A. 焊接是誰發明的
19世紀末之前,唯一的焊接工藝是鐵匠沿用了數百年的金屬鍛焊。最早的現代焊接技術出現在19世紀末,先是弧焊和氧燃氣焊,稍後出現了電阻焊。20世紀早期,第一次世界大戰和第二次世界大戰中對軍用設備的需求量很大,與之相應的廉價可靠的金屬連接工藝受到重視,進而促進了焊接技術的發展。戰後,先後出現了幾種現代焊接技術,包括目前最流行的手工電弧焊、以及諸如熔化極氣體保護電弧焊、埋弧焊(潛弧焊)、葯芯焊絲電弧焊和電渣焊這樣的自動或半自動焊接技術。20世紀下半葉,焊接技術的發展日新月異,激光焊接和電子束焊接被開發出來。今天,焊接機器人在工業生產中得到了廣泛的應用。研究人員仍在深入研究焊接的本質,繼續開發新的焊接方法,並進一步提高焊接質量。金屬連接的歷史可以追溯到數千年前,早期的焊接技術見於青銅時代和鐵器時代的歐洲和中東。數千年前的兩河文明已開始使用軟釺焊技術。前340年,在製造重達5.4噸的印度德里鐵柱時,人們就採用了焊接技術 。中世紀的鐵匠通過不斷鍛打紅熱狀態的金屬使其連接,該工藝被稱為鍛焊。維納重·比林格塞奧於1540年出版的《火焰學》一書記述了鍛焊技術。文藝復興時期的工匠已經很好地掌握了鍛焊,接下來的幾個世紀中,鍛焊技術不斷改進。到19世紀時,焊接技術的發展突飛猛進,其風貌大為改觀。1800年,漢弗里·戴維爵士發現了電弧;稍後隨著俄國科學家尼庫萊·斯拉夫耶諾夫與美國科學家C·L·哥芬(C. L. Coffin)發明的金屬電極推動了電弧焊工藝的成型。電弧焊與後來開發的採用碳質電極的碳弧焊,在工業生產上得到廣泛應用。1900年左右,A·P·斯特羅加諾夫在英國開發出可以提供更穩定電弧的金屬包敷層碳電極;1919年,C·J·霍爾斯拉格(C. J. Holslag)首次將交流電用於焊接,但這一技術直到十年後才得到廣泛應用。電阻焊在19世紀的最後十年間被開發出來,第一份關於電阻焊的專利是伊萊休·湯姆森於1885年申請的,他在接下來的15年中不斷地改進這一技術。鋁熱焊接和可燃氣焊接發明於1893年。埃德蒙·戴維於1836年發現了乙炔,到1900年左右,由於一種新型氣炬的出現,可燃氣焊接開始得到廣泛的應用。由於廉價和良好的移動性,可燃氣焊接在一開始就成為最受歡迎的焊接技術之一。但是隨著20世紀之中,工程師們對電極表面金屬敷蓋技術的持續改進(即助焊劑的發展),新型電極可以提供更加穩定的電弧,並能夠有效地隔離基底金屬與雜質,電弧焊因此能夠逐漸取代可燃氣焊接,成為使用最廣泛的工業焊接技術。第一次世界大戰使得對焊接的需求激增,各國都在積極研究新型的焊接技術。英國主要採用弧焊,他們製造了第一艘全焊接船體的船舶弗拉戈號。大戰期間,弧焊亦首次應用在飛機製造上,如許多德國飛機的機體就是通過這種方式製造的。 另外值得注意的是,世界上第一座全焊接公路橋於1929年在波蘭沃夫其附近的Słudwia Maurzyce河上建成,該大橋是由華沙工業學院的斯特藩·布萊林(Stefan Bryła)於1927年設計的。1920年代,焊接技術獲得重大突破。1920年出現了自動焊接,通過自動送絲裝置來保證電弧的連貫性。保護氣體在這一時期得到了廣泛的重視。因為在焊接過程中,處於高溫狀態下的金屬會與大氣中的氧氣和氮氣發生化學反應,因此產生的空泡和化合物將影響接頭的強度。解決方法是,使用氫氣、氬氣、氦氣來隔絕熔池和大氣。接下來的10年中,焊接技術的進一步發展使得諸如鋁和鎂這樣的活性金屬也能焊接。1930年代至第二次世界大戰期間,自動焊、交流電和活性劑的引入大大促進了弧焊的發展。