Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ЦЕНТР ДОСЛІДЖЕНЬ НАУКОВО-ТЕХНІЧНОГО ПОТЕНЦІАЛУ І ІСТОРІЇ НАУКИ ІМ. Г.М.ДОБРОВА

СТАНОВЛЕННЯ ТА РОЗВИТОК ЗВАРЮВАЛЬНОГО ВИРОБНИЦТВА В УКРАЇНІ У СВІТОВОМУ КОНТЕКСТІ

Спеціальність 07.00.07 - історія науки і техніки

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора історичних наук

Корнієнко Олександр Миколайович

Київ 2009

Анотація

Корнієнко О.М. Становлення та розвиток зварювального виробництва в Україні у світовому контексті (70-ті роки ХІХ ст. - 50-ті роки ХХ ст.) - Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня доктора історичних наук за спеціальністю 07.00.07 - Історія науки і техніки. - Центр досліджень науково-технічного потенціалу та історії науки ім. Г.М. Доброва НАН України, Київ, 2009

З останніх десятиріч ХІХ століття зварювальне виробництво починає відігравати помітну роль у науково-технічному прогресі. На протязі другої половини ХХ ст. зварювання стає провідною технологією виготовлення більшості металоконструкцій, машин, приладів. Деякі аспекти розвитку зварювання першої половини XX ст. актуальні в наш час, тут можна знайти відповіді на окремі питання сучасного розвитку багатьох галузей техніки. Для дослідження історії технологій автором розроблена методика, яка базується на аналізі окремих суттєвих ознак. Встановлено, що основними критеріями періодизації історії розвитку техніки зварювання є частка зварювання в сумі технологій отримання нероз'ємного з'єднання і концентрація потужності джерела енергії у зоні з'єднання. Перші способи зварювання зароджувалися в первісні часи і здійснювалися із застосуванням нагріву біопаливом і біомеханічної енергії. Нові високоефективні види зварювання і споріднених технологій почали виникати наприкінці ХІХ ст. на засадах відкриттів фундаментальних наук, досягнень нових галузей техніки і практичного досвіду, а імпульси розвитку надавалися виробничими потребами, що обумовлені зокрема такими історичними подіями як: індустріалізація, гонка озброєння, комплексна автоматизація виробництва, поява нових галузей техніки.

Встановлені і введені в науковий обіг дати і обставини започаткування нових видів зварювання і напрямків наукових досліджень; визначена роль провідних вітчизняних і іноземних учених і винахідників. Затверджена першість вітчизняного інженера М.М. Бенардоса у винайденні дугового зварювання.

В СРСР з 1930-х років впровадження зварювання у виробництво виконувалися відповідно з урядовими завданнями. Уряди закордонних країн також звертали увагу на зварювання при необхідності вирішення важливих виробничих задач. У роки другої світової війни за допомогою зварювання було прискорено виробництво зброї, знайдені способи зварювання броньових сталей. Наприкінці 1940-х - в 1950-х роках посилилися наукові дослідження процесів зварювання, створено нові зварювальні матеріали, удосконалено обладнання. Доведено, що Інститут електрозварювання ІЕЗ стає в цій галузі провідною установою в СРСР і однією з провідних установ в світі. Є.О. Патоном було сформовано авторитетну наукову школу. В швидкому відновленні промисловості України з 1945 - 1950-х роках значна роль належала зварюванню. В цей період зварювання стає розвинутою комплексною наукоємною технологією.

Ключові слова: історія техніки, зварювальне виробництво, науково-технічний прогрес, індустріалізація, виробнича технологія, період розвитку техніки, стадія автоматизації технології, історико-ретроспективний аналіз, пріоритет винаходу, науково-дослідний інститут, Україна.

Аннотация

Корниенко А. Н. Становление и развитие сварки в Украине в мировом контексте (70-е годы ХІХ века - 50-е годы ХХ века). - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора исторических наук по специальности 07.00.07 - История науки и техники. - Центр исследования научно-технического потенциала и истории науки и техники им. Г.М. Доброва НАН Украины, Киев, 2009

Диссертация посвящена исследованию генезиса и истории развития сварочного производства в период замены клёпаных соединений металлических конструкций на прогрессивные сварные конструкции.

Для исследования истории промышленных технологий автором разработана методика, которая базируется на анализе отдельных существенных признаков, принятых за единицы научно-технических достижений. Введено понятие уровня изобретения, на основе которого с учётом истории развития элементов изобретения устанавливаются приоритеты. Разработанная методика исторических исследований позволяет определить место изобретения в истории развития технологии, оценить вклад изобретателей. При исторических исследованиях учитывалось состояние науки в данной и сопредельных областях; состояние; наличие технических и экономических условий; потребность в новой технологии; заинтересованность ученого или изобретателя, его возможности и условия работы, и др.

Возникновение сварки, как ремесленной производственной технологии соединения, относится к началу освоения человеком металлов с использованием биомеханической энергии (удара) и нагрева пламенем. В последней четверти ХІХ века на основе открытий фундаментальных наук (физики, химии), достижений новых отраслей техники (металлургии, электротехники, металловедения и др.) и практического опыта были созданы сварочные процессы с использованием электрической энергии, тепловой энергии пламени и термитной реакции. Установлены и введены в научный оборот даты и обстоятельства создания новых видов сварки, точные даты жизни и деятельности отечественных и иностранных ученых и изобретателей в области сварки. Доказано то, что первый способ электродуговой сварки создан отечественным изобретателем Н.Н. Бенардосом в 1881 году, технология сварки плавящимся электродом была изобретена и внедрена российским инженером Н.Г. Славяновым в 1888 г. В 1880-х годах в США Э.Томсон разработал первый способ стыковой, а Н.Н. Бенардос - точечной контактной сварки. Преимущественно трудами французских учёных и изобретателей была доведена до промышленного применения газо-кислородная сварка и резка. Стальной электрод с покрытием создал в 1904г О. Кьельберг. Изобретение И. Ленгмюром атомно-водородной сварки решило на первом этапе проблему изготовления конструкций из нержавеющих сталей.

В начале ХХ века сварка применялась преимущественно для ремонта. В 1920-х - в начале 1930-х лет сварка начинает использоваться как самостоятельная производственная технология. В 1930-х годах практически одновременно во всех промышленно-развитых странах происходит усовершенствование металлических конструкций и адаптация их под технологии изготовления с помощью сварки, что приводило к снижению затрат металла и трудоёмкости производства.

