Николай Славянов

Николай Гаврилович Славянов (23 апреля [5 мая] 1854, село Никольское, Воронежская губерния — 5 [17] октября 1897, Пермь) — русский инженер, изобретатель, один из создателей дуговой электрической сварки металлов. В 1888 году разработал и внедрил в промышленное производство способ дуговой сварки металлическим (плавящимся) электродом, известный как «способ Славянова». В отличие от предшественников, использовавших угольный электрод, Славянов предложил применять металлический электрод, который одновременно служил присадочным материалом и расплавлялся в процессе сварки, формируя сварной шов.

Биография

Ранние годы и образование

Николай Гаврилович Славянов родился 23 апреля (5 мая) 1854 года в селе Никольское Задонского уезда Воронежской губернии (ныне Липецкая область) в семье потомственных дворян. Его отец, Гавриил Иванович Славянов, был офицером, участником Крымской войны. Мать, Елизавета Николаевна, происходила из обедневшего дворянского рода.

В 1866 году поступил в Воронежскую гимназию, которую окончил с серебряной медалью в 1872 году. В том же году поступил в Горный институт в Санкт-Петербурге (ныне Санкт-Петербургский горный университет). Окончил институт в 1877 году со званием горного инженера.

Профессиональная деятельность

После окончания института Славянов был направлен на Воткинский казённый железоделательный завод (ныне Удмуртия), где работал помощником механика. В 1881 году переведён на Пермские пушечные заводы (ныне Мотовилихинские заводы, Пермь), где проработал до конца жизни. На этих заводах он занимался проектированием и модернизацией металлургического оборудования, внедрением новых технологий.

С 1883 года — старший механик, с 1885 года — главный механик Пермских пушечных заводов. В 1888 году, будучи главным механиком, Славянов начал эксперименты с электрической дуговой сваркой.

Изобретение дуговой сварки металлическим электродом

Предпосылки и суть изобретения

К концу 1880-х годов существовала дуговая сварка угольным электродом, изобретённая русским инженером Николаем Бенардосом (патент 1885 года). Однако этот метод имел существенные недостатки: угольный электрод не плавился, а лишь нагревал и расплавлял основной металл, а присадочный материал (пруток) подавался отдельно. Это делало процесс нестабильным, а шов — пористым и непрочным.

Славянов предложил принципиально иной подход: использовать в качестве электрода металлический стержень, который при прохождении электрического тока плавился и сам становился присадочным материалом. Это позволило:

• Упростить процесс сварки (не требовалось отдельной подачи присадки).
• Повысить стабильность дуги.
• Улучшить качество сварного шва (он становился более плотным и однородным).
• Сваривать детали любой толщины.

Первая демонстрация и патент

В 1888 году Славянов провёл первую публичную демонстрацию своей технологии на Пермских пушечных заводах. Он сварил коленчатый вал паровой машины, который до этого считался неремонтопригодным. В 1890 году он получил привилегию (патент) на «Способ электрической отливки металлов» (так он назвал свой метод). В 1891 году на IV Всероссийской электротехнической выставке в Санкт-Петербурге Славянов продемонстрировал сварку различных деталей, в том числе сварку чугунной и стальной заготовок, что считалось невозможным.

«Электрическая отливка» и флюс

Славянов не только разработал электрод, но и впервые применил флюс (покрытие) для защиты расплавленного металла от окисления. Он использовал смесь из буры, поташа и других компонентов, которая наносилась на электрод или в зону сварки. Это позволило получать швы, не уступающие по прочности основному металлу. Сам процесс он называл «электрической отливкой металлов», подчёркивая, что сварка — это форма литья, где металл плавится и застывает в форме шва.

Другие изобретения и вклад в промышленность

Электрическая сварка чугуна

Славянов первым в мире разработал и применил технологию дуговой сварки чугуна. Чугун — хрупкий материал, склонный к растрескиванию при нагреве. Славянов решил эту проблему, используя специальные электроды из чугуна с добавками кремния и марганца, а также предварительный подогрев деталей. Это позволило ремонтировать чугунные детали машин, которые ранее выбраковывались.

Автоматический регулятор дуги

Для стабильной работы сварочной дуги Славянов создал автоматический регулятор длины дуги. Это устройство поддерживало постоянное расстояние между электродом и деталью, что было критически важно для качества сварки. Регулятор работал на основе электромагнитного принципа.