20世紀中葉,科學家及工程師們發明了多種新型焊接技術。 1930年發明的螺柱焊接(植釘焊),很快就在造船業和建築業中廣泛使用。同年發明的埋弧焊,直到今天還很流行。鎢極氣體保護電弧焊在經過幾十年的發展後,終於在1941年得以最終完善。隨後在1948年,熔化極氣體保護電弧焊使得有色金屬的快速焊接成為可能,但這一技術需要消耗大量昂貴的保護氣體。採用消耗性焊條作為電極的手工電弧焊是在1950年代發展起來的,並迅速成為最流行的金屬弧焊技術。 1957年,葯芯焊絲電弧焊首次出現,它採用的自保護焊絲電極可用於自動化焊接,大大提高了焊接速度。同一年,等離子弧焊發明。電渣焊發明於1958年,氣電焊則於1961年發明。焊接技術在近年來的發展包括:1958年的電子束焊接能夠加熱面積很小的區域,使得深處和狹長形工件的焊接成為可能。其後激光焊接於1960年發明,在其後的幾十年歲月中,它被證明是最有效的高速自動焊接技術。不過,電子束焊與激光焊兩種技術由於其所需配備價格高昂,其應用范圍受到限制
B. 焊接的發展史
電焊是在19世紀末隨著電力工業的發展而發展起來的。
1885年俄國H.H.別納爾多斯發現了碳極電弧。
1887年美國E.湯姆森(Elihu Thomson)發明了用於薄板焊接的電阻焊。
20世紀初,手弧焊已進入實用階段。20年代美國製成了自動電弧焊機。
1930年美國發明了埋弧焊。
40年代和50年代初,鎢極和熔化極惰性氣體保護焊,以及二氧化碳氣體保護焊相繼在美國和蘇聯問世,促進了氣體保護電弧焊的應用和發展。
1951年蘇聯發明了電渣焊,成為大厚度焊件的高效焊接方法。
50年代中,超聲波焊、摩擦焊和擴散焊又相繼在美國和蘇聯問世。50年代末和60年代中出現的等離子弧焊、電子束焊和激光焊標志著高功率密度熔焊的發展,使得許多難以用其他方法焊接的材料和結構得以焊接。
如今電焊已廣泛用於機械、電子、建築、船舶、航天、航空、能源等各工業部門中。電焊鋼結構件的重量已佔世界鋼產量的約45%。鋁和鋁合金的焊接結構的比重也在不斷增加。展望未來,一方面是新的電焊方法、電焊設備和電焊用材料將得到進一步開發,焊接工藝性能和焊接質量將提高和改善;另一方面焊接過程的機械化自動化水平將會進一步提高,焊接機器人和焊接機械手將進一步推廣。[1]
C. 焊接的大事記
金屬焊接和切割的發展歷史:
公元前3000多年,古埃及出現了鍛焊技術
公元前2000 多年中國的殷朝採用鑄焊製造兵器
公元前2000年前,中國已經掌握了青銅的釺焊及鐵器的鍛焊工藝 1801 年:英國人H.Davy發現電弧焊
1836 年:Edmund Davy 發現乙炔氣焊
1856 年:英格蘭物理學家James Joule 發現了電阻焊原理
1859 年:Deville 和Debray 發明氫氧氣焊
1881 年:法國人 De Meritens 發明了最早期的碳弧焊機
1881 年:美國的R. H. Thurston 博士用了六年的時間,完成了全系列銅-鋅合金釺料在強度與延伸性方面的
全部實驗
1882 年:英格蘭人Robert A. Hadfield 發明並以他的名字命名的奧氏體錳鋼獲得了專利權
1885 年:美國人Elihu Thompson 獲得電阻焊機的專利權
1885 年:俄羅斯人 Benardos Olszewski 發展了碳弧焊接技術
1888 年:俄羅斯人H.г.Cлавянов 發明金屬極電弧焊
1889—1890 年:美國人C. L. Coffin 首次使用光焊絲作電極進行了電弧焊接
