Текст книги "Воспоминания"

Автор книги: Евгений Патон

сообщить о нарушении

Текущая страница: 10 (всего у книги 24 страниц)

4. ПЕРВЫЕ ИСКАНИЯ

Основным, ведущим отделом института на первых порах его существования являлся отдел сварных конструкций.

Его по праву возглавил Борис Николаевич Горбунов, который еще в лаборатории академии все свое время отдавал сварным конструкциям. Это была его излюбленная тема. Горбунов издавна тяготел к теоретическим вопросам и с особенным увлечением и удовольствием занимался различными сложными расчетами.

Серьезный ученый, с большими и глубокими познаниями, но с несколько «академическим» складом ума, он способен был увлекаться отвлеченными вопросами. Я же предпочитал такие теоретические темы, которые могут быть применимы практически. В работе этого отдела я принимал самое непосредственное участие, и мы с Борисом Николаевичем хорошо дополняли друг друга. Жили мы и работали дружно.

Отдел продолжил в еще больших масштабах начатые нами ранее испытания прочности сооружений. Часто по институтской железнодорожной ветке в усадьбу закатывались платформы с молотилкой, недавно сошедшей с конвейера завода, рамами комбайнов, тележками пульмановских вагонов, балками моста.

Вибрационные испытания обычно бывали длительными и причиняли уйму неприятностей жителям окружавших институт домов. Если то или другое здание попадало «в резонанс», то уже ни о каком покое там мечтать не приходилось: в квартирах все сотрясалось, дрожало, дребезжало.

Сначала к нам посылали делегации для дипломатических переговоров, потом на нас в изобилии начали сыпаться жалобы в горсовет, в академию. Что мы могли поделать? Но когда при испытании четырехосного вагона «в резонанс» попал соседний шестиэтажный дом, его жильцы сумели наделать много шума. Мне было категорически предложено выселить свои «скандальные» машины куда-нибудь на лоно природы, подальше от центра города.

Нам тоже основательно надоела война с соседями, и мы охотно перекочевали на левый берег Днепра. В Дарнице были построены два специальных стенда для вибрационных и ударных испытаний, и на нашей улице наступили мир и тишина…

Первой крупной работой отдела сварных конструкций было экспериментальное исследование сварных балок, подвергаемых пластической деформации при повторной нагрузке.

За границей, например в Германии, эти опыты проводились на маленьких лабораторных образцах. Мы же испытывали «живые» конструкции и в условиях, близких к действительным. Экспериментальные данные подтвердили, что предложенный нами новый метод расчета позволяет облегчить некоторые элементы сооружений, например балки, рамы, и дает значительную экономию металла.

Вокруг этого вопроса шли большие споры.

Как-то на всесоюзном совещании сварщиков мне довелось встретиться с одним иностранным гостем – крупным немецким специалистом, и вступить с ним в острую дискуссию. Я приводил факты, результаты экспериментов, но гость относился к ним пренебрежительно и даже иронически:

– Очень сомневаюсь в выводах господина Пато-на из его исследований. Во всяком случае, уверен, что ничего реального они на практике не дадут. У нас, в Германии, господствует мнение о том, что для вибрационной нагрузки сварка вообще не годится.

Это мнение, как сообщил наш критик, активно поддерживают на его родине представители металлургических концернов.

О причинах этой поддержки немецкий ученый, конечно, умолчал, но догадаться о них было нетрудно: владельцы концернов никак не заинтересованы в экономии металла при сооружении конструкций, ведь такая экономия привела бы к существенному сокращению заказов.

– Не поэтому ли немецкие нормы 1933 года огульно запрещают применение сварки при вибрационной нагрузке? – спросил я гостя.

Он предпочел неопределенно пожать плечами.

Каждый из нас остался на том совещании при своем мнении, а я, вернувшись в Киев, приступил к исследованиям в более широком масштабе.

Мы стремились изыскать наиболее удачные типы сварных соединений и добиться их большей прочности при вибрациях. Свои мысли, свои предложения мы проверяли на таких экспериментах, которые должны были убедить самых заядлых скептиков.