В СССР с 1930-х годов начала складываться система ведомственных и отраслевых научно-исследовательских институтов, и проектно-конструкторских бюро, работавшими по директивным постановлениям, что обеспечивало концентрацию усилий на выполнении задач индустриализации страны. В ряде зарубежных стран интенсификации развития сварочного производства так же способствовали специальные постановления правительства. Импульсы развитию сварки придавали такие исторические события, как индустриализация, гонка вооружений, комплексная механизация массового производства, появление новых видов техники и др. В соответствии с возможностью управления количеством энергии определены стадии развития автоматизации сварки.

Вклад ИЭС им. Е.О. Патона в развитие сварочного производства рассмотрен в мировом контексте научно-технического прогресса. Доказано, что в течение 1940-х годов институт становится в этой области техники одной из ведущих организаций в мире. В годы Второй мировой войны с помощью сварки было ускорено производство вооружений. Сотрудниками ИЭС под руководством Е.О. Патона разработана технология автоматической сварки под флюсом корпусов танков, авиабомб и др. Открытие явления саморегулирования дуги (В.И. Дятлов), позволило упростить сварочное оборудование (П.И. Севбо, Б.Е. Патон). В производство стрелкового оружия и артиллерийских систем внесли вклад преподаватели МВТУ им. Н.Э. Баумана (Г.А. Николаев и др.); в производство и ремонт самолётов - МАТИ, НИАТ и др. Для ремонта мостов и портовых сооружений применялась подводная сварка (К.К. Хренов), восстановление железных дорог - контактная сварка (ЦНИИТмаш). Сварщики Ленинграда ремонтировали боевую технику. В быстром возрождении промышленности страны в послевоенный период значительная роль принадлежит сварке. В частности, в ИЭС им. Е.О. Патона на основе автоматической сварки под флюсом были разработаны сборочно-сварочные линии по производству различного оборудования, технологии изготовления негабаритных резервуаров и выполнения вертикальных швов на доменных и мостовых конструкциях и др. Изобретение в ИЭС им. Е.О. Патона электрошлаковой сварки решило проблему выпуска мощного энергетического, металлургического, прессового оборудования, открыло путь специальной электрометаллургии. В середине 1940-х -в 1950-х годах в СССР, США, Великой Британии интенсифицировались исследования сварочных процессов, результаты которых подняли науку о сварке на новый уровень. Период экстенсивного развития сварки закончился в середине ХХ века - сварка становится комплексной наукоёмкой ведущей технологией изготовления машин, приборов, большинства инженерных конструкций, промышленного строительства.

Ключевые слова: история техники, сварочное производство, научно-технический прогресс, индустриализация, период развития техники, стадия автоматизации, историко-ретроспективный анализ, производственная технология, приоритет изобретения, научно-исследовательский институт, Украина.

Annotation

Kornienko O.M. Formation and development of welding engineering in Ukraine in the world context (the 1870s of the XIX century - the 1950s of the XX century). - Manuscript.

Thesis for the doctor of historical sciences degree in speciality 07.00.07 -Science and technique history. - The G.M.Dobrov Centre of Research of the Scientific and Technical Potential and Science History of NAS of Ukraine. Kyiv. 2009.

Since the last decades of the XX century the welding engineering began to play a significant role in the scientific and technical progress. Some aspects of history of welding of the first half of the XX century are actual nowadays, here the answers on questions of the modern development of the most branches of engineering can be found. To carry out investigation of history of technologies the author has created a methodology, which is based on analyzing separate distinguished features, taken as elements of technical achievement. It was established that the main criteria of periodization of history of welding engineering development are the fraction of welding in the amount of technologies for producing permanent joining and concentration of the power of energy source, which is applied in the joint zone. The first welding methods were originated in the old times as a constituent of technology of metal production and technology of metal parts joining, which was realized with application of heating by bio-fuel and biomechanical energy (impact). New highly-performance types of welding and related technologies began to appear at the end of the XIX century on the basis of discoveries of fundamental sciences, achievements of the new engineering branches and practical knowledge, and jumps in development were inspired by the manufacturing needs that were stipulated, in particular, by such historical events as: industrialization, increase in arming, integrated automation, appearance of new materials and branches of engineering, etc. Dates and conditions of development of new types of welding and trends of scientific investigations were established and introduced into the scientific community. It was proved that the first method of arc welding was discovered by N.N.Benardos. Coming from the process status and energy consumption the stages of development of welding automation were distinguished.

In USSR since the 1930s a system of welding departmental worked according to governmental rules. This allowed concentrating the efforts on the fulfillment of most important and urgent tasks of development of welding engineering. The governments of foreign countries also paid attention to welding. Before the beginning of the 1940s the E.O.Paton Electric Welding Institute became the leading institution in this area in the USSR and one of the leading establishments in the world. In the period of the World War II the manufacture of armaments was increased due to welding. At the end of the 1940s and 1950s scientific investigations of welding processes were intensified. The significant role in the fast reconstruction of Ukrainian industry since the 1945-1950s belonged to welding. In the period the welding became the well developed integrated science-intensive technology.

Key words: history of engineering, welding manufacturing, scientific and technical progress, industrialization, period of technology progress, automation stage , historical and retrospective analysis, production technology, priority of invention, institute of scientific, Ukraine.

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Однією з задач, що виникла внаслідок отримання Україною державної незалежності є чітке, документальне визначення її внеску в скарбницю світового науково-технічного прогресу. В той же час економічна політика вимагає необхідності відновлення промислового потенціалу й виходу на рівень технологій, якого досягли провідні промислово розвинуті країни. Ці та інші фактори обумовлюють потребу в знаннях про розвиток виробничих технологій, окремих галузей техніки й технічних наук, ролі наукових шкіл, вітчизняних учених, винахідників і значення історичних обставин, що впливали на розвиток техніки та промисловості України, і взагалі на світовий науково-технічний прогрес.

