С легирующими примесями есть еще одна беда — они выгорают, то есть соединяются с кислородом, как результат — в металле шва образуются тугоплавкие оксиды, снижающие прочность. То есть при сварке легированных сталей возникала задача допустить к месту сварки как можно меньше кислорода. С этим мы боролись несколькими способами. Края будущего шва тщательно зачищались, чтобы в них было как можно меньше ржавчины — этим занимались "подмастерья". Также применяли электроды с толстой обмазкой, чтобы максимально затруднить доступ воздуха — при разложении обмазки под действием высокой температуры такие электроды дадут больше газов, да и сами электроды выделывали из бронестали, чтобы они хоть как-то компенсировали расход легирующих добавок. Сварка в среде углекислого газа не подойдет — он сам содержит кислород и под высокой температурой разлагается, а образующийся при этом углерод науглероживает сталь шва и ее свойства меняются не в лучшую сторону — сталь становится тверже, но и более хрупкой, что для танка плохо. Не подойдет и водород — он насыщает металл шва и также делает его хрупким из-за газовых пузырей. А инертные газы типа аргона нам недоступны, так что только защита обмазками и легирование электродов.
И проблемы из-за примесей на этом не заканчиваются. Примеси повышают устойчивость аустенита, в результате чего он начинает распадаться не при высоких, а уже при небольших — градусов двести — температурах, когда окружающий металл уже застыл и малоподвижен. И если скорость охлаждения невелика, он будет превращаться в перлит или сорбит, которые имеют ту же плотность, поэтому напряжений не возникнет. А вот если скорость остывания будет большой, он превратится в мартенсит, плотность которого больше — то есть в теле металла появятся как бы полости — мартенсит вожмется в себя и вокруг появятся пустоты, а следовательно — напряжения, которые уже практически не будут компенсированы пластичностью металла — при таких температурах она уже довольно низкая. Тут уж поможет только предварительный прогрев свариваемого участка, подбор флюса, чтобы он обеспечивал защиту от быстрого остывания, да и помещения, где выполняется сварка, должны быть без сквозняков.
К счастью, ремонт паровозов требовал и сварочных работ по чугуну — а это ведь тоже сплав с повышенным содержанием углерода — тут и повышенная жидкотекучесть, когда металл слишком быстро растекается по поверхности металла и мешает отходу газов — шов получается пористый; и отбеливание при слишком большой скорости охлаждения, когда углерод не успевает выделиться в виде графита и образуется карбид железа. Так что тут были специалисты, знакомые с особенностями сварки высокоуглеродистых сталей, поэтому мы сложили знания механиков из танковых частей с оборудованием и знаниями железнодорожников.
Так-то, поначалу у нас было всего трое сварщиков, которые могли работать с бронесталями по полной программе — заделывать большие пробоины, переваривать борта, хотя людей, работавших с бронесталями вообще — было больше — человек двадцать, как правило — из ремонтных подразделений танковых частей. Но там они в основном либо подваривали обвес, либо заделывали небольшие пробоины — вырежут бензорезом заготовку, обточат ее на токарном станке, вставят в отверстие в броне — и обваривают — даже если шов получится не слишком качественным, то для таких небольших участков это несущественно — второе попадание в это же место маловероятно, в крайнем случае — пробка просто отвалится из-за близкого попадания. К тому же они больше работали с высокотвердыми сталями, которые использовались в качестве брони на легких танках и должны были противостоять сравнительно легким пулям. На средних же и тяжелых танках сталь была помягче и, соответственно, более упругая, чтобы могла выдержать удар снарядами и не расколоться. Так что мы сразу же начали набор людей на обучение — прежде всего тех, кто уже ранее работал сварщиками в танковых частях, но не брезговали и теми, кто с бронесталями еще не работал. Для тренировки им даже придумали тренажер — держалку электродов, закрепленную в нитях — ее надо было вести вдоль поверхности, шкив, на который были намотаны нити, создавал нужное сопротивление движению, заодно измеряя скорость прохода, а электромагнитный щуп на держалке замерял расстояние до поверхности — так сварщики и учились вести агрегат с нужной скоростью и на нужном уровне — набивали руку, приобретали вколоченную в мышцы моторику движений — это ведь один из главных навыков хорошего сварщика.