Например, для сравнения вибрационной прочности сварных и клепаных конструкций мы испытали до разрушения два одинаковых по размеру пролетных мостовых строения – одно клепаное, другое сварное, – специально изготовленных для нас на заводе «Большевик».

Выводы были полностью в пользу сварного строения, и я сожалел, что не могу с ними наглядно познакомить своего высокомерного критика из Германии. Надеюсь, ему попались на глаза мои работы, где излагались результаты этого исследования.

Мы, как институт, только начинали свою жизнь, но практики-сварщики не хотели считаться с нашим возрастом, не давали на него скидок и требовали прямых ответов на свои жгучие вопросы. Причем непременно в короткие сроки!

Самым неотложным и одним из наиболее важных в теории и практике сварочного дела был вопрос о том, как бороться с усадочными напряжениями и деформациями, вызываемыми при сварке местным нагревом металла.

Эти и по сей день досконально не изученные явления были настоящим бичом сварки. Фермы, балки и колонны, изящно начерченные карандашом конструктора на ватмане, после сварки нередко принимали самые причудливые и неожиданные формы.

Я поручил заняться этой темой группе молодых сотрудников института. И они провели много кропотливых теоретических и экспериментальных работ для выяснения природы усадочных напряжений и сварочных деформаций и их влияние на прочность, на долговечность конструкций. Вскоре мы уже могли рекомендовать производственникам некоторые реальные методы борьбы с этими явлениями и предостеречь их от псевдоноваторских и более чем сомнительных приемов, практиковавшихся до этого на некоторых заводах.

Правда, понадобились многие годы, пока советская сварочная наука смогла дать наиболее полный ответ на все эти острые вопросы. Настойчивые искания продолжаются до сих пор и у нас в институте и в других научных учреждениях страны.

Немалым злом, например, были трещины в сварных швах. Приезжаешь на завод – сразу на тебя сыплются жалобы и вопросы:

– Замучили нас эти проклятые трещины! Что делать, как избавиться от них?

– Мы пробовали и то, и другое, и третье, а результатов никаких. Нашли вы у себя в институте какое-нибудь средство?

Я весьма неловко чувствовал себя, когда не мог тут же, на месте, дать дельный практический совет.

Прежде всего нужно было нам самим разобраться в причинах возникновения трещин. Мы долго искали, ошибались, путались, и все же в конце концов удалось выяснить, откуда берутся трещины и в самих швах и в металле изделия. Знаешь причины болезни– легче найти лекарства!

Теперь уже не стыдно было смотреть в глаза заводским сварщикам. Предложенные нами меры борьбы с трещинами в швах подхватывались ими буквально на лету. Конечно, это были только первые шаги! За прошедшие с тех пор почти два десятилетия и мы сами и другие ученые-сварщики далеко ушли вперед в этом деле, но в любом современном труде на темы борьбы с трещинами можно найти ссылки на то, что делалось институтом в пору его рождения…

Вряд ли подозревал кто-нибудь из тех, кого я в начале тридцатых годов в своих устных и печатных выступлениях критиковал и ругал за пренебрежение к сварке, что самого строгого критика она имела в моем лице.

Как же это понимать? Пропагандист сварки и в то же время ее критик? В действительности тут никакого противоречия не было. Постараюсь объяснить, в чем тут дело.

Что мне самому не нравилось в сварке, вернее, в ее тогдашнем состоянии? Пусть не покажется странным ответ на этот вопрос: то же, что и в клепке! Не нравилось то, что электродуговая сварка представляет собой медленный ручной процесс.

Но разве сварка не была громадным шагом вперед? Да, конечно, но только в сравнении с чем? С клепкой! А я хотел сравнивать и сравнивал с другим: с теми огромными возможностями, которые заложены в идее применения электрической дуги для соединения металлов, с той еще мало использованной мощью, которая таится в этой дуге!

Уже в первые годы моих занятий сваркой мне бросилось в глаза это противоречие: самый передовой, самый Производительный способ неразъемного соединения металлов, а на практике – скорость сварки не превышает трех-четырех метров в час. Как и некогда, во времена Славянова, сварщик продолжал и сейчас оперировать электродом вручную, капля за каплей медленно наращивая шов.

