Покоренная плазма

Кроме того, на нем меньше будет оседать железных пылинок, появляющихся в масле.

Зная, что отрицательный электрод остается невредимым, изобретатели взяли шестигранный медный стержень и заставили его подпрыгивать над стальной пластинкой. Прыжок — искра, второй прыжок — новая искра и новые частички металла оказываются в масле.

Но вот стержень-электрод вдоволь напрыгался над стальной пластинкой. Масло в ванночке сильно замутилось. А что стало с электродами?

Когда их вытащили из масла, то оказалось, что медный электрод насквозь «пробил» стальную пластинку, причем форма отверстия в точности повторила очертания медного стерженька — оно тоже было шестигранным.

Замечательное открытие! Искрой можно «сверлить» отверстия. Ее чудесная сила помогает медным стержнем «пробивать» отверстия в стали! Без всякого предварительного разогрева, без специального инструмента!

Так родилась электроискровая обработка металлов, без которой немыслимо современное производство.

Промышленность нашей страны выпускает сотни типов станков для такой обработки металлов. Они уже значительно совершеннее установок Лазаренко, но принцип их действия тот же. Они выполняют почти любую работу. Нужно просверлить отверстие в сверхтвердом сплаве — делают отверстие. Требуется сделать углубления в штампе или извлечь из металла сломанные сверла и метчики — справляются и с этой работой.

Электрической искрой можно на листе металла «нарисовать», выгравировать любой орнамент, пейзаж и даже портрет, какими бы сложными они ни были.

Почему такая работа стала по плечу электрической искре — этому едва заметному кусочку плазмы? Что происходит там, где вспыхивает и гаснет искра? Проскакивая между пластинкой и стерженьком, она каждый раз вырывает у положительно заряженного изделия частичку металла. Простым глазом эта частица незаметна, но «вода камень точит», говорится в народной пословице. Так и маленькие искорки, отрывая одну частицу металла за другой, освобождают путь для столь необычного «сверла», например, медной или латунной проволочки.

Электрической искре любой материал «по зубам». Но не только в этом ее преимущество. В новых, электроискровых, станках нет особо прочных, массивных деталей, не найдете там и вращающихся деталей, без которых не обходится ни один обычный металлорежущий станок.

Являясь по устройству предельно простым, электроискровой станок тем не менее оказался способным выполнять очень сложную работу. Если раньше детали мудреной формы делали, как правило, вручную, то теперь веера искр изготовляют их без вмешательства человека. На его заботе осталось лишь следить за тем, чтобы станок исправно выполнял распорядок работы.

Теперь представляете, каким могуществом обладает плазма, если в содружестве с ней обыкновенная медная проволочка может в куске стали делать борозды, уступы и отверстия любой формы?

Можно сделать так, что искра, родившаяся под водой, станет делать работу, которая под силу только мифическому титану. Например, она сможет расколоть на части гранитную скалу.

Первым такую «физическую» силу искры обнаружил студент-ленинградец Л. А. Юткин. Было это несколько десятилетий назад.

Юткин опустил на дно обыкновенной тарелки два электрода и заставил электрическую искру проскочить между ними. К великому удивлению студента, тарелка раскололась. Опыт был повторен — результат тот же самый. Пытливый студент заинтересовался открытым им явлением и стал изучать его. Свою работу он продолжил и после того, как получил диплом инженера.

Годы упорного труда принесли успех. Советский инженер, возглавивший лабораторию, создал удобное «оружие» для большого числа промышленных производств.

Но прежде чем рассказывать о том, что делает плазма в новой для нее роли, посмотрим, как получается «гроза» под водой, как протекает физический процесс после возникновения искры.

Электрическая искра под водой, как и в воздухе, мчится с огромной скоростью — свыше десяти тысяч километров в секунду.

Молекулы воды, которые плотной толпой окружают искровой канал, получают короткий и резкий удар. Вода под натиском плазмы расступается в стороны. Там, где промчалась искра, на мгновение образуется пустота.

Но вода во много раз плотнее воздуха. И вслед за искрой она мгновенно смыкается, как и над камнем, брошенным в воду, но только во много раз быстрее.

Заполнение водой пустоты за хвостом искры вызывает второй удар, который называется кавитационным. При этом ударе в воде возникают такие давления, что даже огромный булыжник, если разряд произведен в его середине, разваливается на отдельные куски. Электрическая энергия непосредственно переходит в механическую.

Теперь горняки могут не закладывать взрывчатку в скважины. Достаточно наполнить их водой, поместить туда электроды, подать по проводам высокое напряжение и включением рубильника произвести «взрыв».

Изобретение инженера Юткина прошло проверку временем. Созданные им умные «машинки» взрывают крепчайшие валуны, бурят скважины, измельчают камни. «Искровая мельница» супругов Лазаренко могла превращать в пудру куски металла, установки инженера Юткина силой искр умеют размельчать в песок камни и валуны.

Есть еще одно применение «подводной грозы» — получение эмульсии.

Существуют жидкости-враги. Например, масло и вода. Масло всегда собирается над водой, смешать воду и масло обычным перемешиванием не удается. Трудно также получить однородную смесь газа и жидкости. А такие смеси — эмульсии — очень нужны. Они широко применяются при обогащении руд, при омылении жиров, при производстве маргарина и т. д.

Много лет эмульсии получали простым перемешиванием. Сейчас с этой работой хорошо справляется электрическая искра. В семействе приборов, сконструированных инженером Юткиным, есть такой, который создает в жидкостях каскады искр и образует идеальные эмульсии.

Можно не сомневаться, что приборы и установки, делающие «грозу под водой», в ближайшие годы станут такими же распространенными, как автоматические сварочные аппараты, станки для холодной штамповки и скоростной обработки металлов и другие совершенные машины, которые работают в цехах заводов и фабрик.

Едва ли можно сейчас найти какое-либо предприятие или мастерскую, не говоря уже о больших фабриках и заводах, где не было бы токарного, сверлильного, фрезерного или какого-либо другого металлорежущего станка. Любой такой станок мертв без инструмента — сверла, резцов, фрезы, метчика. В совнархозах нашей страны есть десятки предприятий, которые только тем и занимаются, что день и ночь делают режущий инструмент. И все равно его не хватает. Слишком много у нас всевозможных станков, слишком велико количество изделий, изготовляемых на них.

Поэтому проблемой номер один в станкоинструментальном производстве является увеличение срока службы резцов, сверл, метчиков.

В каком случае сверло или резец проработает больше времени? Разумеется, в том, когда оно, обрабатывая металл, само не будет тупиться.

Ученые предложили немало способов продления жизни инструмента.

Важнейшим из них является закалка инструмента. Она состоит в том, что стальную деталь сильно разогревают, а потом опускают в масло или в воду.

Чтобы инструмент не стал хрупким, нужно закаливать лишь его рабочую поверхность, то есть те его части, которые режут металл. Делают это как правило в мощных индукционных печах.

Кажется, предпринято все, чтобы инструмент исправно и долго работал. Но плазма заявляет: «Нет, еще не потрудилась я. А если потружусь, то почти вдвое увеличу жизнь этих сверл и резцов…»

И трудится, делает инструмент прочнее и выносливее, помогает экономить материалы и средства.