niemieckie podejście
W pierwszej części materiału o technologiach spawalniczych podczas Wielkiej Wojny Ojczyźnianej wspomniano, że jednym z głównych osiągnięć radzieckich technologów i naukowców było wprowadzenie automatyzacji spawania kadłubów i wież czołgów. W nazistowskich Niemczech spawanie automatyczne nie było stosowane w fabrykach czołgów. Było na to jedno bardzo ważne wytłumaczenie - w głównym okresie wojny w przemyśle czołgowym III Rzeszy nie brakowało wysoko wykwalifikowanej siły roboczej, w tym spawaczy. A w Związku Radzieckim podczas ewakuacji dużych przedsiębiorstw na wschód tracili cenny dla przemysłu personel, co zagrażało nie tylko jakości montażu czołgów, ale nawet samej możliwości produkcji. W Niemczech doszło do tego, że przy spawaniu kadłubów „Panter” i „Tygrysów” poszczególnym spawaczom przydzielano oddzielne szwy! Inżynier V. V. Ardentov pisze o tym w materiale „Niemieckie doświadczenia w cięciu pancerzy i spawaniu kadłubów czołgów” w „Biuletynie przemysłu czołgów” w zwycięskim 1945 roku. Jego praca opierała się na badaniach dwóch fabryk kadłubów pancernych w Kirchmeser i Brandenburgii. Oczywiście fabryki te mogły sobie pozwolić na taki technologiczny luksus w postaci oddzielnych zgrzewarek do osobnych szwów aż do ostatnich miesięcy wojny.
Przed spawaniem kadłubów nacinano płyty pancerne, co do 1942 r. wykonywano mechanicznie. Do wycinania płyt pancernych do połączeń „cierń w cierń” znacznie wygodniej było stosować cięcie acetylenowo-tlenowe, które było również stosowane w podobnych sytuacjach w radzieckim przemyśle czołgów. Tutaj Niemcy wyprzedzili naszych konstruktorów czołgów zarówno pod względem wydajności, jak i jakości cięcia. Wynika to w dużej mierze z zastosowania wysokiej jakości narzędzi (przecinarki gazowe Messer i Grisheim) z możliwością precyzyjnego dostrojenia grubości płyty pancernej. Również Niemcy używali tlenu o wysokim stopniu oczyszczenia - ponad 99%. Ostatecznie w trakcie cięcia pancerza Niemcy użyli kilku pochodni, w tym do fazowania. Sam proces cięcia płomieniowego został zautomatyzowany – pozwoliło to przyspieszyć proces i uczynić go znacznie dokładniejszym.
[środek]
[/środek]
Jak wiadomo, jedną z cech wyróżniających kadłuby niemieckich czołgów z 1942 roku było połączenie kolców płyt pancernych z prostokątnym lub ukośnym kolcem. W tym samym czasie Niemcy nie ograniczali się do prostej artykulacji - dodatkowo dla siły w stawach wprowadzono cylindryczne klucze lub zatyczki. W szczególności było to powszechne w czołgach średnich „Panther”, działach samobieżnych „Ferdinand”, wieżach ciężkich „Tygrysów” i kilku korpusach „Maus”. Takimi zaślepkami były stalowe rolki o średnicy do 80 mm wkładane w złącza łączonych arkuszy po zmontowaniu do spawania. Zaślepki umieszczono w płaszczyźnie krawędzi szpiców płyt pancernych – do każdego złącza potrzebna była ich para. W rzeczywistości po zamontowaniu kluczy połączenie kolce stało się jednoczęściowe jeszcze przed spawaniem. W tym przypadku kołki montowano równo z powierzchnią pancerza i przyspawano po obwodzie podstawy. Kolczaste połączenie płyt pancernych kadłubów czołgów znacznie poprawiło ochronę balistyczną zarówno szwów spawalniczych, jak i pancerza. Zapewniono to przede wszystkim poprzez zwiększenie całkowitej długości spoiny, składającej się z oddzielnych segmentów, co nieco ograniczyło propagację pęknięć.
Jednym z problemów w produkcji kadłubów niemieckich czołgów było wytwarzanie wycięć i otworów (np. na wspomniane wyżej złącza pancerne). Nie dało się ich ciąć gazem, więc stosowano wiercenie. Początkowo dla stali w gatunkach E-18 i E-19, które poddano procesowi hartowania powierzchniowego, generalnie nie można było znaleźć odpowiedniego wiertła, zewnętrzna warstwa pancerza okazała się tak twarda. W przypadku wiercenia otworu przed hartowaniem powstało nierównomierne hartowanie w obszarze otworu, a następnie odkształcenie i pękanie promieniowe. Tak, a na niemieckich czołgach były pęknięcia, i to spore, a niemieckie starania o ich uniknięcie zostaną omówione później. Częściowo problem nierównomiernego utwardzania pancerza w rejonie otworów rozwiązano specjalną pastą ogniotrwałą, którą zakrywano otwory przed wysłaniem do pieca. Ale znowu to tylko częściowo rozwiązało problem. Dopiero pod koniec 1944 roku w Instytucie Elektrotermii w Essen problem ten został rozwiązany przez lokalną procedurę odpuszczania na utwardzonym obszarze pancerza. Opracowaną przez Niemców jednostkę opisuje w swoim artykule laureat Nagrody Stalina, kandydat nauk technicznych A. A. Szmykow. Materiał został opublikowany w tajnym na owe czasy i znanym nam specjalistycznym wydaniu „Biuletynu Przemysłu Pancernego” pod koniec 1945 roku. W latach powojennych strony Vestnika były bogate w szczegółową analizę sztuczek inżynierskich niemieckich inżynierów, ponieważ przechwyconego sprzętu było wystarczająco dużo.
