книги / Научно-технические изобретения и проекты

Рис. 1.

нагрев не только до сварки, но даже и до плавления металла в сты­ ке соединяемых листов, как показано на рисунке.

Кроме того, пользуясь предлагаемым способом, можно нагреть предмет в каком-либо точно определенном месте и затем, охлаждая предмет быстро или медленно, достигнуть закалки или отжига в нагретой части предмета. Таким образом, описанный способ может быть с удобством и выгодою употребляем как для закалки, так и для отжига предметов.

Чтобы ускорить процесс сварки и устранить необходимость на­ гревания стыка последовательно с обеих сторон, я употребляю также два угля, располагая их по одну и по другую сторону стыка

исоединяя каждый с соответственным полюсом. Для практического осуществления этого нового приема сварки мною придуманы ниже­ описанные приборы:

Че р т е ж ! 1. К стойке А прикреплены две поперечины В и Сг из коих последняя снабжена шарниром и имеет на себе подвижный груз /?, который особым винтом закрепляется в желаемом месте. Каждая из поперечин на одном конце своем имеет борн Е для за­ крепления кабеля (проводника), а на другом — гнездо, куда встав­ ляется накаливаемое тело (уголь или что-либо другое).

Приступая к работе, поднимают сначала верхнюю поперечину

исвариваемый шов предмета кладут на нижний уголь, а затем опус­ кают верхнюю поперечину, уголь которой вследствие надавлива­ ния груза В и прижимает предмет к нижнему углю. В этот момент ток замыкается, угли накаливаются и передают нагрев свариваемо­

му шву, который по достижении надлежащей температуры выво-1

11 Данное описание приводится с сокращениями, так как из пяти чертежей сохранилось только два.

51

шва могут служить нажимные ролики или другие отвечающие той же цели приспособления.

Вышеописанный способ нагревания или сваривания металла при помощи непосредственного соприкосновения углей или других тел с самим металлом может быть пригоден не только для соеди­ нения тонких листов, но и для сортовых металлов при довольно значительном поперечном сечении их.

Н. Н. Бенардосом были разработаны и другие аппараты для контактной сварки, в том числе описанные ниже в заявке на спо­ соб сваривания при посредстве электрического тока (чертежи не обнаружены).

Прибор для сварки полос встык. В верхних частях стоек и на­ ходятся гнезда с крышками на шарнирах. В эти гнезда вкладыва­ ются угли, покрытые шамотными кожухами таким образом, что между поверхностями их остается некоторый промежуток. Угли имеют на себе прорези, соответствующие очертанию свариваемых полос, которые и вводятся в эти прорези, приходя в то же время в плотное соприкосновение с поверхностями верхнего и нижнего углей. Ток проходит от стойки к стойке через угли, накаливая их, вместе с тем и свариваемые части, которые, достигнув извест­ ной температуры, нажимаются одна на другую, чем и достигается полная сварка. Движение тока от борна к борну показано стрел­

52

крепляется верхний уголь. Последний пружиною надавливается на предмет и прижимает его к нижнему углю. Расположив сварива­ емые части между углями и пропустив ток, доводят металл до сва­ рочного жара, а затем нажиманием одного куска к другому закан­ чивают сварку.

Чтобы ток не замыкался через стойку, последняя изолирова­ на как от вилки, так и от поперечины. Для укрепления изоли­ рующего слоя в каждом месте стойки имеются винты.

Внастоящем изобретении предмет новый составляет:

1.Применение к накаливанию металлов одного или пары углей,

атакже других каких-либо заменяющих их тел, приводимых в пря­ мое соприкосновение с металлом, который получает нагрев до требуемой температуры передачей теплоты от углей или заме­ няющих их тел, раскаливаемых силою электрического тока.

2.Устройство изображенных на чертежах приборов, служащих для практического осуществления вышеупомянутого применения.