Однією із провідних технологій сучасного виробництва є зварювання. Із самого початку розвитку сучасного зварювального виробництва, з останніх десятиріч ХІХ ст. вітчизняні винахідники й учені роблять помітний внесок у цю галузь техніки. Засновником найбільш поширеного нині електричного виду зварювання був видатний вітчизняний винахідник М.М. Бенардос. У першій половині ХХ ст. зварювання відіграло помітну роль в індустріалізації СРСР, у виготовленні зброї в багатьох країнах світу та відродженні промисловості України в післявоєнний час. До середини сторіччя в Києві сформувалася авторитетна найбільша в світі академічна Патонівська школа зі зварювання й споріднених технологій. На світовому рівні виконуються роботи українських зварювальних лабораторій галузевих установ і заводів, кафедр навчальних закладів. Ця їх історична діяльність і роль у розвитку зварювання досі не досліджувалася у світовому контексті, тому актуальним і престижним є затвердження пріоритету країни в створенні сучасної передової техніки, значного внеску України в науково-технічний прогрес на прикладі розвитку зварювального виробництва. Зварювання інтенсивно розвивається й має подібні елементи з іншими видами обробки металів, тому при вивченні історії цього комплексу технологічних процесів знаходяться відповіді на актуальні питання сучасного розвитку багатьох галузей техніки. Деякі аспекти історії зварювання першої половини XX ст. актуальні в наш час ще й тому, що тут можна знайти приклади, що підходять для вирішення організаційних і технічних проблем сучасності.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дослідження проводились відповідно до наукових програм Координаційної ради з проблем зварювання при Держкомітеті з науки і техніки СРСР 1979-80 рр., відповідно до програми Національного комітету при Міжнародному інституті зварювання № 27-48 від 14.05.1980 р. по захисту вітчизняного пріоритету в галузі дугового зварювання, темам НДР ІЕЗ ім. Є.О. Патона: «Исследовать генезис научно-технического прогресса и разработать концепцию отечественного приоритета в области сварки, металлургии и смежных технологий» №6/22-п 1989 р.; «История становлення и развития сварки, спецэлектрометаллургии и смежных технологий в СССР» № 6/25-п 1990 р.; «Разработать принципы идентификации и формулирования терминов пл. сварке и смежным технологиям» № 6/29-п 4.12 1991 р.; «Історико-ретроспективний аналіз стану процесів зварювання та паяння»№ 6,38/10-п 2005р.№держреєстрації0101U004040; «Науковий аналіз і підготовка науково-інформаційних матеріалів до 75-річчя ІЕЗ ім. Є.О.Патона» № 6,38/17-п 2007р. № держреєстрації 0106U0006732; темі НДР НТУУ «КПІ» № 35/11-м 2004 р. «Дослідження визначення розробок з аерокосмічних технологій» №держреєстрації 056/024U006851; теми ЦДПІН ім. Г.М.Доброва «Фундаментальні ідеї і теорії сучасного природознавства: історико-культурний і світоглядний контекст» № держреєстрації 0104U006358.

У виконанні розділів цих тем, що стосувалися розвитку зварювального виробництва здобувач був основним виконавцем; по темі №6/38-п 2007р. - керівником теми.

Мета й завдання дослідження. Відтворення історико-наукової картини виникнення й розвитку зварювального виробництва в економічно розвинутих країнах, у тому числі в СРСР і, зокрема, на теренах України; визначення ролі вітчизняних винахідників і вчених, пріоритетів України в цьому процесі, значення для розвитку стану прикладних і фундаментальних наук, потреб промисловості, вимог науково-технічного прогресу й інших історичних обставин; визначення іманентних факторів, що обумовлюють розвиток зварювання та споріднених технологій.

У конкретні задачі досліджень входило:

визначити історичну обумовленість виникнення окремих технологій зварювання;

установити причинно-наслідковий зв'язок загально-історичних подій із розвитком зварювання й споріднених технологій;

висвітлити значення впливу й досвіду державного планування й інновацій в окремі технології й галузі промисловості;

розробити періодизацію історії зварювального виробництва;

відтворити історичні умови виникнення й розвитку технічних можливостей основних способів зварювання, встановити пріоритетні винаходи;

вивчити діяльності і встановити внесок конкретних учених й винахідників у створення зварювальних технологій;

порівняти розвиток технологій на прикладах зварювання на теренах України з розвитком аналогічних технологій у провідних капіталістичних країнах, і визначити місце вітчизняної зварювальної техніки у світовому науково-технічному прогресі;

розробити методику оцінки значення окремих наукових досягнень для розвитку техніки, методи систематизації технологій, структур статей із техніки для енциклопедій і тлумачних словників з урахуванням генезису і історії розвитку.

Хронологічні рамки дослідження обрані, виходячи з необхідності скласти уявлення і з'ясувати історію тих технологій зварювання сучасності, що виникли й розвинулися в першій половині ХХ ст. В цей період зварювання повністю замінило клепання і до середини минулого століття стало провідною технологією з'єднання металевих виробів.

Об'єктом дослідження є зварювальне виробництво: наукові дослідження, розробка, техніка й наслідки впровадження.

Предмет дослідження є історія-виникнення й розвитку технологій виробництва та використання зварювання для будівництва інженерних конструкцій; діяльність учених і винахідників, науково-інженерних об'єднань, учбових і науково-дослідних закладів, наукових шкіл, окремих видатних науковців і винахідників, що працювали в цьому напрямку; значення історичних умов, наукових досягнень і технічних можливостей для розвитку, впровадження нових технологій; роль держав і окремих фірм у прискоренні науково-технічного прогресу.

Територіальні межі охоплюють Україну, яка в ті часи була в складі Російської імперії й у складі СРСР, і найбільш промислово розвинуті тоді країни, а саме: США, Великобританію, Німеччину, Францію, Італію, Бельгію й в окремих випадках деякі інші країни.

Методологічні та теоретичні основи дослідження. Для затвердження вітчизняних пріоритетів і для їхнього визнання світовою громадою виконані нами дослідження з історії техніки базуються на безперечних фактах, які систематизовані і проаналізовані з використанням сучасних методів. Основною методологічною лінією є широкий історичний контекст порівняння розробок вітчизняних учених і винахідників з аналогічними роботами закордонних діячів техніки, відмова від комплексу безумовного російського, і радянського пріоритету, але натомість документальний науково підтверджений доказ створення в Україні значної кількості сучасних технологій зварювання. Розроблено й застосовано принципово новий метод оцінки пріоритету й визначення піонерських винаходів по історії розвитку окремих суттєвих ознак винаходу, значення для подальшого розвитку зварювального виробництва. Складовими багатофакторного аналізу є також об'єктивні чинники: історичні події глобального масштабу, наукові відкриття, потреби науково-технічного прогресу, створення нових конструкційних матеріалів, факти творчої діяльності учених і винахідників, робота наукових шкіл та ін. Для визначення періодів розвитку зварювання проаналізовані технічні можливості і обсяг застосування зварювання у промисловому виробництві.