Ale wracając do lokalnego uwolnienia zbroi, w której wywiercono otwory. Podstawą jednostki była elektroda grafitowa podłączona do miejsca wiercenia, przez którą przepływał prąd elektryczny o natężeniu 220 amperów i napięciu 380 woltów. W efekcie pancerz został podgrzany do temperatury odpuszczania. W zależności od grubości pancerza i średnicy otworu trwało to od 7 do 15 minut. Po odpuszczaniu twardość pancerza spadła 2-2,5 razy. Warto zauważyć, że przemysł krajowy (w tym czołgowy) również stosował odpuszczanie stali przez nagrzewanie prądem – „know-how” Niemców polegało tylko na stosowaniu elektrody grafitowej.
Niemcy i elektrody
Niemcy korzystali także z urlopu przy spawaniu blach swojego pancerza o wysokiej twardości o zawartości węgla w zakresie 0,40-0,48%. Specjaliści z TsNII-48 (Instytutu Pancernego) dowiedzieli się o tym w czasie wojny, kiedy inżynierowie metalurgiczni szukali receptur na zmniejszenie pękania pancerza T-34. Jak się okazało, Niemcy wypuścili płyty pancerne w temperaturach 500-600 stopni (wysoki urlop), a następnie spawali pancerz podgrzany do 150-200 stopni w kilku przejściach. Spawacze nie używali elektrod o średnicy większej niż 5 mm - trudno w to uwierzyć, biorąc pod uwagę grubość pancerza niemieckich czołgów. Elektrody o średnicy 4 mm pracowały przy prądzie 120-140 amperów, o średnicy 5-6 mm - 140-160 amperów. Technologia ta pozwoliła nie przegrzać obszaru spawania. Oznacza to, że uzyskano mniejszą strefę hartowania i odpuszczania. Ponadto po spawaniu szew stygł bardzo powoli - wszystko to ostatecznie pozwoliło Niemcom mniej lub bardziej skutecznie radzić sobie z pęknięciami w miejscach połączeń spawanych. Ponadto w przeważającej mierze stosowano elektrody austenityczne, co prowadziło do wysokiej ciągliwości spoiny i jej przedłużonego przejścia w stan kruchego martenzytu. Inżynierowie TsNII-48 bardzo dokładnie przestudiowali cechy cyklu technologicznego spawania pancerzy czołgów, co pozwoliło z powodzeniem przenieść te techniki do cyklu produkcyjnego T-34. Oczywiście nikt w branży czołgów nie mógł sobie pozwolić na tak żmudne, wielowarstwowe nakładanie spawów w całym kadłubie czołgu, niemieckie „know-how” zostało użyte tylko w najbardziej krytycznych, podatnych na pękanie szwach.
Niemcy wykonywali spawanie kadłubów czołgów w dość komfortowych warunkach na ogromnych planszach bez wstępnego sczepiania (choć w niektórych przypadkach i tak przechodzili przez 5-mm elektrodę na całej długości złącza). Tilter był konstrukcją, na której, jak na rożnie, wokół osi podłużnej obracał się korpus niemieckiego czołgu. Napęd był ręczny lub elektryczny. Ze względu na dużą dokładność cięcia szczeliny między częściami korpusu montowanymi na rotatorze nie przekraczały (przynajmniej w głównym okresie wojny) 3-4 mm. W przeciwnym razie zastosowano stalowe uszczelki procesowe. Długie szwy były łamane przez spawaczy na kilka małych i spawane jednocześnie w jednym kierunku. Spawy zamykające zostały również zgrzane przez dwóch spawaczy synchronicznie względem siebie. Zapewniło to minimalne naprężenia hartownicze stali i najbardziej równomierny rozkład. Według jednej z legend, wyrażonej przez Aleksandra Volgina w materiale „Ramka dla niemieckiej menażerii”, wynagrodzenie spawaczy w niektórych przedsiębiorstwach III Rzeszy było akordowe - za masę metalu osadzonego na zbiorniku.
Nie ma potrzeby mówić o żadnych specjalnych zasadach kontroli szwów spawalniczych w niemieckim przemyśle czołgowym - nie było promieni rentgenowskich, defektoskopii magnetycznej ani prymitywnego wiercenia. I były pęknięcia w szwach! Jeśli miały długość do 100 mm, to były szlifowane i spawane, a jeśli większe, to były topione łukiem elektrycznym i również spawane. Zrobili to samo z wizualnie wykrytymi pęknięciami w głównym pancerzu. Nawiasem mówiąc, z czasem Niemcom udało się zmniejszyć udział pęknięć w spawanych szwach z 30-40% do 10-20% dzięki nowym składom elektrod. Zastosowano również naprzemienne przejścia w spoinach wielowarstwowych z elektrodami austenitycznymi i ferrytowymi.
