A. 焊接是谁发明的
19世纪末之前,唯一的焊接工艺是铁匠沿用了数百年的金属锻焊。最早的现代焊接技术出现在19世纪末,先是弧焊和氧燃气焊,稍后出现了电阻焊。20世纪早期,第一次世界大战和第二次世界大战中对军用设备的需求量很大,与之相应的廉价可靠的金属连接工艺受到重视,进而促进了焊接技术的发展。战后,先后出现了几种现代焊接技术,包括目前最流行的手工电弧焊、以及诸如熔化极气体保护电弧焊、埋弧焊(潜弧焊)、药芯焊丝电弧焊和电渣焊这样的自动或半自动焊接技术。20世纪下半叶,焊接技术的发展日新月异,激光焊接和电子束焊接被开发出来。今天,焊接机器人在工业生产中得到了广泛的应用。研究人员仍在深入研究焊接的本质,继续开发新的焊接方法,并进一步提高焊接质量。金属连接的历史可以追溯到数千年前,早期的焊接技术见于青铜时代和铁器时代的欧洲和中东。数千年前的两河文明已开始使用软钎焊技术。前340年,在制造重达5.4吨的印度德里铁柱时,人们就采用了焊接技术 。中世纪的铁匠通过不断锻打红热状态的金属使其连接,该工艺被称为锻焊。维纳重·比林格塞奥于1540年出版的《火焰学》一书记述了锻焊技术。文艺复兴时期的工匠已经很好地掌握了锻焊,接下来的几个世纪中,锻焊技术不断改进。到19世纪时,焊接技术的发展突飞猛进,其风貌大为改观。1800年,汉弗里·戴维爵士发现了电弧;稍后随着俄国科学家尼库莱·斯拉夫耶诺夫与美国科学家C·L·哥芬(C. L. Coffin)发明的金属电极推动了电弧焊工艺的成型。电弧焊与后来开发的采用碳质电极的碳弧焊,在工业生产上得到广泛应用。1900年左右,A·P·斯特罗加诺夫在英国开发出可以提供更稳定电弧的金属包敷层碳电极;1919年,C·J·霍尔斯拉格(C. J. Holslag)首次将交流电用于焊接,但这一技术直到十年后才得到广泛应用。电阻焊在19世纪的最后十年间被开发出来,第一份关于电阻焊的专利是伊莱休·汤姆森于1885年申请的,他在接下来的15年中不断地改进这一技术。铝热焊接和可燃气焊接发明于1893年。埃德蒙·戴维于1836年发现了乙炔,到1900年左右,由于一种新型气炬的出现,可燃气焊接开始得到广泛的应用。由于廉价和良好的移动性,可燃气焊接在一开始就成为最受欢迎的焊接技术之一。但是随着20世纪之中,工程师们对电极表面金属敷盖技术的持续改进(即助焊剂的发展),新型电极可以提供更加稳定的电弧,并能够有效地隔离基底金属与杂质,电弧焊因此能够逐渐取代可燃气焊接,成为使用最广泛的工业焊接技术。第一次世界大战使得对焊接的需求激增,各国都在积极研究新型的焊接技术。英国主要采用弧焊,他们制造了第一艘全焊接船体的船舶弗拉戈号。大战期间,弧焊亦首次应用在飞机制造上,如许多德国飞机的机体就是通过这种方式制造的。 另外值得注意的是,世界上第一座全焊接公路桥于1929年在波兰沃夫其附近的Słudwia Maurzyce河上建成,该大桥是由华沙工业学院的斯特藩·布莱林(Stefan Bryła)于1927年设计的。1920年代,焊接技术获得重大突破。1920年出现了自动焊接,通过自动送丝装置来保证电弧的连贯性。保护气体在这一时期得到了广泛的重视。因为在焊接过程中,处于高温状态下的金属会与大气中的氧气和氮气发生化学反应,因此产生的空泡和化合物将影响接头的强度。解决方法是,使用氢气、氩气、氦气来隔绝熔池和大气。接下来的10年中,焊接技术的进一步发展使得诸如铝和镁这样的活性金属也能焊接。1930年代至第二次世界大战期间,自动焊、交流电和活性剂的引入大大促进了弧焊的发展。20世纪中叶,科学家及工程师们发明了多种新型焊接技术。 1930年发明的螺柱焊接(植钉焊),很快就在造船业和建筑业中广泛使用。同年发明的埋弧焊,直到今天还很流行。钨极气体保护电弧焊在经过几十年的发展后,终于在1941年得以最终完善。随后在1948年,熔化极气体保护电弧焊使得有色金属的快速焊接成为可能,但这一技术需要消耗大量昂贵的保护气体。采用消耗性焊条作为电极的手工电弧焊是在1950年代发展起来的,并迅速成为最流行的金属弧焊技术。 1957年,药芯焊丝电弧焊首次出现,它采用的自保护焊丝电极可用于自动化焊接,大大提高了焊接速度。同一年,等离子弧焊发明。电渣焊发明于1958年,气电焊则于1961年发明。焊接技术在近年来的发展包括:1958年的电子束焊接能够加热面积很小的区域,使得深处和狭长形工件的焊接成为可能。其后激光焊接于1960年发明,在其后的几十年岁月中,它被证明是最有效的高速自动焊接技术。不过,电子束焊与激光焊两种技术由于其所需配备价格高昂,其应用范围受到限制
B. 焊接的发展史
电焊是在19世纪末随着电力工业的发展而发展起来的。
1885年俄国H.H.别纳尔多斯发现了碳极电弧。
1887年美国E.汤姆森(Elihu Thomson)发明了用于薄板焊接的电阻焊。
20世纪初,手弧焊已进入实用阶段。20年代美国制成了自动电弧焊机。
1930年美国发明了埋弧焊。