Джерельна база дослідження. Для історико-порівняльного методу використано данні перших наукових публікацій, патентів, архівних матеріалів, рукописів. Матеріали наукової літератури й публікацій у спеціалізованих періодичних виданнях, у тому числі закордонних, доповнені загально сторичною інформацією з монографій історичного характеру. Вивчення архівів Києва, Москви, С.-Петербургу, Костроми, Інституту електрозварювання ім. Є.О. Патона (ІЕЗ)дало можливість з'ясувати історію створення й розвитку дугового й електрошлакового зварювання, а також увести в широкий науковий обіг нові беззаперечні дані про обставини винайдення провідних видів зварювання. Невживана раніше інформація з теми дисертації була знайдена також у Національній бібліотеці України ім. В.І. Вернадського, Російській державній бібліотеці, Російській політехнічній бібліотеці, Петербурзькій публічній бібліотеці ім. М.Є. Салтикова-Щедріна, у бібліотеках Інституту природознавства і техніки ім. С.І. Вавилова й Московського вищого технічного університету ім. М.Е. Баумана (МВТУ). Були проаналізовані матеріали про винаходи з дугового зварювання, що їх отримано з патентних відомств Франції, Великобританії, Іспанії. У дослідженнях були вивчені документи з історії зварювання за кінець ХІХ ст., що були надіслані з Міжнародного інституту зварювання, Американського зварювального товариства, Німецького товариства зварників, фірм «Дженерал електрик» (США), «Кьельберг» (Швеція) та ін.

Наукова новизна одержаних результатів. У дисертаційній роботі виконано комплекс досліджень з історії розвитку провідних технологій зварювання в Україні у світовому контексті.

1. Уперше на теренах колишнього СРСР зібрано матеріали з історії зварювального виробництва в провідних у технічному відношенні країнах, достатні для здійснення порівняльного історико-наукового аналізу розвитку зварювання в Україні у світовому контексті.

2. Уперше визначений вплив на характер розвитку зварювальної науки і техніки матеріальних, соціальних та інших умов роботи й особистих якостей винахідників і вчених, традицій наукових шкіл.

3.Уперше виявлено науково-технічні умови, виробнича необхідність і техніко-економічні переваги, які викликали виникнення нових способів зварювання, установлені загальні закономірності для ряду суміжних і подібних технологій, які виникали в період, який розглядається. На відміну від існуючої періодизації в історії зварювання, яка була заснована на хронології політичних подій у історії СРСР, запропонована періодизація по стану промислового використання зварювання, з розподілом на періоди освоєнням нових джерел енергії й принципів їхнього використання. На основі аналізу документального й статистичного матеріалу згідно з новою періодизацією зроблений висновок про загальний характер розвитку зварювання в промислово-розвинутих країнах.

4. Історію зварювання вперше досліджено як історію комплексної технології, що складається з таких окремих наукових напрямків, як фізичні особливості джерел живлення й нагрівання; хіміко-металургійні процеси в матеріалах, що зварюються; проектування й виготовлення зварних конструкцій.

5. Установлено нову дату першого в історії практично реалізованого винаходу в галузі дугового зварювання, що закріпила за вітчизняним винахідником М.М. Бенардосом всесвітній пріоритет на рівні ЮНЕСКО. Установлені нові точні дати низки подій в історії зварювання, створено хронологію розвитку основних видів зварювального виробництва.

6. Установлено впливову роль прогресивних технологій зварювання у загально історичних подіях і вплив на розвиток економіки, у тому числі на масовий випуск автомобілів у США; на індустріалізацію в СРСР; забезпечення озброєнням країн, що брали участь у Другій світовій війні; відродження промисловості України після фашистської окупації; вирішення проблем паливно-енергетичного комплексу; виготовлення нового класу машин тощо.

7. У дисертації також вирішена наукова методологічна проблема - створення методу дослідження виникнення нових технологічних процесів виробництва та обробки матеріалів, беззаперечного встановлення пріоритету, розроблена оригінальна методика, дослідження історичної значущості відкриттів і винаходів і встановлення новизни технологічних процесів за аналізом динаміки розвитку суттєвих ознак.

Отримані автором результати являються теоретичним узагальненням і рішенням проблеми, яка має важливе історичне, науково-технічне і політичне значення. Сукупність викладених у роботі наукових положень відкриває перспективний напрямок у дослідженнях з історії науки та техніки, у систематизації виробничих технологій, аналізі створення нових технологій і їх впливу на розвиток окремих галузей промисловості.

Практичне значення і реалізація результатів дослідження. Результати дослідження: впроваджено в практику виправлені історичні дати і нові уточнені дані з життя і діяльності вчених і винахідників, що внесені в енциклопедії, довідники, підручники; внесені уточнення термінологічних визначень у енциклопедіях і словниках; використані в науковій і популярній літературі; є основою експозиції ряду музеїв і виставок. Методика визначення суттєвих ознак технологій використана, крім доказів пріоритетів, також при виборі та опису термінів для видань “Большой Советской энциклопедии”, «Политехнического словаря», “Української Радянської енциклопедії”, “Енциклопедії Сучасної України”, Державного термінологічного стандарту України “Терміни зі зварювання” та ін. Матеріали досліджень становили основу для постанов про спорудження пам'ятників і меморіальних дощок М.М. Бенардосу, М.Г. Слав'янову і Є.О. Патону. Результати досліджень реалізовано в поштових марках, ювілейних пам'ятних медалях, у науково-популярних кінофільмах, книгах і статтях. Науково обґрунтована дата створення електрозварювання, що занесена в «Календар пам'ятних дат ЮНЕСКО», енциклопедії та інші наукові видання після 1980 року.

