Самые знаменитые изобретатели России - Сергей Истомин

На этих крупнейших предприятиях России делали стальные пушки, паровые машины и всевозможные детали к ним. Изготовлялись на заводах и артиллерийские снаряды, которые особенно заинтересовали Славянова: русские снаряды, стоившие немалых денег, не могли пробить броню вражеских судов.

Славянов увлёкся электротехникой и начал самостоятельно её изучать. (В годы его учёбы в Горном институте электротехники как предмета ещё просто не существовало.)

По просьбе Славянова в Мотовилиху приехал строитель первых в России мартеновских печей А. А. Износков. Вместе они создавали новые снаряды. Результат испытательных стрельб, проводившихся на полигоне в Мотовилихе, убедил всех: по прочности снаряды не уступали снарядам Круппа.

Также Славянов разработал проект устройства электрической станции, сам сделал чертежи и расчёты и сам руководил строительными работами. Его познания в области прикладной электротехники были уже настолько обширны, что он самостоятельно конструировал различные электрические аппараты и машины.

Начав с простейших электрических аппаратов, Славянов вскоре начал конструировать электрические генераторы и дуговые лампы с регуляторами для освещения заводских зданий.

Однако более всего Славянова интересовал совершенно новый тогда способ использования электрического тока — для целей промышленного нагрева.

По предписанию Горного департамента Славянов был командирован в Бельгию и Германию, чтобы познакомиться с работами общества Кокериль и Круппа.

Вернувшись из-за границы, Славянов понял, что без использования электричества промышленность развиваться уже не может. Построенная им электростанция и стала той технической базой, на которой он сделал своё главное изобретение жизни — «электрическую отливку металлов».

В 1891 г. Николай Славянов получил привилегии на «Способ и аппараты для электрической отливки металлов» и на «Способ электрического уплотнения металлических отливок».

В 1892 г. Николай Славянов представил множество деталей, сваренных с помощью «электрической отливки» на IV Электрическую выставку Русского технического общества, проходившую в Петербурге.

Посетители с удивлением смотрели на образцы сварки разнородных металлов, Славянов собственноручно заваривал трещины и сплавлял металлические предметы. Однако публика не могла взять в толк, почему сразу два изобретателя — стенды Бенардоса и Славянова располагались друг против друга — выставляют одну и ту же работу, каждый под собственным именем.

Славянов всем охотно объяснял свой способ: «электрическая отливка металлов» заключается в наливании расплавленного электрическим током металла на поверхность металлической вещи.

Этот способ отличался от способа Бенардоса тем, что одним или обоими электродами служат стержни из самого материала, предназначенного для отливки, а также совокупностью употребляемых при этом способе регуляторов.

Один полюс электрической машины Славянов соединял с формовкой, другой с зажимом автоматического регулятора, через который ток проходил в расплавляемый стержень, а затем через вольтову дугу — в формовку. В этом процессе был применён «ванный» метод — так Славянов называл образование глубокого «колодца» из расплавленного основного и электродного металла, появлявшегося под воздействием электрической дуги.

Непрерывное расплавление электрода позволяло получить плотный, чистый металл, не загрязнённый окислами и металлическими включениями.

Для этой цели поверхность металлических стержней, которые применял Славянов для электродов, предварительно очищалась от загрязнений. Но когда стало ясно, что, несмотря на меры предосторожности, переносимый в дуге электродный металл вступает в реакцию с атмосферным воздухом, «обогащая» ванну окислами, изобретатель предложил «спрятать» зеркало металлической ванны под защитным слоем шлаков.

Ещё одной важной особенностью «электрической отливки» было автоматическое регулирование длины дуги.

К описаниям изобретений Славянова прилагались образцы и фотографии. Славянов подчёркивал, что в наливании расплавляемого электрическим током металла на желаемую часть поверхности металлической вещи эта часть, более или менее расплавляясь, соединяется (сливается) с наливаемым металлом.