На чертеже (рис. 3) изображен аппарат для контактной сварки стыковых и нахлесточных соединений отдельными прямолиней­ ными участками. Аппарат состоит из двух изолированных друг от друга стоек А и Л, жестко укрепленных на общем основании С. Каждая стойка имеет неподвижную поперечину а. На одном конце поперечин выполнены гнезда, в которых укреплены концы электрода И, соединяющего обе поперечины. На другом конце поперечин имеются гнезда для распорки (из изоляционного мате­ риала), на которой крепится шток с пружиной р. На верхних кон­ цах стоек установлены на осях е качающиеся кронштейны Ь (в'). Длинные плечи кронштейнов соединены вторым электродом Р. Кронштейны скреплены между собой поперечиной О из электро­ изоляционного материала. Пружина р упирается во вторую по­ перечину К , соединяющую короткие плечи кронштейнов Ъ(в'), и сжимает свариваемое изделие, устанавливаемое между элек­ тродами Р и /).

53

Гидро-электро-плавка и накаливание металлов

Изобретенные мною гидро-электро-плавка и накаливание металлов основаны на применении струи или столба жидкости, проводящей электрический ток для нагревания желаемого места обрабатывае­ мого металла, причем жидкость будет положительным полюсом, а обрабатываемый металл — отрицательным полюсом.

При нагревании металла струей жидкости, свободно влива­ ющейся, употребляется прибор, типом которого служит паяльник, изображенный на фиг. 1 и 2. С помощью этого прибора струя жид­ кости, выливающаяся из отверстия О, наконечника &, направляется рукой рабочего на место обработки металла. Прибор этот питается жидкостью из особого резервуара при помощи резиновой трубки I. Жидкость, по желанию рабочего, останавливается и выпуска­ ется зажимом 2 (фиг. 2). Ток проводится в жидкость по проходящей в рукоятке прибора трубке К, к которой прикрепляется винтом V положительный проводник, идущий от источника электричества. В месте прикосновения наэлектризованной струи жидкости к по­ верхности обрабатываемого металла произойдет накаливание, сте­ пень какового будет зависеть от силы тока и времени действия струей.

Накаливание может производиться также действием двух струй единовременно при помощи двух паяльников, из коих оба могут быть положительными полюсами или один положительным, а другой отрицательным полюсом, а во втором обрабатываемый предмет не соединяется ни с каким полюсом, а вводится между струями.

При помощи ручного паяльника, изображенного на фиг. 2, можно накаливать обрабатываемую часть двояко: в одном случае струя жидкости направляется прямо на нагреваемое место, причем

54

образуется контакт жидкости с металлом. В этом случае накалива­ ние происходит вследствие наибольшего сопротивления слоя, встречаемого током, проходящим с жидкости на металл. В момент замыкания цепи жидкость и металл разделяются слоем газов и па­ ров, которые образуют известную сферу, представляющую собой слой наибольшего сопротивления, служащего для повышения тем­ пературы, т. е. для накаливания. В данном случае этот слой сопротивления можно назвать дугой, притушенной потоком жидкости.

В другом случае струю жидкости направляют к нагреваемому месту, не производя полного контакта, а заставляют ее проте­ кать параллельно поверхности металла, почти не касаясь его. В этом случае слой, представляющий наибольшее сопротивление, переходит в сферу открытой дуги, которая, возбудившись, обра­ щает жидкий полюс почти целиком в пары и газы, дающие доста­ точно пищи, чтобы держаться дуге. В этом случае открытая дуга возвышает температуру гораздо больше, чем в первом при нагре­ вании открытой дугой.

Работы, производимые при помощи подобной гидро-струйной дуги, имеют большое значение в отношении качества металлов, ,ею расплавляемых. Плавка металлов гидро-струйной дугой дает металлургии новое средство обрабатывать металлы, улучшая их качества введением в них новых огнеэлектролитических элементов.

При нагревании металлов столбом жидкости употребляются приборы, типом которых может служить паяльник, изображенный на фиг. 3 и 4, которые ясно показывают его устройство. Накалива­ ющая жидкость находится в резервуаре В, из которого впускает­ ся винтовым клапаном п в трубку, образующую собой наконечник паяльника, который устанавливается на нагреваемое место. Жидкость, находящаяся в наконечнике, прикасаясь непосредст­ венно к поверхности обрабатываемого металла, будет накаливать его по площади, равной внутреннему диаметру трубки наконеч­ ника.