Розроблена структура меморіальних музеїв винахідників і експозицій з історії технологій; матеріали й результати дослідження використані для створення меморіальних музеїв М.М. Бенардоса в Переяславі-Хмельницькому й Лухі (Російська Федерація), М.Г. Слав'янова в Пермі, Є.О. Патона в Києві, експозицій з історії зварювання в Політехнічних музеях у Москві і Києві, у краєзнавчих музеях Фастова, Іванова та інших.

Методика і результати досліджень використані при викладанні курсу історії науки і техніки в Народному університеті науково-технічного прогресу України, у викладанні окремих навчальних дисциплін у вузах, і складанні методичних посібників, у лекціях у НТУУ “Київський політехнічний інститут”, Івановському енергетичному університеті й інших вузах. З історії зварювання зроблено десять науково-популярних кінофільмів.

Особистий внесок здобувача. Усі наукові дослідження і положення дисертаційної роботи, яки виносяться на захист, розроблені здобувачем особисто. Розробка методів дослідження і доказів пріоритетів, а також гіпотези про обставини винайдення першого способу електрозварювання належать здобувачеві. Основна частина завдання сформульована академіком Б.Є. Патоном. Тема наукової праці та її структура сформульовані разом із науковим консультантом праці Ю.О. Храмовим. У роботі, що виконана разом з академіком К.К. Хрєновим, здобувачем написана частина, статті (більш 50%) по матеріалам із розвитку зварювання в дореволюційній Росії, зокрема, про пріоритет вітчизняних винахідників. У роботі, що виконана в співавторстві з В.В. Будяковим, останнім систематизовані знайдені і раніш відомі матеріали про розповсюдження способу зварювання М.М. Бенардоса і громадської діяльності винахідника (менше 25%). У провадженні брав участь представник УРСР у ЮНЕСКО А.М .Зленко, режисер-студії “Укртелефільм” Г.Є. Десятник, співробітники музеїв, кафедр навчальних закладів та інші. Сценарії наукових фільмів і науково-популярні статті написані особисто. Тематико - експозиційні плани музеїв складені здобувачем особисто. Технічні завдання на виготовлення ювілейних і пам'ятних медалей, знаків поштової оплати, на проектування пам'ятників М.М. Бенардосу в м. Фастові, у смт. Лух, та в с. Мостове (Бенардосівка), пам'ятника М.Г. Славянову у м. Пермі складені здобувачем особисто.

Апробація результатів дисертації. Результати дослідження доповідалися на: XVI пленумі Радянського національного об'єднання історії і філософії, природознавства і техніки, м. Москва, 20 - 22 травня 1975р.; ІІІ науково-технічній конференції “Повышение эффективности сварочного производства», м. Тула, 25 - 26 квітня 1979 р.; Науково - технічній конференції “Передовые методы сварки» присвяченій 125-річчю з дня народження М.Г. Славянова, м. Перм, 14 - 18 травня 1979 р.; Всесоюзній конференції по електродуговому зварюванню “100-летие изобретения электродуговой сварки Н.Н. Бенардосом”, м. Київ, 18 - 21 травня 1981р.; Ювілейній науково-технічній конференції “40-летие первого промышленного внедрения автоматической сварки под флюсом в производство на Уралвагонзаводе”, м. Нижній Тагіл, 19 - 21 травня 1982 р.; Республіканському семінарі голів бюро і консультантів, секцій і комісій пам'яток науки і техніки, м. Миколаїв, 19 - 21 квітня 1983 р.; Науково-технічній конференції “Историческая обусловленность создания в ХІХ веке отечественной электротехники», м. Іваново, ГКНТ, 25 -27 травня 1983 р.; VII Всесоюзній конференції “Дальнейшее совершенствование научно-технической информации и литературы по сварке», м. Кишинев, 17 - 18 травня 1983 р.; Всесоюзній конференції по зварюванню в суднобудуванні і судноремонті, присвяченій «100- летию со дня рождения В.П. Вологдина», м. Владивосток, 13 - 16 вересня 1983 р.; ХХХІ пленумі Радянського національного об'єднання з історії і філософії природознавства і техніки, м. Москва, 11 грудня 1984р.; Всесоюзній науково-технічній конференції “Состояние и перспективы развития электротехнологии», м. Іваново, 5 - 7 червня 1985 р.; ХХХІІ пленумі Комітету Радянського національного об'єднання «40- летию Победы советского народа в Великой Отечественной войне», м. Москва, 2 - 5 квітня 1985 р.; Науково-технічній раді “Импульсные методы обработки сварных швов и соединений при сварке судовых конструкций», КГНТ, м. Миколаїв, 3 - 4 червня 1986 р.; Всесоюзній конференції “Проблемы совершенствования контактной сварки», м. Псков, 22 - 24 вересня 1987 р.; Всесоюзній науково-технічній конференції “Состояние и перспективы развития электротехнологий“, м. Іваново, 1987 р.; ХІІ Київському симпозіумі по наукознавству і науково-технічному прогнозуванню “Стратегия советской науки: опыт обоснования и реализации, перспективы перестройки науки”, м. Київ, 3 - 6 жовтня 1988 р.; Всесоюзній науково-технічній конференції “Становление и основные этапы развития дуговой сварки”- м. Перм, 19-21вересня,1988 р.; Всесоюзній науково-технічній конференції з історії і техніки “В.И. Вернадский и отечественная наука”, м. Київ, 1988 р.; 41-му Пленумі Радянського національного об'єднання з історії і філософії природознавства і техніки, м. Москва, 19 - 22 грудня 1989 р.; Всесоюзній науково-технічній конференції “Состояние и перспективы развития электротехнологии” (IV Бенардосовские чтения), м. Іваново, 31 травня - 2 червня 1989 р.; Республіканському семінарі “Проблеми виявлення, вивчення, обліку та охорони пам'яток науки і техніки”, м. Севастополь, 11 - 14 жовтня, 1989 р.; Всесоюзній науково-технічній конференції “История организации пропаганды и производственного обучения сварке» - ч. IV, м. Іваново, 1989 р.; 42-му Пленумі Національного об'єднання з історії і філософії науки і техніки, м. Москва, 22 - 24 травня 1990 р.; 46-му Пленумі Національного об'єднання з історії і філософії науки і техніки, м. Москва, 26 - 29 травня 1992 р.; Всеукраїнській науково-практичній конференції “История естествознания - состояние и новые задачи”, м. Дніпропетровськ, 25 - 27 травня 1994 р.; Міжнародній науково-технічній конференції “Состояние и перспективы развития электротехнологии“, м. Іваново, 15 - 19 квітня 1997 р.; Міжнародній науково-технічній конференції, присвяченій 100 річчю НТУУ “КПІ”, м. Київ, 25 - 26 травня 1998 р.; Всесоюзній науково-технічній конференції “Славяновские чтения”. Ліпецьк, 1999 р.; Наукових читаннях “Творці легендарної тридцять четвірки”, м. Київ, 2002 р.; Всеукраїнській науковій конференції “Актуальні читання історії і техніки”, м. Київ, 21 - 22 листопада 2002 р.; Наукових семінарах Міжнародного інституту історії науки, м. Київ, 2003 р.; Наукових конференціях Національного технічного університету України «КПІ»; Ювілейної конференції «150-летие со дня рождения Н.Г.Славянова» 27 квітня 2004 м. Москва; Наукових читаннях “Є.О. Патон” м. Київ, - НТУУ “КПІ” 2004 р.; Науковій конференції м. Харків, ХПІ; Міжнародній науково-технічній конференції, Іваново ЕТУ 2006 р.; Наукових читаннях “М.М. Бенардос”, м. Київ, - НТУУ “КПІ” 2007 р.; Науковій конференції “Проблеми музеїв технічного профілю” м. Коростень 18-19 травня 2007; Міжнародному семінарі «Патоновские чтения» Тбілісі -24-27 вересня 2008. - с. 3-19.; VІІ й Всеукраїнській науковій конф. «Актуальні питання історії науки і техніки». Київ. - 2-3 жовтня 2008, на інших конференціях і симпозіумах.

