Славяновский стакан
«Славяновский стакан» — образец сварки из восьми чёрных и цветных металлов, считавшихся на тот момент несоединимыми: бронзы, никеля, стали, меди, чугуна, колокольной бронзы, томпака и нейзильбера. Представляет собой гранёный металлический цилиндр (за форму прозванный стаканом) весом 5 330 граммов и высотой 210 миллиметров. Был выполнен в двух экземплярах.
Изготовлен Славяновым Николаем Гавриловичем в 1893 году методом дуговой электросварки металлическим электродом. Разрабатывая этот способ, Славянов столкнулся с чрезвычайно сложной для того времени проблемой устойчивости дуги и её питания электрическим способом. К тому времени дуговая электросварка металлов была уже изобретена в 1886 году другим русским инженером — Николаем Николаевичем Бенардосом, — разработавшим способ дуговой электросварки угольным электродом и добившимся практических результатов в её применении. Славянов решил проблему заменой угольного электрода плавящимся металлическим.
В 1891 году Славянов получил патенты на способ «электрической отливки металлов», в том числе в США, однако американские специалисты выражали сомнения в пригодности способа Славянова для сварки цветных металлов. «Спаять цветные металлы с черными вообще нельзя», — писали они. В ответ Славянов с помощниками и изготовили два «стакана».[1]
За это произведение инженерной мысли на всемирной электротехнической выставке в 1893 году в Чикаго он получил золотую медаль с формулировкой «За произведённую техническую революцию».
К настоящему дню сохранился уникальный «славяновский стакан», на дне которого выгравировано: «Экспонатъ на Всемирную электротехническую выставку в г. Чикаго (Америка). Изготовленъ Н. Г. Славяновым. Завод Мотовилиха. 1893 годъ». Он находится в мемориальном Доме-музее Н. Г. Славянова в Перми[2]. Второй стакан, изготовленный для демонстрации на IV Электрической выставке в Петербурге (1892 г.), хранится в Музее истории и техники Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого.
Реплики
В 2017 году стакан был воспроизведен в Перми командой сварщиков из Западно-Уральского аттестационного центра (ЗУАЦ)[3].
Однако многие металлы, вошедшие в Славяновский стакан, сейчас вышли из употребления и приобрести их непросто. Современная колокольная бронза имеет другой состав, а томпак и нейзильбер используются в изготовлении монет, ювелирных изделий, боеприпасов и предложение на рынке ограничено. Поэтому было решено изготавливать реплику с применением других материалов
Состав изготовленной копии (сверху вниз):
- Алюминий — Al-Si
- Латунь — Л63
- Сталь — 03Х18Н11
- Медь — М1
- Никель — панч 11
- Бронза — БрКМу3-1
- Сталь — 09Г2С
- Нержавеющая сталь — 12Х18Н10Т
- Медь — М1
Реплика вручена президенту НАКС (Национального агентства контроля сварки) Николаю Алешину на юбилейном съезде СРО НАКС. В настоящее время она находится в дирекции НАКС (г. Москва)
В 2020 году команда лаборатории сварки судоремонтного завода "ИСРЗ" (г. Черноморск, Одесская обл., Украина) повторила знаменитый «Стакан Славянова», продемонстрировав соединение разных металлов и сплавов электродуговой сваркой. Соединить сваркой такие разнородные материалы непросто - большая теплопроводность меди и сплавов на медной основе, разная температура плавления металлов создают большие сложности при сварке. Специалисты лаборатории сварки смогли выполнить наплавку слой за слоем. Использована дуговая сварка: ручная, механизированная в среде защитных газов и аргонодуговая.
Сварочные материалы были подобраны исходя из состава оригинала "стакана", а также современные марки.
