Самые знаменитые изобретатели России

Николай Бенардос также впервые применил электромагнит для закрепления сварных изделий в желаемом положении (электромагниты для указанных целей широко используются в современной сварочной технике) и разработал магнитное управление дугой.

Чтобы предотвратить во время сварки отбрасывание дуги в сторону и сделать её устойчивой, Бенардос создал магнитное поле вокруг дуги, использовав в качестве электромагнита несколько витков проводника, по которому подаётся ток к электроду. Этот метод магнитного управления сварочной дугой впоследствии был использован американцами.

Стремясь увеличить площадь нагрева и создать защитную среду в зоне сварки, Бенардос применил сварку в струе газа.

«Работа дугой совместно с газами, — писал он, — служит для увеличения поля нагрева и раскаления поверхностей обрабатываемых металлов».

Но этот метод Бенардоса нашёл применение лишь спустя почти полвека и был необоснованно назван американцами «способом Александера». В настоящее время сварка в струе различных газов — аргона, азота — применяется во многих отраслях техники.

Стремясь автоматизировать процесс, Бенардос впервые разработал несколько систем автоматических устройств для сварки как металлическим, так и угольным электродами. Эти устройства

явились прототипами современных сварочных автоматов. Одно из них было приспособлено для сварки продольных швов металлическим электродом.

В этой конструкции металлический электрод неподвижен, и по мере его плавления подвигается поддерживающая конец электрода тележка с прикреплённым к ней автоматическим регулятором тока и длины дуги.

Особое устройство предназначалось для сварки продольных швов листов, труб и цилиндров большого диаметра. На этом станке швы свариваются угольной дугой, которая регулируется автоматически. Обрабатываемое изделие неподвижно, а устройство, в котором закреплён электрод, движется вдоль шва вперёд и назад, а затем идут прокатные валки для прокатки шва.

Приёмы, которыми пользовался Бенардос при работе металлическим электродом, и устройства, разработанные им для этой цели, свидетельствуют о том, что идеи, заложенные изобретателем электрической дуговой сварки, сохранили своё значение до наших дней

На IV Электрической выставке в 1892 г., устроенной Русским техническим обществом в Петербурге, Николай Бенардос демонстрировал целый ряд изделий и принадлежностей для электрической сварки.

В представленном на выставке описании «электрогефеста» Бенардос сообщает, что работы по его методу могут производиться вручную и машинами или станками со встроенным регулятором, автоматически поддерживающим длину дуги.

«В некоторых случаях, — писал он, — дуга направляется в желаемую сторону посредством электромагнита или струи газов, служащих вместе с тем для увеличения поля нагрева вольтовой дуги и раскаления поверхностей обрабатываемых металлов. Вольтова друга возбуждается различным образом: 1) между обрабатываемым металлом и углем; 2) между двумя металлами и 3) между двумя углями.

Для возбуждения вольтовой дуги употребляются в большинстве случаев прямые токи и в некоторых случаях переменные. Источником электрического тока служат: динамо-машины, аккумуляторы и первичные батареи».

Кроме дуговой электросварки, на той же выставке Бенардос представил пять чертежей устройств для контактной электросварки. Разработанные им клещи для точечной контактной электросварки по своему виду не очень отличаются от современных точечных клещей, применяемых при сварке.

К 1889 г. различные дельцы, практически захватившие в свои руки выдающееся русское изобретение, лишили Бенардоса возможности продолжать работу над развитием созданной им дуговой электрической сварки.

Однако Бенардос не мог не изобретать! Он разработал способ покрытия железных судов медью; чертежи соответствующего прибора были также представлены им на IV Электрической выставке в 1892 г. в Петербурге.

Кроме того, в этот период он создал гребные винты, в том числе поворотный, стальную броню для судов, аккумуляторы с пластинами из губчатого свинца, электрическую шлюпку, плуг, «электроудобритель», в котором впервые был применён электрический ток для обработки почвы, и многое другое.

Им также были составлены проекты и написаны брошюры: проект парохода, переходящего мели (1890 г.); проект снабжения города Петербурга дешёвым электрическим током для освещения и движения (1892 г.).

В первой брошюре приводится описание парохода (построенного и давно заброшенного) с особыми колёсами-катками, на которых пароход мог бы, выходя из воды на берег, обходить неудобные для судоходства места по особо проложенным рельсовым путям. Таким образом, не требовалось бы устройства шлюзов и т. п. (Идея избежать устройства шлюзов впоследствии воплотилась в виде подъёмно-транспортных сооружений, при помощи которых суда поднимались и перевозились по рельсовым путям из одного бьефа реки в другой.)

Вторая брошюра содержала проект гидроэлектрической станции на Неве у Ивановских порогов и линии электропередачи в Петербург. Бенардос предлагал «взять у Невы десяток-другой тысяч сил для добычи тут же электрического тока и переслать его в С.-Петербург».

Но любимым его детищем была и всегда оставалась электрическая сварка, к которой его мысль возвращалась неоднократно. Так, в 1891 г. им был разработан «способ ваграночного электропаяния, электроотливки и электронаслоения металлов».

Сущность этого способа заключается в том, что для нагрева используется тепло, выделяемое при прохождении электрического тока непосредственно через металл, предназначенный для отливки. Для этой цели Бенардос создал конструкции вагранок, представляющие, по его описанию, с внутренней стороны воронку, в нижней части которой вставлялся цилиндр с коническим отверстием из огнеупорного вещества (шамот, магнезит и т. п.). Металл засыпался в вагранку в измельчённом виде с прибавлением соответствующего флюса.

«В некоторых случаях, — писал Бенардос, — обрабатываемые части должны быть нагреваемы в горне сварочной печи или при помощи газового пламени». Кроме того, устраивались вагранки с приспособлением для совместного нагревания газовым пламенем. Для уплотнения налитого металла им применялась проковка или прокатка.

Такую вагранку Бенардос применял для изготовления изобретённых им труб из металлических лент, свариваемых по спирали. Вагранки небольших размеров употреблялись им как ручные паяльники при паянии швов легкоплавкими припоями.

Последним по времени изобретением в области электросварки Бенардоса, запатентованным им в 1896 г., является «гидроэлектроплавка и накаливание металлов».

Сущность этого способа заключается в том, что одним из электродов является струя жидкого водного раствора. Нагрев обрабатываемого изделия, если струя направлена непосредственно на изделие, производится теплом, выделяемым при прохождении тока через струю и металл изделия в месте их контакта, или теплом от электрического разряда, если струя направлена параллельно обрабатываемому изделию. В качестве раствора им употреблялась подкислённая вода, растворы солей, щелочей.

Кроме того, писал Бенардос, «жидкость может иметь нерастворимые примеси в порошкообразном состоянии, как, например, пульверизированные металл, а также углероды, уголь, графит и т. п.».

«У паяльников для паяния шва припоем, — пишет в своей заявке Бенардос, — наконечники снабжаются отдельной трубкой, в которую засыпается припой или вставляются стержни того металла, которым должно производиться паяние, а также засыпаются и флюсы».

Подобные паяльники явились прототипами современных устройств для металлизации.

На уже упоминавшейся IV Электрической выставке Русского технического общества Бенардос вдруг узнал, что у него появился конкурент и соперник — тоже изобретатель сваривания металлов — горный уральский инженер Николай Гаврилович Славянов. И что самое поразительное, у Славянова тоже, как и у Бенардоса, существует патент на изобретение «электрической отливки металлов».