Михаил Шателен - Русские электротехники
2) Время, потребное для исправления с помощью электрической отливки негодной вещи, несравненно меньше времени, необходимого для приготовления новой, что часто имеет очень большое значение, как, например, при поломке действующих заводских, пароходных и других машин, при забраковании вещи, которая должна быть приготовлена к известному истекающему сроку, и проч.».
Очевидно, Славянову приходилось выслушивать часто мнения о дороговизне предлагаемой им электрической отливки, поэтому он заканчивает свою брошюру словами:
«На основании этого (опыта) можно сказать, что электрическое освещение, установленное попутно с электрической отливкой (причем одна и та же машина может ночью освещать, а днем отливать), по меньшей мере будет стоить заводу очень дешево, а в некоторых случаях не только совсем окупится, но, сверх того, доставит чистую прибыль».
Последняя фраза ясно характеризует масштаб производства даже самых крупных металлургических, особенно уральских, заводов того времени. Славянов приводит даже некоторые цифры для Пермского пушечного завода (в Мотовилихе): в течение января и февраля содержание электрического цеха завода, включая электрическое освещение (700 ламп накаливания), обошлось за два месяца около 1700 руб., тогда как применение на заводе электрической отливки дало экономию в 1780 руб. 48 коп.
Будучи начальником большого Пушечного завода, Славянов имел возможность производить крупные опыты и, кроме того, применять свой способ в достаточно крупных масштабах для самых разнообразных целей. Расположение завода на крупной судоходной артерии (р. Каме) обуславливало часто характер работ Славянова: ему приходилось применять свою «электрическую отливку» для ремонта пароходных машин, валов и т. д. Сохранились чертежи и описания многих из первых работ Славянова. Все материалы показывают, что уже сам Славянов выполнял многие из тех работ, которые десятилетиями позже стали выполняться за границей.
На приведенных фигурах показаны некоторые характерные работы, выполненные Славяновым. На фиг. 46 приведены результаты ремонта поршневого штока от паровой пилы: прилит отломленный конец штока и облита бронзой поверхность ползуна. На фиг. 47 изображена исправленная станина от большой ножницы прокатной фабрики (весом около 2,5 т), к которой прилита отломленная подошва (длина излома около 1 м).
На фиг. 48— отремонтированная крышка от золотниковой коробки 3-тонного молотка. На фиг. 49 представлена рама от пароходной машины, отремонтированная самим Славяновым, фотография которой подарена им Ленинградскому политехническому институту. У отремонтированной рамы стоит Славянов.
Эти примеры показывают, что Славянов применял свое изобретение для достаточно крупных и разнообразных работ, вполне сравнимых с работами, для которых иностранные фирмы стали применять электрическую отливку многими годами позже.
Надо отметить, что Славянов предложил применять нагрев вольтовой дугой и для другой специальной цели, именно для уплотнения крупных металлических отливок, в частности, стальных, применяемых для изготовления артиллерийских орудий. Как известно, при отливке больших стальных болванок в массе металла образуются песочины и шлаковины, т. е. небольшие пустоты, наполненные шлаками и посторонними землистыми веществами, а также пузыри и раковины, т. е. пустоты, наполненные газами. Их присутствие понижает качество отливки и в некоторых случаях делает отливку непригодной для цели, для которой она предназначалась. Для улучшения качества отливки, а также для уменьшения усадочной воронки применяются разные и химические и механические (прессование) способы. Все они или не достигали полностью своей цели, или являлись сложными и дорогими.
Славянов после ряда опытов предложил электрический способ уплотнения отливок, состоящий в том, что отлитый в форму металл раньше, чем он начнет застывать и пока он еще совершенно жидок, подогревают в верхней его части при помощи вольтовой дуги и тем не дают этой части металла застыть раньше других частей. Таким образом, металл застывает постепенно снизу вверх и все газы, выделяющиеся из массы металла, свободно выходят сквозь жидкую верхнюю поверхность. Вследствие этого в массе металла при застывании не образуется пустот, и отливка получается весьма плотной. При уплотнении отливок дугой отрицательным электродом служит угольный стержень, вставляемый в плавильник, положительным — поверхность отливки.