Правда, если поначалу мы предполагали, что все эти люди будут заниматься ремонтом техники, то постепенно усилия все больше смещались в сторону переделки танков в самоходки. Окончательно это направление стало самым важным после нашего выхода на большие просторы, когда в нашем распоряжении оказались тысячи корпусов, так что можно было выбрать относительно целые и их и развивать, оставив сложные случаи на потом или на никогда. Нет, в августе мы попытались поремонтировать и корпуса с сильной деформацией, когда нарушались взаимные расположения установочных поверхностей и отверстий под агрегаты. Причем выбрали еще несильно пострадавший танк, у которого были небольшие нарушения корпуса, и на нем попытались что-то сделать — сошлифовать или наплавить установочные поверхности агрегатов, так, чтобы оси агрегатов были максимально параллельны, а оси ведущих колес проходили наружу через подшипники. Но промучались недолго и бросили это дело — хватало более пригодных для ремонта танков, и устанавливать двигатели и передачи еще и на такие покореженные — слишком трудоемко — надо очень точно соблюсти все эти параллельности на больших расстояниях, то есть требуются измерения и обработка очень высокой точности — иначе агрегаты будут работать под углом, пусть и небольшим, но и он даст повышенный износ, причем самый противный — на конус или кособокость — из-за несимметричности осей и, соответственно, несимметричности в передаче нагрузок через зубчатые передачи и валы. Так что до середины сентября мы разгребали самое простое, и только потом снова подступились к таким тяжелым ремонтам и созданию для них сборочных и измерительных приспособлений, приспособлений для обработки, а к октябрю наши уже подумывали о специализированных станках, которые позволят соблюсти параллельность при обработке далеко разнесенных поверхностей — тут все дело в жесткости, которую будет необходимо обеспечить на больших — два-три метра — расстояниях, причем станок надо будет как-то устанавливать в корпус ... или корпус кантовать, чтобы подвести установочные поверхности под инструмент ... еще будем думать.
В общем, объем сварных швов рос, хотя и не такими темпами, как нам бы хотелось. Тут все зависело от характера работ. Скажем, если заделать сквозную пробоину от бронебойного снаряда — тут могло работать более сотни человек, причем на броне любых танков. Там и дел-то — вырезать заготовку, обработать ее на токарном станке под размеры пробоины, разделать края самой пробоины — сбить окалину да очистить от грязи — и знай себе проваривай — пробоины были небольшими, так что если даже сварка будет некачественной, это не сильно повлияет на снарядостойкость танка.
Другое дело с заделкой разрушенных броневых листов или наваркой дополнительной брони. Заделка листов, особенно у средних, а тем более тяжелых танков — сложный процесс.
Разрушенный участок надо вырезать — и сам пролом, и вогнутый вокруг него металл, и участки, по которым пошли трещины. А если танк горел — надо еще посмотреть что там с твердостью стали — не выгорел ли углерод — для этого сошлифовывали верхний слой и затем проверяли твердость. Вырезали, как правило, бензорезом, причем надо было постараться не закалить излишне и не обезуглеродить остающиеся слои — то есть выполнять резку максимально быстро и не допускать быстрого охлаждения.
Края разлома после этого становятся неровными, да еще быстро покрываются ржавчиной — а кислород, напомню, враг хорошего шва. Поэтому края надо разделать — стесать их любым способом, чтобы они имели сравнительно ровные участки, да еще с обратной конусностью — с внутренней стороны танка разделка меньше, снаружи — больше, чтобы можно было добраться электродом до самого дна. Ну или со встречной конусностью, если броня толстая — например, на КВ, да и на Т-34 — на них V-образный шов получится слишком большого объема — упаришься его потом заваривать, лучше сделать его в проекции похожим на К или Х, а не на V. Мы делали эти работы с помощью переносных фрезерных станков — три штуки нашлись в местных депо.
Одновременно, или затем, если форма проема сразу непонятна — вырезать заготовку, которую будем вваривать, ее края также обработать — тут уже можно на стационарном фрезерном или строгальном станке — главное, чтобы они позволили закрепить такие большие заготовки, как вариант — сделать несколько заготовок, но тут уже потребуется больше швов, чтобы их потом сварить — а это и увеличение трудоемкости, и снижение стойкости брони.
Затем вставить заготовку в пробоину, прихватить ее, чтобы не вывалилась, и постепенно заполнять V— или X— или К-образное пустое пространство между корпусом и заготовкой. При этом для Х-образного сечения шва площадь сечения, скажем, для стали толщиной сорок пять миллиметров — то есть броня танка Т-34 — составит почти восемьсот квадратных миллиметров и на один погонный метр шва надо будет наплавить шесть килограммов металла. И если сваривать, скажем, электродами диаметром пять миллиметров, потребуется десять-двенадцать проходов, то есть дофига — "рука бойцов колоть устанет". А электродами диаметров шесть, семь, ну пусть даже восемь миллиметров — шесть-восемь проходов. Для КВ все эти параметры составляли десятки — что килограммов, что проходов. Вот и сидел мастер, и водил электродом по швам туда-обратно, днями и ночами. А я все подумывал — почему тут не используется автоматическая сварка — вроде бы про нее уже тут знали и применяли.