Вся моя душа протестовала против такого технического несовершенства. Ведь это то же самое, что заставить богатыря орудовать ивовым прутиком!

Бывая в 1930–1932 годах на заводах, я часто останавливался возле сварщиков и подолгу наблюдал за ними. Ручной сварщик – рабочий высокой квалификации. Его готовят долго и кропотливо, по окончании учебы ему выдают диплом и время от времени подвергают строгой экспертизе: «Не потерял ли руку?» На производстве принимаются всевозможные меры по охране труда сварщика, но все же он поставлен там в трудные условия. Работать приходится часто в неудобной позе, низко пригнувшись, а иногда и скорчившись в три погибели. Толстый брезентовый костюм и щиток или шлем с темными стеклами – защита от слепящего света дуги и огненных брызг металла – сковывают движения. Как бы хорошо ни была налажена вентиляция в сварочном цехе, вредные раскаленные газы все же затрудняют, а иногда и забивают дыхание.

Не отрывая руки с электродом от свариваемого изделия, рабочий непрерывно и напряженно следит за Каждым своим движением, – ведь все время нужно удерживать дугу на равном расстоянии от шва.

От умения сварщика, от его внимательности, выносливости, даже от его настроения зависит качество шва, прочность, надежность конструкции. Сварщик вынужден часто отдыхать, но все же устают руки, глаза, спина. Неудивительно, что к средине дня движения его замедляются, внимание ослабевает, а качество и однородность шва неизбежно снижаются.

Я смотрел и каждый раз думал: какой тяжелый ручной труд и какая низкая производительность в сравнении с тем, что способна и может дать электросварка в условиях современной техники!

Ситуация была довольно сложная. Мы боролись за распространение сварки в ее тогдашнем виде, и мы же лучше других сознавали ее крупные минусы. Мириться с этим я не хотел и не мог. И уже в 1930 году мы начали серьезно задумываться над тем, что единственный выход – в механизации сварки. Только механизация принесет резкое повышение производительности труда. Руку сварщика должен заменить безотказно действующий механизм, который работал бы автоматически и лишь управлялся и направлялся человеком!

Что происходит во время сварки? Под действием тепла электрического разряда конец электрода непрерывно плавится, и жидкий металл переходит в шов. Следовательно, нужно все время придвигать электрод к изделию, не допуская, чтобы дуга удлинялась или укорачивалась. В этом главным образом и состоит искусство ручного сварщика! Ну, а возможно ли создать автомат, способный с такой же чувствительностью поддерживать и управлять плавлением металла?

На этот вопрос принципиальный ответ дали много лет назад Николай Николаевич Бенардос и Николай Гаврилович Славянов.

В бумагах Бенардоса сохранились чертежи станков для автоматической сварки различных металлических изделий. Вот над чем уже тогда задумывался изобретатель! В опытах Славянова электрод подавался к месту сварки специальным механизмом, названным им электроплавильником.

Наши выдающиеся предшественники как бы благословляли нас на новые искания и вооружали в путь-дорогу своими смелыми мыслями и опытами. И с первых же дней основания нашего института в нем был создан отдел механизации сварочных процессов.

Мы вели поиски в нескольких направлениях, и в этот отдел входили сначала две группы: группа автоматической сварки металлическим электродом и группа атомно-водородной и угольной сварки. Позднее появилась и группа контактной сварки.

У каждой из этих групп было не только свое направление в работе, но и своя судьба.

Мало радовала нас, например, группа атомно-водородной сварки. Хронической болезнью группы являлось стремление работать в тепличных условиях лаборатории на идеально подогнанных, образцах. Неудивительно, что все ее «достижения» лопались, как мыльный пузырь, при первом же соприкосновении с жизнью, с действительностью. К тому же группу вначале составлял… один, да еще и очень медленно работающий сотрудник.

Наибольший «след» в истории института эта группа оставила, пожалуй, тем, что как-то при одном из опытов произошел взрыв, и крыша лаборатории (опыты проводились в небольшой пристройке), к восторгу мальчишек нашей улицы, была заброшена в соседний двор…

Более серьезный характер носила работа группы контактной сварки. Наша промышленность была тогда еще бедна контактными машинами, предприятия требовали от института поскорее создать их, а нам приходилось начинать с азов.