Металл обрабатываемой вещи и отливаемый металл могут быть одинаковыми и различными. Отливаемым металлом служит металлический стержень, который вместе с тем составляет один из электродов электрической дуги. Дуга поддерживается автоматически с помощью специального регулятора.

«Источником электричества может служить динамо-машина, без посредства аккумуляторов, но в таком случае она должна иметь несгораемый якорь и развивать силу тока не менее 200 ампер при напряжении не менее 50 вольт. Можно применить машину и более слабую или неподходящей конструкции, но тогда необходима батарея аккумуляторов».

Далее он перечисляет некоторые работы, в которых может быть применено его изобретение: это и заливка пустот и трещин в металлических вещах, сливание друг с другом двух предметов или двух частей одной сломанной вещи, приливание отломанных частей, например зубцов у зубчатых колёс, и пр.

«Можно ещё при помощи электрической отливки исправлять изношенные (стёртые) поверхности машинных частей наливанием на них металла. Можно вообще, — пишет он, — наливать слой металла на металлический предмет для какой бы то ни было цели, например для уменьшения коэффициента трения наливать слой бронзы на трущуюся поверхность или же для уменьшения способности изнашиваться наливать слой твёрдого или более прочного металла и проч.»

На выставке экспонировался особый сплав «электрит» для трущихся частей, отличающийся большою твёрдостью и малым коэффициентом трения. Из новых изделий, изготовленных посредством способа электрической отливки, представлена была труба из красной меди, выдержавшая испытание давлением в 50 атмосфер.

В «электрической отливке» Славянов достиг совершенства. Сохранившиеся до наших дней его образцы сварки и наплавки разнородных металлов, как, например, наплавка бронзы на сталь, по своему исполнению не уступают современным образцам.

По описанию, приведённому в привилегии № 87, выданной Славянову 25 августа 1891 г. в Петербурге, этот способ «характеризуется, существенно, тем, что одним или обоими электродами служат при этом способе стержни из самого материала, предназначенного к отливке или для заливки раковин и проч., а также совокупностью устройств, употребляемых при сём способе регуляторов. Материалом отливки по предлагаемому способу может служить всякий металл или сплав, который должен быть заготовлен в форме более или менее длинных стержней (железо или сталь — сортовая, катаная или кованая, а чугун и сплавы меди — литые) разной толщины, в зависимости от силы употребляемого тока и от величины отливаемой вещи. Эти стержни представляют один из электродов автоматически регулируемой вольтовой дуги, действием которой они быстро расплавляются...

Во время отливки один полюс электрической машины должен быть соединён с формовкою, а другой — с зажимом автоматического регулятора, через который ток проходит в расплавляемый металлический стержень и далее через вольтову дугу — в формовку».

В качестве материалов для формовки изобретатель рекомендует для чугуна и сплавов меди прессованный кокс, а для железа и стали сцементированный кварцевый песок.

Для автоматического регулирования длины дуги употреблялся специально сконструированный им регулятор. Зажигание дуги и подача электрода после значительного его обгорания производились вручную.

«Предлагаемым способом, — говорится в привилегии, — можно отливать небольшие вещи, а также соединять два металлических предмета, то есть заливать промежуток между ними жидким металлом; но наиболее важное применение этого способа заключается в исправлении негодных отливок и отковок, а именно: в заливке раковин в чугунных и медных вещах, волосовин, песочин и проч. — в стальных, непроварок — в железных, и в приливке к имеющейся вещи небольших недостающих её частей... Отлитый металл получается чистый, плотный и мягкий, если заливка произведена в формовку, установленную на заливаемом месте...»

Из описания привилегии видно, что Славянов не случайно назвал своё изобретение способом электрической отливки. Он считал, что главное отличие его заключается не в соединении металлов в шов посредством нагрева электрической дугой, а в заливке жидким металлом, полученным при нагреве дугой с металлическим электродом, «ванны», приготовленной путём соответствующей формовки места соединения или изделия.

Славянов производил сварку под шлакообразующими покрытиями, изолирующими металл от воздействия воздуха и участвующими в металлургическом процессе.