2. Основний зміст дисертації

У вступі обґрунтовано актуальність теми, хронологічні рамки, визначено об'єкт, предмет, мету й завдання дослідження, відзначено наукову і практичну цінність результатів, відмічено особистий внесок здобувача, вказано, де проводилася апробація результатів пошуку.

У розділі 1 «Історіографічна та джерельна база з історії зварювання» виконано аналіз стану досліджень з історії зварювання та суміжних технологій. Відзначено, що дослідження з історії окремих галузей техніки, технологій, матеріалів як правило починаються тоді, коли цей підрозділ техніки займе «помітне» місце серед споріднених видів техніки і вже впливає на науково-технічний прогрес, відіграє помітну роль в історичних подіях. На початку ХХ ст. історію зварювання ніхто не досліджував. Інтерес до історії цієї нової технології почав набувати поширення в 1930-х роках. У СРСР і деяких закордонних країнах було досліджено обставини створення нових на той час способів зварювання і діяльності винахідників. Але, незважаючи на відносно короткий час, що розділяв дослідників від історичних подій, як вітчизняними, так і закордонними дослідниками були допущені помилки в датах, в оцінці значимості винаходів, у тлумаченні сутності способів, тощо.

Початок системних досліджень з історії зварювання в СРСР можна віднести до 1935 року, коли К.К. Хрєнов уперше оприлюднив біографію М.М. Бенардоса, а потім і М.Г. Слав'янова, і включив цей матеріал у дисертацію. На протязі наступного десятиліття у вивченні історії зварювання прийняли участь В.П. Нікітін та деякі інші спеціалісти в галузі зварювання. На жаль, у цих роботах було припущено помилки, у тому числі і в обставинах створення перших способів дугового зварювання. У наступних дослідженнях подібні помилки повторювалися.

В 1930-х рр. посилилося втручання державних і партійних органів в історичні дослідження в СРСР. Зменшується кількість праць з історії техніки, не даються порівняння з розробками закордонних винахідників, публікації в радянських виданнях відрізняються безґрунтовними твердженнями про першість вітчизняної техніки. У 1950 - 70-х роках професійно історією зварювання займалися в Інституті історії природознавства і техніки АН СРСР (ІІПТ) (А.О. Чеканов) і в Інституті історії України АН УРСР (М.М. Матійко). А.О. Чекановим на старій джерельній базі досліджено життя і діяльність М.М. Бенардоса, М.Г. Слав'янова і Є.О.Патона, історію розвитку дугового автоматичного зварювання у світовому аспекті. М.М. Матійко дослідив історію зварювання в Україні і різні аспекти зварювання в СРСР. У жодній з публікацій не розкривалися обставини створення першого способу електрозварювання. В 1949 р. історії автоматичного зварювання під флюсом присвятив свою роботу Є.О. Патон. На протязі півстоліття ІЕЗ ім.. Є.О. Патона академік Б.Є. Патон написав декілька десятків статей, у яких розкриває шляхи розвитку різних технологій зварювання й суміжних, споріднених технологій. У 1982 р. випущено книгу “Сварка в СССР”, авторами якої є біля сотні спеціалістів в галузі зварювання і де зібрано і систематизовано В.О. Вінокуровим значні фактографічні дані, але матеріал більшості розділів викладено як опис техніки, з дещо суб'єктивним підходом; матеріал тільки окремих розділів прив'язувався до загальноісторичних подій у країні. У деякій мірі методи історичних досліджень використані в тих розділах цієї монографії, що написані К.К. Хрєновим, Г.О. Ніколаєвим, А.О. Чекановим і М.М. Матійко. Історією зварювання за кордоном радянські спеціалісти не займалися, за винятком аналізу вузької теми розвитку автоматичного електродугового зварювання, що його виконав А.О.Чеканов. З подальших праць слід вказати на біографічну монографію А.О.Чеканова «Н.Н. Бенардос», у якій він на засадах уже наших матеріалів описав обставини створення електрозварювання. Найбільш повно і документовано викладено життя і діяльність Є.О. Патона і його наукової школи в роботі В.І. Оноприєнка Л.Д. Кистерської і П.І. Севбо. Фрагментарні дані з історії різних аспектів зварювального виробництва викладені в збірниках праць до ювілейних подій в історії зварювання, в статтях науковців ІІПТ, вищих навчальних закладів. Значний обсяг публікацій з історії спорідненої зі зварюванням технології - напилювання покриттів здійснено Л.Г. Полонським Сварочное дело в СССР // Под ред. Г. А. Николаева. -- М.: ОНТИ, 1937. -- 826 с.; Є.О.Патон. До історії розвитку автоматичного електродугового зварювання // Вісті АН УРСР.-1941.-№ 2/3; Данилевский В.В. Творцы электрической сварки / В книге «Русская техника».Изд. 2-е, Л. Ленинград. 1949.-547 с.; Патон Е.О.. Развитие автоматической сварки под флюсом за 10 лет.//Автоматическая сварка. - 1950. - №6. - С 3-7. Никитин В. П. Русское изобретение -- электрическая дуговая сварка. -- М.; Л.: Изд-во АН УССР, 1952. -- 215 с.; Огиевецкий А. С., Радунский Л. Д. Николай Гаврилович Славянов. -- М; Л.: Госэнергоиздат, 1952. -- 187 с.; Патон Е.О. Воспоминания / Лит. Запись Ю. Буряковського. - М.: Молодая гвардия, 1958.; Чеканов А. А. История автоматической электросварки. -- М.: Изд-во АН СССР, 1963. -- 159 с.; Матійко М. М. Розвиток дугового електрозварювання на Україні. -- К.: Вид-во АН УРСР, 1960. -- 155 с.; Хренов К.К. У истоков развития науки о сварке. // Вопросы истории естествознания и техники. - 1979.- №6, С.64-66; Сварка в СССР. Т. 1. -- М.: Наука, 1981; Полонський Л.Г. Техніка напилення газотермічних покриттів (машинна стадія розвитку, ХІ-ХХст.): Монографія. - Житомир: ЖДТУ, 2004. -266с.