Товарищи из этой группы сразу взяли курс на практические нужды промышленности, приступили к конструированию аппаратов для точечной, шовной и стыковой сварки вагонов и рельсов, к разработке технологии, к научным исследованиям на важные темы. Однако их стремление во что бы то ни стало автоматизировать все процессы не привело к успеху. Первая спроектированная ими машина так и не была доведена до завершения, а вторая, видимо, не пришлась по вкусу заводам и осталась неосвоенной.

Почему и здесь нас преследовали неудачи? Беда была в том, что и эта группа состояла всего из трех человек, причем двумя из них были вчерашние студенты. Сил институт имел еще мало, а мы к тому же распыляли их. Да и мастерской нашей было тогда не по плечу изготовление сложных контактных машин.

На первый план все больше выдвигалась группа автоматической сварки металлическим электродом. Будущее показало, что именно ей суждено было оказаться на главном направлении нашей работы.

От сварочной лаборатории эта группа получила драгоценное наследство: нашу первую автоматическую головку – прямую «родственницу» электроплавильника Славянова.

Подобные механизмы появились и за рубежом. Но они отличались чрезвычайной сложностью, были недостаточно надежны в работе, и мы решительно отказались копировать заграничные образцы.

Наш оригинальный автомат выполнял все операции, производимые ручным сварщиком: возбуждал дугу, поддерживал ее постоянную длину и напряжение, подавал проволоку в зону сварки, заделывал кратер в конце шва. Передвижение головки вдоль изделия было механизировано. В короткий срок она наглядно показала свои достоинства: в сравнении с ручной сваркой ее производительность была втрое большей! Если сварщик за час расплавлял один килограмм электрода диаметром в 5 миллиметров, то автомат мог расплавить около трех килограммов.

Конечно, мы сознавали, что находимся в самом начале пути, что перед нами еще не раз встанут десятки мучительно неясных и запутанных вопросов, что сконструированная нами автоматическая головка далека от совершенства. К слову сказать, на нее было много нападок, несправедливых и справедливых.

Первые мы отвергали, ко вторым внимательно прислушивались, но от нашего изобретения не отказывались.

Украинский автогенный трест стал на нашу сторону и заказал в одной из школ ФЗУ Киева сразу сто сварочных головок предложенного институтом типа. В тресте справедливо считали, что самым лучшим испытанием будет проверка в цехах, на рабочих местах. Она обнаружит и сильные и слабые стороны механизма.

Правда, лишь одна партия головок была изготовлена по чертежам первоначальной модели. Это вполне естественно, – мы непрерывно работали над упрощением конструкции с тем, чтобы наладка и управленце были доступны сварщику средней квалификации. За первой моделью последовали вторая, затем и третья. Тем, кто ратовал за иностранные головки, мы могли теперь противопоставить убедительные результаты испытаний на Горьковском автомобильном заводе. Здесь имелось много заграничных головок различных систем, но когда провели сравнительные испытания, сварочная головка нашего института оказалась победительницей. А сварку тонкого металла она производила даже со скоростью ста метров в час! Модель эта получила признание как лучшая из всех головок, она укоренилась в практике и просуществовала вплоть до Великой Отечественной войны.

Созданием сварочных головок занимались в стране не мы одни, много и плодотворно работал над их конструированием и выпуском ленинградский завод «Электрик». Но это был завод, а не научный институт, завод электротехнический, и от него нельзя было требовать, чтобы он такое же внимание, как головкам, уделял сварочным станкам и технологии сварки.

От него нельзя было требовать, а от нас можно и должно было! И мы стремились все вопросы решать комплексно.

Теперь мы не могли больше довольствоваться двумя-тремя конструкторами в отделе механизации. Нам нужно было самостоятельное и сильное проектное бюро, способное на смелые искания, на собственные оригинальные решения. Без этого нечего было и мечтать о создании более совершенных станков, приспособлений и аппаратуры.

Долго мне не удавалось найти подходящего человека, которому по плечу пришлось бы руководство таким бюро. Наконец его возглавил Платон Иванович Севбо, инженер-механик с большим стажем, человек вдумчивый и серьезный. На него можно было положиться.

