Смелый переход от одного принципа построения сварочной головки к другому, более простому и вместе с тем более надежному, открыл новые перспективы для развития конструкторской мысли. В этом одна из главных причин того, что годы Великой Отечественной войны были такими плодотворными в истории развития автоматической сварки в нашей стране.

12. С ОТКРЫТЫМИ ГЛАЗАМИ

Чем бы мы ни занимались, какие бы проблемы ни решали, главной нашей заботой всегда оставалось качество швов. Многое в этом направлении уже было сделано. В середине 1943 года мы занялись новой серьезной теоретической работой.

Основные положения о процессе, происходящем при сварке под флюсом, нам были известны, однако не было достаточно глубокого понимания сущности этого процесса. При разработке технологии сварки и подборе режимов приходилось часто действовать на ощупь и вести из-за этого дополнительные эксперименты.

Сама жизнь заставила нас заняться серьезным исследовательским вопросом.

В заводских условиях на работе сварочных головок отрицательно сказываются изменения напряжения в сети. В военное время это было особенно неприятно. Нормальная работа установок нарушалась, в швах возникали дефекты — прожоги и непровары, нарушались размеры швов. Качество сварки заметно ухудшалось.

Чтобы изыскать реальные, действенные средства борьбы с этим злом, нужно было прежде всего выяснить, насколько и в каких случаях сказывается влияние колебаний в заводской сети и как можно его нейтрализовать. Не менее важным я считал проанализировать работу различных сварочных головок в этих условиях. И хотя институт не располагал тогда даже минимальными условиями для такого исследования, мы решили, что не имеем права откладывать его до «лучших времен».

За эту работу взялись два молодых научных сотрудника — Борис Патон и Арсений Макара. Им сразу же пришлось столкнуться с теорией, выдвинутой в свое время американцами, которые хотели представить свой способ сварки под флюсом, как отличный от нашего (они назвали его бездуговым), и получить на него патент. Американцы пытались доказать, что тепловая энергия, необходимая для расплавления электрода и металла, образуется при прохождении сварочного тока через расплавленный шлак.

Существовало и другое мнение. Его сторонники рассматривали сварку под флюсом как процесс комбинированный. Они считали, что плавление электродной проволоки и свариваемого металла происходит как за счет энергии дуги, так и за счет тепловой энергии, выделенной при прохождении тока через шлак.

Первая (американская) теория единодушно отвергалась всеми советскими исследователями, вторая имела и сторонников и противников. Нами она ставилась под большое сомнение, но доказать свою правоту мы могли только тщательно выполненными и проверенными экспериментами.

Между тем наши молодые сотрудники вначале не располагали элементарно необходимыми приборами. Зимой 1943 года на станции стоял вагон-лаборатория Главтрансмаша, и Борис вместе с Арсением Макарой отправились туда, выпросили на одни сутки осциллограф и на санках доставили его в институтскую лабораторию. Так были получены осциллограммы, пролившие первый свет на характер процесса, происходящего под флюсом. Вскоре мы добыли другой, более совершенный осциллограф и с его помощью продолжили свои исследования.

Даже для такой большой и сложной работы я не мог освободить двух сотрудников от их прямых обязанностей в цехах. Время приходилось урывать до смены или после нее, то утром, то вечером, а часто и за счет сна. Возвращаясь из цеха, они захватывали осциллограммы и анализировали их дома, затем в лаборатории принимались за опытные сварки.

Работали Борис и Арсений Мартынович в трудных условиях. Но было у них и одно преимущество: все свои догадки или сомнения они могли проверять не только в лаборатории, но и непосредственно в цехе, в суровой заводской обстановке.

Были проведены десятки опытов, экран и фотобумага зафиксировали множество кривых — осциллограмм. Я не буду рассказывать здесь о ходе этих опытов, о методике их проведения, об ошибках, которые исправлялись последующими исканиями, о неизбежных минутах огорчения из-за кустарных условий для опытов. Важен результат, достигнутый молодыми исследователями в их первой крупной работе.

Со всей убедительностью было доказано, что процесс, происходящий под слоем флюса при сварке в нижнем положении, является чисто дуговым, что дуга горит в газовом пузыре из расплавленного флюса. Сам флюс электрически почти не участвует в процессе, его роль сводится к защите расплавленного металла и к его легированию, а также к повышению устойчивости дуги. Таким образом, была окончательно развенчана американская теория сварки сопротивлением и впервые внесена ясность в понимание сущности процесса.

Наши исследователи установили основные закономерности формирования шва и этим открыли возможность на научной основе разрабатывать режимы сварки под флюсом.

Теперь мы могли вести свою практическую работу с открытыми глазами, более активно и осознанно добиваться высокого качества швов.

Борис Патон и Арсений Макара не только провели подробный анализ работы различных сварочных головок в условиях колебаний напряжения сети, но и рекомендовали промышленности конкретные способы борьбы с этими вредными явлениями. Результаты своей работы молодые ученые опубликовали в начале 1944 года в специальной книжке, вызвавшей большой интерес у сварщиков. Принципиальные выводы исследования сохраняют свою справедливость и ценность и в настоящее время.

13. НА ПЯТИДЕСЯТИ ДВУХ ЗАВОДАХ

Автоматическая сварка завоевывала все новые и и новые предприятия. Мы получали от них просьбы прислать руководящие материалы, помочь аппаратурой. Многие узнавали о новом методе сварки из газетных статей. Помню, что после статьи академика Е. Ярославского в «Правде», где он с большим одобрением описывал автосварку на уральском заводе, к нам посыпалось множество писем от директоров заводов, инженеров, рабочих-сварщиков.

Сразу же вырисовался разный подход к делу.

Одни, как, например, инженеры Омского паровозного завода, действовали энергично, получали у нас чертежи, сами изготовляли по ним аппаратуру, станки и, переболев всеми «детскими болезнями» нового метода, при небольшой помощи института твердо становились на собственные ноги.

Другие же только повиновались приказам «свыше», работали без души, заводили с нами длинную канительную переписку, месяцами мариновали посланную им аппаратуру. Люди ждали, что институт преподнесет им готовенькую автосварку, как говорится, «на блюдечке».

Отношение заводов к применению скоростной сварки зависело прежде всего от умения и желания их руководителей смотреть вперед, жить не только сегодняшним днем, но и будущим. Я дальше покажу, что дала автосварка людям дальновидным. Но были и горе-руководители, не желавшие утруждать себя лишними заботами. Механизированная сварка обладает меньшей гибкостью, чем ручная, предъявляет более высокие требования к общей культуре производства, к качеству сборки и подготовки деталей. Это и отпугивало любителей спокойной жизни.

Но, раньше или позже, с большинством заводов нам удалось установить рабочие, деловые отношения. Этому, видимо, способствовало то, что институт не агитировал, не «уговаривал», а охотно брал на себя большую часть работы.

Первое слово всегда принадлежало нашим конструкторам. Завод присылал в институт рабочие чертежи объекта, переводимого на автоматическую сварку, часто это были новые для нас типы машин или виды вооружения и боеприпасов, и тогда задача конструкторов очень усложнялась. На составление рабочего проекта сварочного станка уходило от одного до двух месяцев, но иногда и эти сроки приходилось значительно сокращать. Однажды крупный военный завод обратился к нам с заказом на проект станка для сварки важного, вводимого по требованию фронта, нового узла танка и через двенадцать дней получил все чертежи станка.