Еще в 1927 году изобретатель Д.С. Дульчевский, работавший в Одесских железнодорожных мастерских, разработал свой первый автомат для сварки под флюсом. Да и в Америке автоматическую сварку применяли уже в тридцатых годах — там сваривали трубы. Как и при ручной сварке, при автоматической надо каким-то образом подавать в зону сварки электрод и флюс. Механизм со сменными электродами по аналогии с ручной сваркой, как я понял, был слишком сложным, поэтому все работали с проволокой — она непрерывно подавалась к месту сварки. И тут проблемой становилась подача флюса. Ведь обмазать им всю проволоку нельзя — через проволоку должен подаваться электрический ток, а флюс неэлектропроводен, то есть ток пришлось бы подавать через всю бухту проволоки и, так как она имеет высокое сопротивление, то основная энергия уходила бы на ее нагрев. То есть контакты должны передавать ток на проволоку недалеко от места сварки — на расстояниях в несколько сантиметров. Был тут сделан вариант крестовой проволоки — контакты скользили по выступам, а флюс был намазан во впадинах. Тоже вариант, но в основном работали все-таки с обычной круглой голой проволокой, а флюс либо заранее намазывали на будущий шов, либо подсыпали в процессе сварки — эту технологию применял еще в 19м веке Славянов — изобретатель сварки железными электродами. В конце тридцатых и Патон наконец-то приходит к этому же решению — в июле сорокового года в его институте сварки сварили шов металла толщиной тринадцать миллиметров со скоростью 32 метра в час — в несколько раз быстрее ручной сварки. Вот и нам бы так же ... Правда, у Патона сваривали обычные стали, а не танковые, да и флюс надо будет подбирать — он отличается от флюса для ручной сварки, даже если сваривается одна и та же сталь — подробности мне пытались нарыть наши "библиотекари", а пока мы попробовали флюсы АН-1, созданный в сороковом, и ОСЦ-45, созданный в начале сорок первого — результаты были пока так себе, да и сам автомат был как бы полуавтоматом — мы пока еще не сделали автоматическое регулирование и процессом управлял сварщик.
Ну да ладно — там между делом ковырялось четыре человека, авось что-то да получится — пока мы не могли выделить больше людей на эти исследования, может — в октябре, когда поставим в строй хотя бы пятьсот танков и самоходок — можно будет и поактивнее заняться исследованиями. Там ведь еще потребуется и передвигать аппарат вдоль шва — то есть сделать какие-то направляющие, рельсы ... да и шов желательно сориентировать горизонтально, а то сейчас большинство швов — на наклонных, а то и вертикальных поверхностях — на бортах, лобовом листе, башне, а это дополнительная сложность сварки из-за наличия расплавленного металла, который сила тяжести пытается пролить через нижнюю кромку, поэтому сварщику надо следить и не допускать, чтобы его скапливалось настолько много, чтобы он смог преодолеть силу натяжения расплава ... а если шов будет горизонтально, то и выливаться металлу будет некуда ... только тогда потребуется как-то кантовать многотонные махины ... в общем — надо думать.
А пока мы могли сваривать только три погонных метра в сутки — это одна, ну, две пробоины максимум. Вот с более тонкими бронелистами было уже полегче — там и металла требуется меньше — всего полтора килограмма на погонный метр при толщине два сантиметра, и проходов — всего три-четыре штуки, причем тонкими — четыре, пять миллиметров — электродами. Тут уже могли варить менее опытные сварщики, так как не требовалось следить за тепловыми процессами на большой глубине — глубины как таковой тут, в отличие от брони сорок-восемьдесят миллиметров, и не было. Поэтому на сварке тонкой брони работало уже два десятка сварщиков, выдавая на гора полсотни метров швов, правда, в основном шли работы не по ремонту, а по установке дополнительной брони — для САУ, так как легкобронированные танки мы в основном переделывали в самоходки — уж очень была уязвима легковесовая категория на современном поле боя.
ГЛАВА 6.
Имелся тут опыт работы и не только с толстостенными сталями, но и с пружинными — как пружинами, так и рессорами — ведь рельсовый путь, каким бы он ни был стальным, все-равно имеет неровности — тут и подвижки грунта и подушки, на которой покоятся рельсы, и сдвиг рельсов вправо-влево, если балласт — как называли засыпку между шпалами — не удерживает мощных качаний составов, и рельсовые стыки, и даже износ рельсов — все это необходимо компенсировать, чтобы неровности не раздолбали паровоз и вагоны раньше времени. Так что подвижной состав — что паровозы, что вагоны — имел пружинную или рессорную подвески, которые надо было постоянно ремонтировать — мало того что ослаблялись крепления рессорных пакетов, та еще и сами рессорные листы постепенно получали остаточную деформацию и уже не могли работать эффективно, а то и просто трескались.
И ремонт деталей из пружинной стали тоже имел свои особенности. В ремонте рессор самое главное — термическая обработка — сначала отжечь с последующим медленным остыванием, чтобы снять упругость, потом выправить, и затем снова вернуть упругость — закалить, отпустить в соляной ванне, то есть ванне, где находится расплав соли при температуре примерно 450 градусов. Причем печи тут были уже не обычными, как раньше, где температуру измеряли чуть ли не на глазок, а с пирометрами и даже самописцами, которые позволяли отследить, как проходил процесс нагрева — при нарушенном режиме термообработки ставить листы в пакеты бывает просто опасно — могут лопнуть в самый неподходящий момент.
