Александр Шарц - Николай Гаврилович Славянов

В 1886 году Бенардос получил патент в России «на способ соединения и разъединения металлов непосредственным действием электрического тока». Свое изобретение Бенардос назвал «Электрогефест» (в греческой мифологии Гефест — бог-кузнец, бог огня).

Бенардос вставлял угольный электрод в специальную рукоятку и соединял его с отрицательным зажимом батареи аккумуляторов. Положительный полюс батареи соединялся с подвергавшимся сварке металлическим предметом. Кроме ручных «паяльников», Бенардос сконструировал автоматический паяльник и специальные станки.

Способ сварки металлов, изобретенный Н. Н. Бенардосом, получил самое широкое распространение. Особенно успешно его применяли в железнодорожных мастерских. «Электрогефест» вытеснил способы Томсона и Церенера. Н. Н. Бенардос получил привилегии в России, Франции, Германии, Италии, Соединенных Штатах Америки и других странах.

По способу Бенардоса производились разнообразные работы: заливка пустот и трещин, например раковин в чугунных и медных отливках, сплавление друг с другом двух частей одной детали или двух деталей, наплавление отломанных частей, исправление изношенных поверхностей, электропаяние резервуаров и всякого рода сосудов из тонкого листового металла и больше всего — сварка металлических листов.

Но способ сварки, изобретенный Н. Н. Бенардосом, имел недостатки. Для сварки Бенардос применял угольный электрод, источником тока была огромная аккумуляторная батарея. Изобретатель только частично использовал открытие электрической дуги Петрова. Правда, в 1889 году Бенардос применил для сварки металлический стержень, помещая его между четырьмя стоящими угольными электродами. Но из-за высокой температуры электрической дуги между углями металлический шов получался науглероженным, твердым и хрупким.

Более совершенный способ электрической сварки-пайки металлов металлическим электродом был изобретен Николаем Гавриловичем Славяновым.

Первые удачные опыты по электрической сварке металлов были получены на Мотовилихинском заводе в октябре 1888 года. Электрическое уплотнение металлических отливок стало успешно применяться в 1889 году. Но привилегии на оба свои изобретения Славянов получил лишь в 1891 году.

История разработки Славяновым способа электрического уплотнения металлических отливок такова.

Мотовилихинский завод расходовал большое количество стальных литых болванок весом от нескольких пудов до семисот пудов и более. При отливке таких болванок в них нередко появлялись усадочные раковины и пустоты, чаще всего в верхней трети слитка, где металл дольше оставался жидким. Иногда в болванках образовывались песочины или шлаковины. Они появлялись в том случае, если металл во время отливки имел недостаточно высокую температуру и становился настолько густым, что шлак и землистые включения не всплывали и оставались внутри.

Для предупреждения усадочных раковин применяли «литники», или «прибыли». Над формой, в которой отливались болванки, устанавливали дополнительные питатели цилиндрической, призматической или конической формы. Другой способ предупреждения раковин заключался в добавке к отливаемому металлу так называемых металлургических реагентов: марганца, кремния, алюминия и т. д. Но эти способы предупреждения раковин (хотя они иногда применяются и в наше время) не вполне достигали цели. При отливке небольших деталей литник по весу бывал в два-три раза больше самой отливаемой детали. Добавка металлургических реагентов хотя и значительно меньше, но все-таки давала усадочные раковины в верхней части слитка.

На помощь металлургам пришло электрическое уплотнение металлических отливок.

Славянов сделал вывод, что если верхнюю часть отливки — слитка поддерживать в расплавленном состоянии, то застывание металла непременно пойдет снизу вверх. Благодаря этому газы из жидкого металла будут свободно выходить и усадочные пустоты не возникнут. Поддерживать верхнюю часть слитка в расплавленном состоянии можно было сжиганием различных горючих материалов, но Славянов использовал для этого электрическую дугу.

Электродами при электрическом уплотнении служили поверхность слитка и угольный стержень. Чугунная толстостенная изложница (форма для отливки) наращивалась в верхней части тонкостенным металлическим цилиндром, выложенным внутри огнеупорным материалом.

С помощью угольного электрода Славянов в 1889 году уплотнил три болванки мартеновской стали — две весом по 320 пудов каждая и одну в 700 пудов. Подогрев велся до тех пор, пока, застывание стали не дошло до верха слитка. Действие тока продолжалось пять часов. Все три болванки оказались без усадочных раковин, только самый верхний слой получился пузыристым. Три аналогичные болванки застывали без уплотнения, и пузыристый слой в них составил тридцать процентов. Стоимость пуда уплотненной стали была более чем на рубль дешевле неуплотненной.