Вручая Севбо бразды правления, я прямо сказал ему:

– Будет трудно. Работы много, а опыта почти нет. Я придаю вашему бюро большое значение. От него будет зависеть, сумеем ли мы внедрить автосварку в производство. С нынешним штатом вам дела не вытянуть, расширяйте бюро, подыскивайте себе людей.

Трудностей Севбо не испугался, за дело взялся горячо, но советам моим вначале не внял и продолжал работать с тем же маленьким штатом.

Я упрекал его в этом, предупреждал, что бюро может легко стать узким местом института. Платон Иванович доказывал свое:

– Поймите, Евгений Оскарович, хороших конструкторов для наших целей взять негде. Никто не знает сварки.

. – Но ведь и вы ее сначала не знали! – возражал я. – Готовеньких людей для нашего бюро действительно нет, но они сами не упадут с неба. Приглашайте В институт молодых, только что окончивших механиков и инженеров и обучайте их на работе. Трудно это? Да. Но другого выхода нет.

Уломать Севбо оказалось нелегко, но когда он поверил в мою правоту, в конструкторском бюро стало появляться все больше талантливой молодежи. Сначала новички изрядно «плавали», сомневались в себе, но со временем пришли и знания и уверенность.

В работе отдела было немало неудач, ошибок, но много было и достижений. Первые наши станки для автосварки получились громоздкими и сложными в эксплуатации. Сколько труда мы потратили на то, чтобы придать им промышленный вид!

Но если поставить рядом колоссальный портальный сварочный станок с мощными колоннами, сложнейшим переплетением зубчаток, валов и маховиков и маленькую изящную самоходную сварочную головку и сказать, что эти «слон» и «моська» выполняют одни и те же функции, то сразу станет ясным, что время не было потрачено зря. 180 рабочих проектов станков для автосварки балок, колонн, цистерн, вагонов, котлов и прочего, а также оригинальной аппаратуры– это не так уж мало.

Головки… Станки… Аппаратура… Всего этого нет при ручной сварке. А вот какой должна быть электродная проволока? Должна ли она чем-либо отличаться при автоматической сварке? Мы попробовали вначале голую проволоку. Это сразу же вызвало массу неприятностей: дуга горела неустойчиво, механические свойства шва не могли удовлетворить ни нас, ни заводы. Мы ломали голову над тем, как избавиться от влияния магнитных полей, пробовали различные хитроумные приспособления, создающие компенсирующее магнитное поле, но, увы, все эти ухищрения себя не оправдывали.

Необходимо было радикальное решение вопроса. Мы стали искать покрытия для проволоки, которые сделали бы горение дуги более стабильным.

При ручной сварке для этой цели применяют меловую обмазку, для автоматов же, как показали наши многочисленные опыты, она не годилась. Мы поставили целый ряд экспериментов и вскоре смогли предложить три новых типа качественной обмазки и для производства такой толсто обмазанной электродной проволоки сконструировали специальные станки. Эти покрытия были уже куда более совершенными.

Теперь мы могли подвести некоторые итоги. Надежно работающая сварочная головка имеется, требования к химическому составу проволоки установлены, стабилизирующее покрытие для нее найдено, технология автосварки в основных чертах разработана и испытана, конструкторское бюро встало на ноги и успешно проектирует установки для сварки различных изделий. Мы могли считать, что задача создания автоматической сварки решена институтом воистину комплексно. Это было поставлено нам в заслугу приказом Народного комиссара тяжелой промышленности в мае 1936 года. Мне как директору института в этом приказе объявлялась благодарность. Наша работа отмечалась в лестных словах и на конференции по автоматической сварке, состоявшейся в Киеве в том же году. Наконец, и самое главное, наши сварочные установки появились и начали действовать на нескольких заводах.

Казалось бы, только радоваться да радоваться, и если не почивать на лаврах, то уж, во всяком случае, считать, что остается только совершенствовать и развивать найденное. Но на самом деле мы были еще далеки, очень далеки от цели… И вот в наши дела и планы властно вмешалась жизнь.