Approccio tedesco
Nella prima parte del materiale sulle tecnologie di saldatura durante la Grande Guerra Patriottica, è stato menzionato che uno dei principali risultati dei tecnologi e degli scienziati sovietici è stata l'introduzione dell'automazione della saldatura degli scafi e delle torri dei carri armati. Nella Germania nazista, la saldatura automatica non veniva utilizzata nelle fabbriche di carri armati. C'era una spiegazione molto importante per questo: durante il periodo principale della guerra, l'industria dei carri armati del Terzo Reich non ha sperimentato una carenza di manodopera altamente qualificata, compresi i saldatori. E in Unione Sovietica, durante l'evacuazione di grandi imprese a est, è stato perso personale prezioso per l'industria, il che ha messo a repentaglio non solo la qualità dell'assemblaggio dei serbatoi, ma anche la stessa possibilità di produzione. In Germania, è arrivato al punto che durante la saldatura degli scafi di "Pantere" e "Tigri" i singoli saldatori venivano assegnati a cuciture separate! L'ingegnere V. V. Ardentov ne scrive nel materiale "Esperienza tedesca nel taglio dell'armatura e nella saldatura degli scafi dei carri armati" nel "Bollettino dell'industria dei carri armati" nell'anno vittorioso 1945. Il suo lavoro si basava sullo studio di due fabbriche di scafi corazzati a Kirchmeser e nel Brandeburgo. Ovviamente, queste fabbriche potevano permettersi un tale lusso tecnologico sotto forma di saldatrici separate per cuciture separate fino agli ultimi mesi della guerra.
Prima di saldare gli scafi, venivano tagliate le armature, che fino al 1942 venivano eseguite meccanicamente. Per tagliare le armature per le connessioni spina nella spina, era molto più conveniente usare il taglio acetilene-ossigeno, che veniva utilizzato anche in situazioni simili nell'industria dei carri armati sovietici. Qui i tedeschi erano davanti ai nostri costruttori di carri armati sia nell'efficienza che nella qualità del taglio. Questo è in gran parte il risultato dell'uso di strumenti di alta qualità (macchine da taglio a gas Messer e Grisheim) con la capacità di mettere a punto lo spessore della corazza. Inoltre, i tedeschi usavano l'ossigeno di un alto grado di purificazione - oltre il 99%. Infine, nel corso del taglio dell'armatura, i tedeschi usarono diverse torce, anche per smussare. Il processo di taglio alla fiamma stesso è stato automatizzato: ciò ha permesso di accelerare il processo e renderlo molto più accurato.
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Come sapete, una delle caratteristiche distintive degli scafi dei carri armati tedeschi del 1942 era la connessione a punta delle piastre dell'armatura con una punta rettangolare o obliqua. Allo stesso tempo, i tedeschi non si limitavano a una semplice articolazione - inoltre, per forza, nelle articolazioni venivano introdotte chiavi o spine cilindriche. In particolare, questo era comune su carri armati medi "Panther", cannoni semoventi "Ferdinand", torri di pesanti "Tigri" e alcuni corpi di "Maus". Tali tasselli erano rotoli di acciaio fino a 80 mm di diametro inseriti nelle giunzioni delle lamiere da unire dopo essere state assemblate per la saldatura. Le spine sono state posizionate nel piano dei bordi della punta delle piastre dell'armatura: ne era necessaria una coppia per ogni giunto. Infatti, dopo l'installazione delle chiavi, la connessione a picchetto è diventata un pezzo unico anche prima della saldatura. In questo caso i tasselli sono stati montati a filo della superficie con l'armatura e saldati lungo il perimetro della base. La connessione a punta delle piastre di armatura degli scafi dei carri armati ha notevolmente migliorato la protezione balistica sia delle giunzioni di saldatura che dell'armatura. Innanzitutto, ciò è stato assicurato aumentando la lunghezza totale della saldatura, costituita da segmenti separati, che ha ridotto alquanto la propagazione delle cricche.
Uno dei problemi nella produzione degli scafi dei carri armati tedeschi era la fabbricazione di ritagli e fori (ad esempio, per le giunture dell'armatura sopra menzionate). Era impossibile tagliarli con il gas, quindi è stata utilizzata la perforazione. Inizialmente, per gli acciai dei gradi E-18 ed E-19, che hanno subito la procedura di indurimento superficiale, era generalmente impossibile trovare un trapano adatto, lo strato esterno dell'armatura si è rivelato così duro. Nel caso della perforazione di un foro prima della tempra, si è formata una tempra irregolare nell'area del foro, seguita da deformazione e fessurazione radiale. Sì, e c'erano crepe sui carri armati tedeschi, e considerevoli, e gli sforzi tedeschi per evitarle saranno discussi più avanti. In parte, il problema dell'indurimento irregolare dell'armatura nell'area dei fori è stato risolto da una speciale pasta refrattaria, che veniva utilizzata per coprire i fori prima di essere inviata al forno. Ma, ancora una volta, questo ha risolto solo parzialmente il problema. Fu solo alla fine del 1944 presso l'Istituto elettrotermico di Essen che questo problema fu risolto da una procedura di tempra locale sull'area indurita dell'armatura. L'unità, sviluppata dai tedeschi, è descritta nel suo articolo dal vincitore del Premio Stalin, candidato alle scienze tecniche A. A. Shmykov. Il materiale è stato pubblicato nell'edizione specializzata "Bollettino dell'industria dei carri armati", che era segreta per il suo tempo e a noi familiare, alla fine del 1945. Negli anni del dopoguerra, le pagine del Vestnik erano ricche di analisi dettagliate dei trucchi ingegneristici degli ingegneri tedeschi, poiché c'erano abbastanza attrezzature catturate.