Свой способ уплотнения отливок Славянов предложил еще в 1890 г., но развил и усовершенствовал его в 1894 и 1895 гг., когда на заводе потребовалось уплотнять очень массивные стальные отливки. По своему способу Славянов уплотнил стальные отливки весом 10–12 т. Уплотнение таких отливок продолжалось около. 5 час. Дуга питалась током около 800 а при напряжении около 75 в. По данным, сообщенным изобретателем на Общем собрании Русского технического общества 15 апреля 1895 г., электрическое уплотнение значительно понижает стоимость крупных стальных отливок. Так, пуд (16 кг) неуплотненной мартеновской стали обходится на 15 коп. дороже уплотненной, пуд же неуплотненной тигельной стали на 1 руб. 27 коп. дороже уплотненной, при цене неуплотненной стали мартеновской 1 руб. 24,5 коп., а тигельной 5 руб. 77 коп. за пуд.
На фиг. 50 изображены разрезы уплотненных и неуплотненных стальных болванов, изготовленных Славяновым на Пермском заводе (подлинная фотография принадлежит Ленинградскому политехническому институту).
Славянов придавал очень большое практическое значение возможности прочно сливать два разнородных металла и наливать один металл на другой. Работе над этим вопросом он посвятил много времени.
В Электротехническом музее Ленинградского политехнического института сохранилась коллекция из 36 образцов, состоящих каждый из двух разнородных металлов, налитых электрическим путем один на другой, изготовленная самим Славяновым. Это — образцы, в которых налиты сталь на железо, чугун на железо, никель на железо, латунь на железо, железо на медь и т. п. Для изучения прочности соединения из каждого образца, имеющего форму цилиндра, отрезана по вертикальной плоскости половина, из которой и изготовлен образец для испытания на разрыв. Все испытания дали положительный результат: ни один образец не разорвался по месту соединения.
На фиг. 51 изображен стакан, изготовленный Славяновым путем наливки 6 металлов один на другой (латунь, медь, сталь, бронза, сталь-медь, колокольная бронза), хранящийся также в Электротехническом музее Политехнического института.
Вопрос о качествах сварочного шва и металлов при электрической сварке и отливке подвергался широкому обсуждению и изучению после IV электрической выставки в Петербурге в 1892 г. На выставке демонстрировали свои изобретения оба наши изобретателя и Бенардос и Славянов. Экспертной комиссией, организованной Русским техническим обществом, оба способа были подвергнуты тщательному изучению. В целом ряде специальных лабораторий был произведен ряд металлографических, механических (на растяжение и раздробление) и химических исследований как металлов, служивших для изготовления образцов для испытаний, так и полученных из них образцов электрической сварки, электрической отливки и электрического наплавления одного металла на другой. Испытывались как специально изготовленные образцы, так и образцы изделий, полученных при практическом применении электросварки. В частности, был испытан ряд образцов, доставленных службой подвижного состава и тяги Орловско-Витебской ж. д. и Пермским пушечным заводом. Испытания дали, в общем, весьма удовлетворительные результаты. На основании этих результатов, а также сведений, собранных специальной комиссией Министерства путей сообщения, электрическая сварка (по способам Бенардоса и Славянова) была, наконец, официально разрешена для применения при ремонте подвижного состава железных дорог и механического оборудования депо и мастерских. Это было первое официальное признание электрической сварки в России. Последовательно она стала допускаться иногда официально, а иногда просто терпелась, для разных других производств, в частности, для ремонта судовых механизмов. Постепенно сварка начала внедряться и в сооружение и ремонт железных конструкций, сначала не ответственных, но затем была допущена даже для работ по усилению мостов и т. п.
По существу способы электрической сварки, предложенные Бенардосом и Славяновым, были весьма близки друг к другу и преследовали почти одни и те же цели.
Об этом можно заключить хотя бы из сравнения перечня целей, перечислявшихся Н. Г. Славяновым (см. выше), с предложениями Бенардоса применять «электрогефест» для заливания пустот в металлических вещах, например раковин в отливках, пробитых отверстий, заливание трещин, приливание отломанных частей, сварку листового материала, например для металлических бочек, цистерн и других сосудов и т. д., т. е. почти для тех же целей, для которых предлагал свою электрическую отливку и Славянов. Интересно отметить, что тот и другой изобретатель мечтали применить свои способы сварки для ремонта «Царь-колокола» в Кремле.