Сварочный генератор

Славянов спроектировал и построил специальный сварочный генератор постоянного тока, который обеспечивал необходимые для сварки параметры тока и напряжения. Генератор был компактным и надёжным, что позволило использовать сварку не только в лаборатории, но и в цехах.

Применение на заводах

Под руководством Славянова на Пермских пушечных заводах была внедрена сварка для ремонта и изготовления деталей паровых машин, насосов, прокатных станов, пушек. Он также разработал технологию сварки броневых плит для кораблей. Заводы получили возможность экономить на замене дорогостоящих деталей, восстанавливая их сваркой.

Признание и наследие

При жизни

В 1891 году за изобретение «электрической отливки» Славянов был удостоен золотой медали на IV Всероссийской электротехнической выставке. В 1892 году его работа была отмечена на Всемирной электротехнической выставке в Париже. В 1893 году он был избран членом-корреспондентом Русского технического общества.

Смерть и память

Николай Гаврилович Славянов скончался 5 (17) октября 1897 года в Перми от болезни сердца. Похоронен на Архиерейском кладбище Перми (ныне территория завода им. Дзержинского). В 1954 году его прах перенесён на Егошихинское кладбище.

В 1948 году в Перми был открыт памятник изобретателю. В 1954 году, к 100-летию со дня рождения, его имя присвоено Пермскому заводу «Мотовилихинские заводы» (ныне — ПАО «Мотовилихинские заводы»). В 1970 году на здании заводоуправления установлена мемориальная доска.

В 1988 году, к 100-летию изобретения, в Перми был открыт Дом-музей Н. Г. Славянова (филиал Пермского краеведческого музея). В музее представлены подлинные образцы сварочного оборудования, изобретения Славянова, документы.

Влияние на развитие сварки

Изобретение Славянова стало основой для современной дуговой сварки плавящимся электродом. Метод получил название «сварка по Славянову» (или «сварка металлическим электродом»). В отличие от метода Бенардоса (угольный электрод), который использовался в основном для резки и сварки тонких листов, метод Славянова позволил сваривать толстостенные конструкции и стал основой промышленной сварки.

В начале XX века метод Славянова был усовершенствован шведским инженером Оскаром Кьельбергом (патент 1904 года), который предложил использовать электроды с толстым покрытием (обмазкой). Однако именно Славянов первым применил флюс и металлический электрод.

Интересные факты

• Славянов был не только изобретателем, но и талантливым инженером-механиком. Он спроектировал несколько типов паровых машин, насосов, прокатных станов.
• Он активно занимался популяризацией науки: читал лекции, писал статьи, участвовал в выставках.
• В 1893 году Славянов демонстрировал сварку на Всемирной выставке в Чикаго, где его работа получила высокую оценку.
• Славянов первым в мире сварил чугунную деталь, что до него считалось невозможным из-за хрупкости чугуна.
• В 1894 году он опубликовал книгу «Электрическая отливка металлов», в которой подробно описал свою технологию.
• В честь Славянова назван кратер на обратной стороне Луны (кратер Славянов, диаметр 25 км, координаты 48° с. ш., 110° в. д.).
• В 1954 году, к 100-летию изобретателя, была выпущена почтовая марка СССР.

Критика и споры

В истории изобретения дуговой сварки существует спор о приоритете между Николаем Бенардосом и Николаем Славяновым. Бенардос получил патент на дуговую сварку угольным электродом в 1885 году, Славянов — в 1890 году на сварку металлическим электродом. Оба изобретения были независимыми и дополняли друг друга. В советское время приоритет Славянова часто подчёркивался, так как его метод оказался более перспективным для промышленности. В современной историографии признаётся, что оба изобретателя внесли равный вклад в развитие сварки, но Славянов первым создал практически применимый промышленный метод сварки плавящимся электродом.

Источники

• Славянов Н. Г. Электрическая отливка металлов. — Пермь, 1894.
• Бенардос Н. Н. О сварке металлов электрической дугой. — СПб., 1885.
• Хренов К. К. Электрическая сварка дугой. — М.: Машгиз, 1952.
• Смирнов В. А. Николай Гаврилович Славянов. — М.: Наука, 1964.
• Троицкий В. А. Сварка: история, теория, практика. — М.: Металлургия, 1981.
• Материалы Пермского краеведческого музея (Дом-музей Н. Г. Славянова).