Ma torniamo al rilascio locale dell'armatura dove sono stati praticati i fori. La base dell'unità era un elettrodo di grafite collegato al sito di perforazione, attraverso il quale passava una corrente elettrica di 220 ampere e una tensione di 380 volt. Di conseguenza, l'armatura è stata riscaldata alla temperatura di rinvenimento. A seconda dello spessore dell'armatura e del diametro del foro, ci sono voluti dai 7 ai 15 minuti. Dopo la procedura di tempra, la durezza dell'armatura è diminuita di 2-2,5 volte. È interessante notare che l'industria domestica (compresa l'industria dei serbatoi) utilizzava anche la tempra dell'acciaio mediante riscaldamento mediante corrente: il "know-how" dei tedeschi era solo nell'uso di un elettrodo di grafite.
Tedeschi ed elettrodi
I tedeschi usavano anche le vacanze quando saldavano i fogli della loro armatura ad alta durezza con un contenuto di carbonio nell'intervallo 0,40-0,48%. Questo divenne noto agli specialisti di TsNII-48 (Armored Institute) durante la guerra, quando gli ingegneri metallurgici stavano cercando ricette per ridurre le crepe nell'armatura T-34. Come si è scoperto, i tedeschi hanno rilasciato le piastre dell'armatura a temperature di 500-600 gradi (alta vacanza), quindi hanno saldato l'armatura preriscaldata a 150-200 gradi in diversi passaggi. I saldatori non usavano elettrodi con un diametro superiore a 5 mm - difficile da credere, dato lo spessore dell'armatura dei carri armati tedeschi. Gli elettrodi con un diametro di 4 mm hanno lavorato a una corrente di 120-140 ampere, con un diametro di 5-6 mm - 140-160 ampere. Questa tecnologia ha permesso di non surriscaldare l'area di saldatura. Ciò significa che è stata ottenuta una zona di tempra e rinvenimento più piccola. Inoltre, dopo la saldatura, la cucitura si è raffreddata molto lentamente - tutto ciò alla fine ha permesso ai tedeschi di affrontare più o meno con successo le crepe nei punti dei giunti saldati. Inoltre, sono stati utilizzati prevalentemente elettrodi austenitici, il che ha portato a un'elevata duttilità della saldatura e alla sua prolungata transizione a uno stato martensitico fragile. Gli ingegneri di TsNII-48 hanno studiato molto attentamente le caratteristiche del ciclo tecnologico di saldatura dell'armatura del serbatoio, che ha permesso di trasferire con successo queste tecniche al ciclo di produzione del T-34. Naturalmente, nessuno nell'industria dei serbatoi poteva permettersi un'applicazione multistrato così scrupolosa di giunture di saldatura su tutto lo scafo del serbatoio, il "know-how" tedesco è stato utilizzato solo nelle giunture più critiche soggette a rotture.
I tedeschi eseguirono la saldatura degli scafi dei carri armati in condizioni abbastanza confortevoli su enormi ribaltatori senza puntine preliminari (sebbene in alcuni casi passassero ancora attraverso un elettrodo da 5 mm lungo l'intera lunghezza del giunto). Il ribaltatore era una struttura su cui, come su uno spiedo, ruotava attorno all'asse longitudinale la carcassa di un carro armato tedesco. La trazione era manuale o elettrica. A causa dell'elevata precisione di taglio, gli spazi tra le parti del corpo assemblate sul rotatore non superavano (almeno nel periodo principale della guerra) 3-4 mm. In caso contrario, sono state utilizzate guarnizioni di processo in acciaio. Le lunghe cuciture sono state spezzate dai saldatori in diversi piccoli e saldate contemporaneamente in una direzione. Anche le cuciture di chiusura sono state saldate da due saldatori in modo sincrono l'uno verso l'altro. Ciò garantiva la minima sollecitazione di tempra dell'acciaio e la distribuzione più uniforme. Secondo una delle leggende, espressa da Alexander Volgin nel materiale "Frame for the German Menagerie", lo stipendio dei saldatori in alcune imprese del Terzo Reich era a cottimo - per la massa di metallo depositata sul serbatoio.
Non è necessario parlare di regole speciali per il controllo dei cordoni di saldatura nell'industria dei carri armati tedesca: non c'erano raggi X, nessun rilevamento di difetti magnetici, nessuna perforazione primitiva. E c'erano crepe nelle cuciture! Se erano lunghi fino a 100 mm, venivano rettificati e saldati e, se di più, venivano fusi con un arco elettrico e anche saldati. Hanno anche fatto lo stesso con le crepe rilevate visivamente nell'armatura principale. A proposito, nel tempo, i tedeschi sono riusciti a ridurre la percentuale di crepe nelle cuciture saldate dal 30-40% al 10-20% a causa di nuove composizioni di elettrodi. Utilizzata anche l'alternanza di passate nelle saldature multistrato con elettrodi austenitici e ferriti.
