководством Е.О. Патона.
• Фактор Великой Отечественной: Технология Патона обеспечила
массовое производство танков Т-34 и изменила требования к броневой
стали.

7.

Эра защитных газов и новых
сплавов
• Технологический вызов: Развитие авиации, космоса и атома потребовало
сварки активных металлов (титан, алюминий, нержавейка).
• Сварка TIG / MIG: Внедрение аргонодуговой сварки в защитных газах.
• Металлургия газов: Активное изучение влияния водорода, азота и
кислорода на хрупкость соединений.

8.

Высококонцентрированные
источники энергии
• Электронно-лучевая и лазерная сварка: Минимальная зона термического
влияния (ЗТВ) и глубокое проплавление.
• Сварка трением с перемешиванием (FSW): Соединение материалов в
твердой фазе без плавления (исключает литые дефекты).
• Нанотехнологии: Применение наноструктурированных модификаторов
для измельчения зерна шва.

9.

Дефекты, структура и контроль
качества
• Зона термического влияния (ЗТВ): Участок, меняющий структуру под
действием тепла. Главный объект исследования материаловеда.
• Борьба с дефектами: Предотвращение горячих и холодных трещин,
пористости, шлаковых включений.
• Неразрушающий контроль: Развитие ультразвуковой, магнитной и
рентгенографическая дефектоскопии.

10.

Заключение и перспективы
• Компьютерное моделирование: Прогноз структуры шва и остаточных
напряжений до начала сварки (CALPHAD, FEM).
• 3D-печать металлом (WAAM): Развитие технологий прямого
наплавления, где сварка выступает как способ создания деталей с нуля.
• Новые горизонты: Разработка материалов для работы в экстремальных
условиях (космос, глубоководные аппараты, ядерные реакторы).
Сварочное материаловедение — ключ к технологиям
будущего!