Сергей Истомин - Самые знаменитые изобретатели России
«На днях мы присутствовали на опытах электрического паяния в мастерской Бенардоса, в сообществе нескольких техников и учёных, которые были чрезвычайно заинтересованы новым изобретением и по окончании опытов долго продолжали обсуждать всё виденное...
Самый опыт производит необычайное впечатление на неподготовленного зрителя. Допустим, что спаиваются два железных листа встык: сложив их краями, мастер берёт паяльник в руку и прикасается им ко шву. В то же мгновение из угля со взрывом вырывается голубоватая вольтова дуга более сантиметра толщиною, окруженная широким жёлтым пламенем и по временам достигающая 5—6 см длины (2,5 дюйма). Управляемая рукою мастера, дуга начинает лизать линию спайки; то место, к которому она прикоснулась, мгновенно плавится, испуская ослепительный свет и разбрасывая снопы искр, причём жидкое железо протекает в скважину между листами и соединяет их. Таким образом мастер проводит дугою вдоль всего шва, который предварительно посыпает мелким песком, служащим для растворения окалины...
Мы привели выше, — пишет далее Д. А. Лачинов, — только один пример пайки, но само собою понятно, что «электрогефест» приложим и к другим родам скреплений, употребляемых в слесарном и машинном деле: можно паять листы внахлест и под углом, спаивать трубки вдоль и поперёк и т. д. Всё что сказано о железе, применимо к стали и чугуну».
Из этого описания видно, что ещё на заре развития электрической дуговой сварки Бенардос применял флюс в виде песка, которым шов предварительно посыпался, а также присадочный металл в виде стержня, который закладывался в шов, и, наконец, что им были ещё тогда разработаны основные способы соединения сварных швов встык с разделкой кромок, внахлёстку, под углом и т. п., а это основные способы соединения, которые применяются и в наши дни, в современной технике сварки.
В заключение своей статьи Д. А. Лачинов пишет:
«Вообще, что касается применений «электрогефеста», то они так разнообразны, что трудно высказать о них даже догадки. На первый раз, по-видимому, напрашивается применение этого способа к изготовлению паровых котлов не клёпаных, а паяных, к починке котлов и частей машин на месте, далее к соединению между собою, судовых частей, наконец, быть может, к устройству орудийных станков, если не самих орудий... В настоящее время идёт речь о том, нельзя ли изготовить кавказский нефтепровод при помощи «электрогефеста»...»
Мастерская, в которой Бенардос производил свои работы и демонстрировал перед посетителями своё изобретение, помещалась в небольшом фабричного типа здании. Оборудование состояло из паровой машины мощностью 20—23 л. с., приводящей в действие электрический генератор; параллельно генератору была подключена батарея, состоявшая из 200 аккумуляторов собственной конструкции. Аккумуляторы расположены были в четыре параллельных ряда и выполняли роль буфера, принимая на себя толчки, вызываемые резкими изменениями тока. В мастерской были установлены три сварочных поста и необходимое вспомогательное оборудование.
Немецкий учёный профессор Р. Рюльман, приезжавший в Петербург из Берлина специально для ознакомления с изобретением Бенардоса, сделавший по возвращении в Германию несколько докладов об изобретении Бенардоса, писал в своей статье, опубликованной в журнале «Электричество» за 1887 г.:
«Хотя в разное время были сделаны опыты применения действия теплоты вольтовой дуги к свариванию и спаиванию металлов, но на этом поприще, за исключением способа Бенардоса, до сих пор ещё не было получено технических результатов, имеющих какое-нибудь практическое значение. Только путём научных соображений, тщательных опытов и долголетних, настойчивых трудов г. Бенардос возвёл обработку металлов электрическим путём в стройную систему, позволяющую многостороннее применение её на практике и предназначенную заменить во множестве случаев другие способы обработки металлов, применяемые до сего времени.
Означенным способом, кроме того, можно производить над металлами известные работы, до сих пор считавшиеся неисполнимыми. Прибавлю, что вопрос этот разработан изобретателем настолько, что электрическое паяние сможет уже применяться на практике».
Вокруг Бенардоса появляется всё больше оборотливых дельцов. Бенардос без конца подписывает какие-то бумаги... К сожалению, он слишком поздно понял, что члены правления его «Электрогефеста» уже завладели, где хитростью, где прямым обманом, всеми его материальными привилегиями.