1890 年;美國人C. L. Coffin 提出了在氧化介質中進行焊接的概念
1890 年:英國人Brown 第一次使用氧加燃氣切割進行了搶劫銀行的嘗試
1895 年:巴伐利亞人 Konrad Roentgen 觀察到了一束電子流通過真空管時產生X 射線的現象。
1895 年:法國人 Le Chatelier 獲得了發明氧乙炔火焰焊的證書
1898 年:德國人Goldschmidt 發明鋁熱焊
1898 年:德國人克萊菌.施密特發明銅電極弧焊
1900 年:英國人Strohmyer 發明了薄皮塗料焊條
1900 年:法國人 Fouch 和 Picard 製造出第一個氧乙炔割炬
1901 年:德國人Menne 發明了氧矛切割
1904 年:瑞典人奧斯卡.克傑爾貝格建立了世界上第一個電焊條廠—ESAB公司的OK焊條廠
1904 年:美國人Avery 發明了攜帶型鋼瓶
1907 年:在美國紐約拆除舊的中心火車站時,由於使用氧乙炔切割節省工程成本的20%多
1907 年:10 月 瑞典人O. Kjellberg 完善了厚葯皮焊條
1909 年:Schonherr 發明了等離子弧焊
1911年:由Philadelphia & Suburban 氣體公司建成了第一條使用氧溶劑氣焊焊接的11英里長管
1912 年:第一根氧乙炔氣焊鋼管投入市場
1912年:位於美國費城的Edward G. Budd 公司生產出第一個使用電阻點焊焊接的全鋼汽車車身
大約1912年: 美國福特汽車公司為了生產著名的T 型汽車,在自己工廠的實驗室里完成了現代焊接工藝。
1913 年:在美國的印第安納波利斯 Avery 和 Fisher 完善了乙炔鋼瓶
1916 年:安塞爾.先特.約發明了焊接區X 射線無損探傷法
1917 年:第一次世界大戰期間使用電弧焊修理了109 艘從德國繳獲的船用發動機,並使用這些修理後的船隻
把50 萬美國士兵運送到了法國
1917 年:位於美國麻薩諸塞州的Webster & Southbridge 電氣公司使用電弧焊設備焊接了11英里長、直徑為
3英寸的管線
1919 年:Comfort A.Adams 組建了美國焊接學會(AWS)
1924 年美國焊接協會活動時紀念照片
1919 年:C.J.Halslag 發明交流焊
1920 年:Gerdien 發現等離子流熱效應
1920 年:第一艘全焊接船體的汽船 Fulagar號在英國下水
大約1920 年:開始使用電弧焊修理一些貴重設備
大約1920 年:使用電阻焊焊接鋼管的生產方法(The Johnson Process)獲得了專利
大約1920 年:第一艘使用焊接方法製造的油輪Poughkeepsie Socony 號在美國下水
大約1920 年:葯芯焊絲被用於耐磨堆焊
1922 年:Prairie 管道公司使用氧乙炔焊接技術,成功地完成了從墨西哥到德克撒斯的直徑為8英寸,長達
140 英里的原油輸送管線的鋪設工作
1923 年:斯托迪發明堆焊
1923 年:世界上第一個浮頂式儲罐(用來儲存汽油或其他化工品)建成;其優點是由焊接而成的浮頂與罐壁
組成象望遠鏡一樣可升高或降低的儲罐,從而可以很方便的改變儲罐的體積
1924 年:Magnolia 氣體公司使用氧乙炔焊接技術建成了14 英里長的全焊結構的天然氣管線
1924 年:在美國由H.H.Lester 首先使用X 光線照相術,為Boston Edison 公司的發電廠檢驗蒸汽壓力為
8.3Mpa 的待安裝的鑄件質量