Эти приборы имеют разные меняющиеся наконечники для нагре­ вания большей или меньшей площади (фиг. 5 и 6). Кроме того, имеются наконечники (фиг. 5), нижняя часть полости которых за­ полняется асбестовой губкой д.

Такие приборы делаются не только ручными, но и автоматиче­ скими, приспособляемыми к специальным станкам для производ­ ства специальных работ механическим путем.

У паяльников для паяния шва припоем наконечники снабжа­ ются отдельной трубкой, в которую засыпается припой или встав­ ляются стержни того металла, которым должно производиться пая­ ние, а также засыпаются и флюсы.

При паянии швов припоями сама жидкость, служащая для на­ каливания, может быть и припоем. Если, например, шов должен лаяться красной медью, то для накаливающей жидкости упо­ требляется раствор сернокислой меди, которая, попадая в сферу

55

накаливания, переходит отчасти в металлическую медь, плавится и служит припоем.

Таким путем могут производиться работы покрытия одного металла другим, как лужение, цинкование, серебрение, золочение, платинирование и т. п.; кроме того, может производиться эмали­ рование металлических предметов сплошь или по рисунку.

При нагревании больших площадей употребляются наконеч­ ники (фиг. 9), дающие сноп тончайших струй.

Употребляемая для накаливания жидкость может состоять из подкисленной воды, из водных растворов различных солей, щело­ чей, и вообще для этой цели будет пригодна всякая жидкость, проводящая электрический ток.

При некоторых работах паяния жидкость может иметь примесь, способствующую очищению паяемой поверхности, как, например, соляная кислота, бура, нашатырь и т. п.

Кроме того, жидкость может иметь нерастворимые примеси в порошкообразном состоянии, как, например, пульверизованные металлы и окиси их, а также углероды, уголь, графит и т. п.

При производстве работ по закалке стальных частей накалива­ ющая жидкость служит вместе с тем и для охлаждения закаливае­ мого места, причем ток не пропускается. В этих случаях жидкость по составу своему должна соответствовать ваннам, употребляе­ мым при закалке стали. Вообще размеры струи жидкости и ее составы должны соответствовать работам, ею производимым.

Изобретенная мною гидро-электро-плавка и накаливание ме­ таллов могут применяться в бесчисленных и весьма разнообразных случаях современной техники; но главные ее применения будут: 1) паяние, 2) наслоение металлов, 3) сварка частей, 4) закалка и

Все приборы, употребляемые при работах по этому способу, должны состоять из трех существенных частей: 1) рукоятки с бор­ ной для прикрепления проводника, 2) резервуара для жидкости с зажимом или краном для управления ее притоком и 3) наконеч­ ника.

Резервуары для жидкости могут быть отдельными от прибора, соединяясь в таком случае с последним резиновою трубкой (фиг. 1 и 2).

Резервуары должны иметь металлический контакт с находя­ щейся в них жидкостью, при помощи которого в нее пропускается ток.

Наконечники могут иметь всякие формы и размеры; они долж­ ны быть изготовляемы из огнеупорного, непроводящего ток-мате­ риала, как, например, асбеста или уралита и т. п.

При производстве работ накаливания свободно выливающейся струей имеются особые приспособления для удаления отработав­ шей жидкости для направления ее стока в особые резервуары.

56

Для исполнения работы этим способом требуются прямые токи, а потому можно пользоваться всеми существующими источника­ ми, дающими эти токи; но самое удобное пользование токами будет то, какое применяется при изобретенном мною способе «электрогефест», т. е. динамо-машины и аккумуляторы.

Сила тока и напряжение могут быть весьма различны, они ме­ няются сообразно характеру работ и размеров обрабатываемых частей.

Особенность и новость моего изобретения — гидро-электро­ плавка и накаливание металлов — заключаются в применении мною струи или столба жидкости, проводящей электрический ток, для плавления и нагревания металлов при помощи дуги и без нее; причем струя или струи свободно выливающейся жидкости, или столб жидкости, заключенной в трубку, будут одним полюсом цепи рабочего тока, а другим полюсом будет обрабатываемый ме­ таллический предмет.