А тут выяснилось, что ещё в 1881 г. французский патент на способ электросварки получил Меританс. Также обладателем подобного патента, правда, полученного в Англии в 1849 г., оказался американец Стэд. И кроме них, то здесь, то там возникали новоявленные лжеизобретатели сварки на... бумаге. Стэд и Меританс взяли привилегии «на голые идеи, не разработав их и не сообщив им никакого практического значения, и тем самым сделали свои привилегии мёртвой буквой и предали их полному забвению», — сообщал журнал «Электричество» в №№ 14 и 15 за 1887 г.
Способ Николая Бенардоса в России впервые был использован на Орловско-Витебской железной дороге в 1887—1888 гг. в Рославльских мастерских для исправления паровозных и вагонных колёс, рам, решёток и т. д. Об этом первом в мире применении электрической дуговой сварки докладывал на пятнадцатом съезде инженеров службы подвижного состава и тяги в Петербурге инженер Ф. И. Герц:
«Исправления по этому способу производятся настолько быстро, что наш колёсный парк теперь почти освобождён от повреждённых паровозных колёс... В настоящее время исправление колёс при помощи электрогефеста настолько у нас установилось, что уже ни одно колесо не исправляется иным способом... Кроме исправления колёс, специальностью электрогефеста сделалась сварка паровозных рам».
В течение пяти лет способ Бенардоса распространился по всей России: кроме Рославльских мастерских, он применялся в железнодорожных мастерских Воронежа, Ростова-на-Дону и др., на заводах Коломенском в Голутвине, Гужона в Москве, Невском машиностроительном заводе, заводе Лесснера в Петербурге и др. За границей — в Англии, во Франции, в Германии, в Австрии и ряде других стран, где способом Бенардоса пользовались не только для производства самого разнообразного ремонта, но и для изготовления новых изделий.
Бенардос изобрёл не только способ сварки угольной дугой, но, по существу, все основные способы дуговой электрической сварки, применяющиеся ныне.
В его чертежах было реализовано много остроумных приспособлений и устройств, в том числе несколько систем автоматов для сварки угольным электродом, автоматы с металлическим электродом, а также угольные и металлические электроды самых разнообразных форм и сочетаний.
Угольные электроды, разработанные Бенардосом, были как сплошные, так и полые, с помещенным внутри металлическим стержнем или шихтой, состоящей из металла в измельчённом виде с прибавкой флюсов в виде кварца, буры, нашатыря и др. (Впервые предложенные им трубчатые электроды получили дальнейшее развитие в работах Института электросварки им. Е. О. Патона в Киеве и нашли широкое применение в промышленности и строительстве.) В некоторых случаях Бенардос употреблял угольные электроды в виде конуса, круга и др.
Он стремился механизировать процесс сварки; весьма интересным видом малой механизации сварки металлическим электродом является использование электродов в виде ряда стержней, изогнутых по дугам кругов разного диаметра и соединённых между собой тонкой перепонкой, до которой при движении сектора электроды расплавляются.
Для закрепления электродов и поддержания дуги Бенардос придумал и разработал различные устройства, названные им электропаяльниками. Его простейший тип электрододержателя для угольного электрода сохранил свой вид до наших дней. Не потеряло значения также и весьма остроумное приспособление, разработанное Бенардосом для формирования шва при вертикальной сварке, осуществляемой снизу вверх. (Это изобретение Бенардоса тоже получило дальнейшую разработку в Институте электросварки им. Е. О. Патона, где был в конце 1940-х гг. создан высокопроизводительный способ автоматической сварки вертикальных швов с принудительным формированием шва.)
Николай Бенардос также впервые применил электромагнит для закрепления сварных изделий в желаемом положении (электромагниты для указанных целей широко используются в современной сварочной технике) и разработал магнитное управление дугой.
Чтобы предотвратить во время сварки отбрасывание дуги в сторону и сделать её устойчивой, Бенардос создал магнитное поле вокруг дуги, использовав в качестве электромагнита несколько витков проводника, по которому подаётся ток к электроду. Этот метод магнитного управления сварочной дугой впоследствии был использован американцами.