Состав реплики "Стакана Славянова" 2020 (сверху вниз):
- Бронза алюминиевая (Cu 6100 CuAl7)
- Медь + Никель (30%)
- Медь + Серебро (1%) (Cu 1897 CuAg1)
- Сталь (Св 08Г2С)
- Никель (E С Ni-Cl 1)
- Медь (М1)
- Высоколегированная сталь (ER316L Si)
- Бронза оловянистая (Cu 5410 CuSn12P)
Реплика «Стакана Славянова» изготовлена в память об изобретателе электродуговой сварки плавящимся электродом, выдающемся инженере своего времени Славянове, Николае Гавриловиче.
В 2021 г., по предложению Правительства Воронежской области в рамках популяризации достижений известных уроженцев региона, одним из которых является Славянов Н.Г., и к 80-летию со дня основания предприятия, Акционерным обществом Конструкторское бюро химавтоматики (АО КБХА) изготовлены две реплики «Стакана Славянова».
После анализа примененных в оригинале материалов и последовательности их соединения между собой, выполнен подбор аналогичных исходным по составу или внешнему виду материалов:
| Слой | Материал |
| 1 | Св-БрНЦр |
| 2 | Св-12Х21Н5Т |
| 3 | Св-БрКМц-3 |
| 4 | Чугун СЧ20 |
| 5 | Св-07Х16Н6-Ш |
| 6 | Св-06Х15Н60М15 |
| 7 | Св-03Х12Н9М2С-ВИ |
| 8 | Св-БрХЦрТ |
Специалистами АО КБХА разработана технология выполнения работ, повторяющая технологию изготовления исходного прототипа с применением имеющегося на предприятии современного специализированного автоматического наплавочного оборудования применяемого при изготовлении продукции для ракетно-космической и нефтегазодобывающей отрасли.
В результате послойной кольцевой наплавки всех выбранных материалов на подобранных режимах с поперечными колебаниями амплитудой, обеспечивающей получение валика шириной ~ 20 мм, получена заготовка, впоследствии механически обработанная по внутреннему и наружному диаметру, а также ограненная согласно разработанной, в результате сопоставления имеющихся описаний и известной массы, 3D-модели.
В соответствии с оригиналом, на механически обработанных заготовках выгравированы исходные названия материалов, а на основание нанесена памятная надпись.
Изготовленные в течение трех недель реплики, переданы в Министерство промышленности и транспорта Воронежской области (представлена на VIII Международной выставке изобретении и инноваций им. Н.Г. Славянова в 2023 г.) и Департамент культуры Воронежской области (представлена в 2021 г. министру обороны РФ в рамках VII Межведомственной научно-практической конференции «Система межведомственного информационного взаимодействия при решении задач в области обороны Российской Федерации», после чего установлена в экспозиции Воронежской областной администрации). В создании реплики «Стакана Славянова» участие принимали следующие сотрудники АО КБХА: С.С. Юхневич, Е.В. Паничев, Е.П. Орлов, Д.Ю. Щербаков, М.Р. Головченко, И.А. Дёминова, Л.П. Шуваева, А.В. Здоровцов, Е.Е. Рогожевский, А.Н. Синичкин, Г.В. Тимошенко; В.С. Аксёнов; А.А. Попов, В.В. Максимов; В.К. Поздняков, В.К. Нестеренко, В.В. Тельных, А.Т. Болотов, Ю.И. Новиков, В.И. Колесник, а также доктор технических наук, профессор, заведующий кафедры технологии сварочного производства и диагностики ВГТУ В.Ф. Селиванов.
Примечания
4. Три года за три недели. Создание реплики "Стакана Славянова" в АО КБХА / С. С. Юхневич, Е. В. Паничев, Л. П. Шуваева, А. С. Черных // Сварочное производство. – 2023. – № 6. – С. 27-32. – EDN CFWTEN.
5. Сотрудники ВЦРД изготовили «Стакан Славянова» kbkha.ru
6. КБХА удостоено медалей выставки имени Н.Г. Славянова newgaztech.ru
7. Изобретения и инновации КБХА обрели признание voronezh.tpprf.ru