У СРСР, а в останні роки і в Україні вийшли монографії і брошури, присвячені життю і діяльності Є.О. Патона і Б.Є. Патона («Рассказы о Патоне», «Праця на все життя»). Але оцінка подій, стану й напрямків розвитку зварювального виробництва робиться окремими суб'єктами, як правило, з обмеженої точки зору. Оноприенко В.И., Кистерская Л.Д., Севбо П.И. Евгений Оскарович Патон. - Киев: Наук. думка, 1988.- 240с.; Малиновский Б.Н.. Академик Борис Патон - труд на всю жизнь.- М.: ПЕР СЄ, 2002. - 271с.; Походня І.К., .Лебедєв В.К. Борис Євгенович Патон. Життевий і творчий шлях Бориса Євгеновича Патона. /Кн. Біобібліографія. Київ: Наукова думка, 2008. С.7-46 .624с.

Монографії з історії зварювання надруковані в США, Італії, Канаді, Великобританії, Японії; статті з історії зварювання і споріднених технологій регулярно друкуються майже в усіх закордонних фахових виданнях. У другій половині ХХ ст. закордонними вченими Р.Д. Сімонсоном, Б. Ірвінгом (США), П. Хоулдкрофтом (Велика Британія), Ф. Манна (Італія) В. Фаншин (Німеччина), Гірлінгс (Голландія) та іншими, було розглянуто майже всі питання, що стосуються генезису технологій і подальшого їх розвитку. A history of technology. -- Oxford, 1958. -- 765 p.; Simonson R.D. The history of welding. - Morton Grove, Jllinois: Monticello Books, 1969. -- 420p.; Manna F. Storia della saldatura. Edizioni scientifiche Italiane. -- Napoli: 1979. I -- 539 p, II -- 469 p.; 100 Jahre DVS. Berlin, 1997.- 232 p.;.; History of the oxyfuel and electric arc welding processes // Practical welding today. -1998/ -N 3/4/ -P.19-21; Beckert M. Aus der Geschichte des Schweissens: Wie es zu den Fachbegriffen Schweissen und Schweissen rfm // Schweissen und Schneiden.-2004. -N1.-S.29-30 Суттєвим недоліком таких досліджень є відсутність інформації про значну частину робіт, виконаних у СРСР і, зокрема, в Україні. Закордонні дослідження мають ще й такі недоліки, як тенденційний підбір фактичного матеріалу, і суб'єктивна оцінка навіть добре відомих фактів зі світової історії техніки. Основний напрямок досліджень вибрано виходячи із завдання наукового затвердження вітчизняного пріоритету в розробці провідних технологій зварювання. Необхідно було дослідити історію розвитку окремих видів зварювання за період від початку створення до широкого впровадження на тлі загальної історії, як складову науково-технічного прогресу.

У розділі 2 «Вибір напрямку досліджень і методика досліджень» обґрунтовано мету, доведено актуальність вибору напрямку досліджень. Одним із методів досліджень із тих, що застосовані нами при вирішенні задач є комплексний системний аналіз із використанням діалектичного підходу до розглядання матеріалів (В.В. Данілевський, Г.М. Добров). Прийнято до уваги особливості вимог до сучасних досліджень історії техніки, що їх відмічено в працях Л.М. Бєсова, Л.О. Гріффіна, зокрема, те, що на розвиток техніки впливає не тільки боротьба ідей, але й боротьба людей, і те, що техніка має іманентні властивості. Вивчення діяльності вчених і наукових шкіл за критеріями, що їх розробив Ю.О. Храмов, дозволяє об'єктивно визначити пріоритети і значення відкриттів і винаходів у розвитку техніки. Використані також загальні положення з досліджень історії техніки, що їх розроблено вченими ІІПТ С.В. Шухардіним, Б.І. Козловим, С.Р. Микулінським, Б.М. Кедровим, В.С. Степіним, В.Л. Гвоздецьким, І.Я. Конфедератовим та ін.

За основу встановлення пріоритету й авторства винаходу нами взяті правила патентної експертизи, що вимагають порівняння (чи протиставлення) аналогічних рішень подібних задач, технічних проблем. Такими критеріями повинні бути найбільш важливі й істотні принципи даної галузі, що визначають її суттєві особливості, і значно впливають на технологічні можливості і на всі інші характеристики. Крім того, необхідно, щоб обрані критерії були головними, провідними за весь час існування галузі, в усіх періодах її історії. Історія розвитку технологій і з'ясування внеску окремих винахідників і вчених, у нашій роботі досліджується в зв'язку з історичними обставинами, зокрема, з потребами промисловості, з організаційними і технічними можливостями реалізації пропозицій, а також із з'ясуванням ролі технологій у вирішенні проблем науково-технічного прогресу. Особливо було взято до уваги два фактори, що суттєво впливають на хід розвитку технологій: 1) політичні й економічні умови; 2) роль видатних діячів і наукових шкіл.