Это новое простое и полезное применение струи жидкости в том виде, как оно описано выше, я признаю своей собственностью и прошу выдать мне на него привилегию независимо от приборов, употребляемых и могущих быть употребленными при пользовании моим изобретением — гидро-электро-плавка и накаливание ме­ таллов

17 сентября 1896 г. С.-Петербург.

Исправление Царь-Колокола.

Сооружение в городе Москве Всероссийского памятника «Царь-Колокольни» 12

Идея памятника

Идея памятника заключается в следующем:

Исправить Царь-Колокол, поднять его на колокольню — колос­ сальный памятник, состоящий из церкви о семи престолах, коло­ кольни и музеума. Памятник воздвигнуть в Москве, назвав его «Царь-Колокольня».

Проект способа исправления, перевозки и подъема Царь-Колокола

Исправление колокола. Царь-Колокол предполагаю исправить, т. е. впаять осколок и запаять все трещины посредством электри­ ческого тока, изобретенным мною способом под названием «электрогефест».

Около места, где стоит теперь Царь-Колокол, необходимо устро­ ить временное помещение для спайки колокола и его обделки, а также постановки необходимых для того машин и приборов с печью. Запаивание колокола будет производиться следующим образом:

1 См. [126].

2 Печатается с сокращением (см. [3]).

57

Колокол должен быть уложен в кладке печи так, чтобы отко­ ловшаяся его часть находилась наверху в горизонтальном поло­ жении, как изображено на фиг. 1 (рис. 1), из которой видно, что колокол заложен в печь, устроенную так, чтобы пламя согрева­ ло равномерно весь колокол, проходя и внутри и по ходам а, а,

ССу сь»

Края трещины должны быть расширены, как показано на фиг. 2, представляющей вид сверху расширенной трещины, а в поперечном разрезе — на фиг. 1 и 3. Расширение трещины необ­ ходимо для того, чтобы плавление краев произошло по всей тол­ щине отколовшейся части.

Когда таким образом уложенный колокол будет согрет до не­ обходимой температуры, паяние начнется сперва с расплавления краев выемки внизу ее, как видно из фиг. 3; потом, когда края сплавятся, в выемку будет поступать расплавленный металл при непрерывном действии вольтовой дуги (фиг. 1) так, чтобы он сли­ вался с расплавленными краями выемки. Работа эта должна про­ должаться непрерывно, пока не будет окончена и заполнена выем­ ка по всей своей длине.

Во все время паяния температура всего колокола должна быть поддерживаема равномерно до окончания пайки, потом постепен­ но уменьшаема. Остывание должно происходить весьма медленно.

По водном охлаждении и осмотре удовлетворительности запа­ янных мест Царь-Колокол должен быть освобожден от печной клад­ ки и поднят на особого рода подмостки, на которых и можно будет приступить к его отделке, т. е. обчеканить, отшлифовать и отпо­ лировать.

После отделки поверхностей начисто следует убедиться оконча­ тельно посредством протравливания его поверхностей кислотой в том, что трещин нет, после чего можно приступить к гальвани­ зации колокола, т. е. к покрытию его золотом, серебром или нике­ лем по желаемому рисунку.

Гальванизацию колокола предполагаю произвести изобретен­ ным мною способом, посредством особых ванн, присасывающихся к месту, которое назначается для покрытия гальваническим слоем желаемого металла.

По окончании всех вышеперечисленных работ колокол может быть перевезен на место, где будет воздвигаться памятник.

Перевозка колокола. Под колоколом изготовится платформа, склепанная из котельного железа; под платформой устроится ряд металлических катков или роликов, приклепанных к платформе на осях (фиг. 4, рис. 1).

По направлению места перевозки колокола устроится деревян­ ное полотно из бревен, на которые укрепятся в несколько рядов стальные железнодорожные рельсы. Ряды рельсов должны соот­ ветствовать рядам катков под платформой. Платформа с ЦарьКолоколом будет двигаться тягою ворота, установляемого по пути по мере передвижения. Колокол должен быть перевезен тогда на

58