Для дослідження історії технологій розроблена методика історико-ретроспективного аналізу, яка базується на аналізі окремих або групи суттєвих ознак винаходів, окремих технологій або конструкторських розробок, прийнятих за одиниці науково-технічних досягнень. Користуючись запропонованою методикою досліджень можна встановити місце того або іншого винаходу в історії розвитку технології, визначити й оцінити вклад винахідників, установити місце винаходу і т.п.

Способи зварювання, як складові елементи технології з'єднання матеріалів, у першу чергу, характеризуються принципами взаємодії джерела (або джерел) енергії й виробу, і станом матеріалів у зоні зварювання. Комбінація цих фізичних ознак в “чистому вигляді” складає винахід першого базового рівня. За цими фізичними ознаками класифікують методи зварювання. Суттєвими технічними ознаками способу зварювання другого рівня є джерело й вид енергії та його носій; положення місця вводу енергії та захист зони зварювання.

Основними джерелами дослідження були дані центральних державних і відомчих архівів, матеріали перших публікацій - наукових статей, повідомлень хроніки часів, що відносяться безпосередньо до досліджуваних подій, мемуари, креслення. Усі дані джерел були критично проаналізовані згідно з визначеною методикою. Методика визначення дати фактичного створення винаходу, що була розвинута нами й запропонована для визначення пріоритетів і авторів винаходів, знайшла підтримку Міжнародного інституту зварювання. Для встановлення періодизації розвитку зварювання й споріднених технологій узято два фактори: 1) вид і величина концентрації енергії, що прикладається до місця зварювання (наплавлення, паяння), 2) обсяг застосування в порівнянні з іншими технологіями з'єднання й характеристика об'єктів, де застосовується зварювання.

Науковий аналіз знайдених матеріалів проводився з урахуванням положень Ради Європи що до історичних досліджень. Зокрема, Рада Європи рекомендує аналізувати та інтерпретувати інформацію критично й відповідально, через пошук історичних доказів та свідчень, посилити довіру й толерантні стосунки всередині країн і між країнами та гідно зустріти виклик ХХІ століття. Для цього треба досліджувати й пропагувати знання своєї спільної історичної спадщини у місцевому, регіональному, національному, європейському та глобальному вимірах. Історичні дослідження та викладання історії мають бути сумісними з фундаментальними цінностями й статусом Ради Європи, який не дозволяє зловживанню історією, зокрема через: зловживання історичними документами, заперечення або замовчування історичних фактів .

У розділу 3 «Виникнення технологій зварювання на засадах практичного досвіду й наукових досягнень. Вирішення проблем розвитку промисловості» наведено історичний аспект накопичення практичного досвіду, оцінено загальний стан техніки, використання енергії і наукових досягнень, з основною увагою до технічних можливостей і потреб в нових способах з'єднання і до діяльності винахідників і розробників способів зварювання.

Перші способи зварювання з'явилися в період освоєння людиною металу. Наукові оцінки технічних досягнень, що їх роблять археологи, стосуються в основному металургійних аспектів добування й освоєння металів. Але в цих технологіях можна знайти елементи зварювання. Технологічні можливості первісних способів зварювання були обмежені енергетичними можливостями - удар мускульної сили або тиск простих механізмів, і нагрівання від органічного палива. Холодне зварювання застосовувалося при роботі з м'яким самородним металом. Для виготовлення й ремонту залізних і сталевих виробів застосовувалося ковальське (горнове) зварювання; яке виникло як елемент металургії - кричний спосіб одержання заліза; для виробів із бронзи - технологія - зварювання заливанням, теж як елемент лиття. У цей період було розроблено, й набуло поширення паяння твердими і м'якими припоями. У середні віки на Далекому Сході, Ірані, Кавказі, Греції, а потім і в Халіфаті набули розвитку прикладні технології, у тому числі металургія, і започатковані природничі науки, зокрема - хімія й фізика (механіка, теплотехніка). Ковальське і литтєве зварювання широко використовували в Київській Русі для виготовлення і ремонту зброї, прикрас і реманенту.

У другій половині XІX ст. виникла особлива необхідність у розробці нових технологій з'єднання й ремонту металевих конструкцій та частин машин. Основою для створення нових способів зварювання металів стали досягнення фундаментальних і прикладних наук - фізики, хімії, електротехніки, металургії та відповідних галузей техніки, зокрема: відкриття дугового розряду й теплової дії струму, розробки джерел постійного струму, комутуючої апаратури, електродів. У 1802 р. у С.-Петербурзі В.В. Петров відкрив явище електричного дугового розряду, в 1808 р. про це явище повідомив також Г. Деві. Практичне використання електрична дуга знайшла тільки через чотири десятиріччя у вигляді ламп. За цей період були відкриті закони електрики, створені устаткування для нагріву дугою металів. Серед знаменних історичних подій цього періоду слід зазначити розробку генераторів постійного струму - особлива роль тут належить Пачинотті (1860 р.) і З.Т. Грамі (1870 р.), - створення акумуляторів Б.П. Тверитиновим, М.М. Бенардосом і П.М. Яблочковим, розробку дугових ламп з електромагнітним регулятором В.М. Чиколевим (1874 р.) і ламп без регуляторів П.М. Яблочковим (1876 р.).Ще раніше почалося застосування електрики з метою плавлення металів. У 1815 р. А.Чілдрен розплавив електричною дугою непрямої дії іридій, церій і ряд інших металів. У 1844 р. Д. Нап'єр використовував дугу прямої дії для плавлення металу в тиглі. У 1845 р. Депретц сплавив оксиди кременю з металевими порошками, у 1846-1848 р. У.Е. Стейт розробив ряд технологій нанесення на вугільні електроди металів шляхом випару за допомогою дуги й іскри. В 1870-х -80-х роках були розроблені й почали застосовуватися для плавлення металів промислові печі на основі нагрівання опором від електричного струму. Таким чином, у світовій практиці був накопичений досвід електроплавлення металів, який також необхідно вважати сприятливим фактором на шляху створення нових видів зварювання.