40年代和50年代初,钨极和熔化极惰性气体保护焊,以及二氧化碳气体保护焊相继在美国和苏联问世,促进了气体保护电弧焊的应用和发展。
1951年苏联发明了电渣焊,成为大厚度焊件的高效焊接方法。
50年代中,超声波焊、摩擦焊和扩散焊又相继在美国和苏联问世。50年代末和60年代中出现的等离子弧焊、电子束焊和激光焊标志着高功率密度熔焊的发展,使得许多难以用其他方法焊接的材料和结构得以焊接。
如今电焊已广泛用于机械、电子、建筑、船舶、航天、航空、能源等各工业部门中。电焊钢结构件的重量已占世界钢产量的约45%。铝和铝合金的焊接结构的比重也在不断增加。展望未来,一方面是新的电焊方法、电焊设备和电焊用材料将得到进一步开发,焊接工艺性能和焊接质量将提高和改善;另一方面焊接过程的机械化自动化水平将会进一步提高,焊接机器人和焊接机械手将进一步推广。[1]
C. 焊接的大事记
金属焊接和切割的发展历史:
公元前3000多年,古埃及出现了锻焊技术
公元前2000 多年中国的殷朝采用铸焊制造兵器
公元前2000年前,中国已经掌握了青铜的钎焊及铁器的锻焊工艺 1801 年:英国人H.Davy发现电弧焊
1836 年:Edmund Davy 发现乙炔气焊
1856 年:英格兰物理学家James Joule 发现了电阻焊原理
1859 年:Deville 和Debray 发明氢氧气焊
1881 年:法国人 De Meritens 发明了最早期的碳弧焊机
1881 年:美国的R. H. Thurston 博士用了六年的时间,完成了全系列铜-锌合金钎料在强度与延伸性方面的
全部实验
1882 年:英格兰人Robert A. Hadfield 发明并以他的名字命名的奥氏体锰钢获得了专利权
1885 年:美国人Elihu Thompson 获得电阻焊机的专利权
1885 年:俄罗斯人 Benardos Olszewski 发展了碳弧焊接技术
1888 年:俄罗斯人H.г.Cлавянов 发明金属极电弧焊
1889—1890 年:美国人C. L. Coffin 首次使用光焊丝作电极进行了电弧焊接
1890 年;美国人C. L. Coffin 提出了在氧化介质中进行焊接的概念
1890 年:英国人Brown 第一次使用氧加燃气切割进行了抢劫银行的尝试
1895 年:巴伐利亚人 Konrad Roentgen 观察到了一束电子流通过真空管时产生X 射线的现象。
1895 年:法国人 Le Chatelier 获得了发明氧乙炔火焰焊的证书
1898 年:德国人Goldschmidt 发明铝热焊
1898 年:德国人克莱菌.施密特发明铜电极弧焊
1900 年:英国人Strohmyer 发明了薄皮涂料焊条
1900 年:法国人 Fouch 和 Picard 制造出第一个氧乙炔割炬
1901 年:德国人Menne 发明了氧矛切割
1904 年:瑞典人奥斯卡.克杰尔贝格建立了世界上第一个电焊条厂—ESAB公司的OK焊条厂
1904 年:美国人Avery 发明了便携式钢瓶
1907 年:在美国纽约拆除旧的中心火车站时,由于使用氧乙炔切割节省工程成本的20%多
1907 年:10 月 瑞典人O. Kjellberg 完善了厚药皮焊条
1909 年:Schonherr 发明了等离子弧焊
1911年:由Philadelphia & Suburban 气体公司建成了第一条使用氧溶剂气焊焊接的11英里长管
1912 年:第一根氧乙炔气焊钢管投入市场
1912年:位于美国费城的Edward G. Budd 公司生产出第一个使用电阻点焊焊接的全钢汽车车身
大约1912年: 美国福特汽车公司为了生产著名的T 型汽车,在自己工厂的实验室里完成了现代焊接工艺。
1913 年:在美国的印第安纳波利斯 Avery 和 Fisher 完善了乙炔钢瓶
1916 年:安塞尔.先特.约发明了焊接区X 射线无损探伤法
1917 年:第一次世界大战期间使用电弧焊修理了109 艘从德国缴获的船用发动机,并使用这些修理后的船只
把50 万美国士兵运送到了法国
1917 年:位于美国麻萨诸塞州的Webster & Southbridge 电气公司使用电弧焊设备焊接了11英里长、直径为
3英寸的管线
1919 年:Comfort A.Adams 组建了美国焊接学会(AWS)
1924 年美国焊接协会活动时纪念照片
1919 年:C.J.Halslag 发明交流焊
1920 年:Gerdien 发现等离子流热效应
1920 年:第一艘全焊接船体的汽船 Fulagar号在英国下水
大约1920 年:开始使用电弧焊修理一些贵重设备
大约1920 年:使用电阻焊焊接钢管的生产方法(The Johnson Process)获得了专利
大约1920 年:第一艘使用焊接方法制造的油轮Poughkeepsie Socony 号在美国下水
大约1920 年:药芯焊丝被用于耐磨堆焊
1922 年:Prairie 管道公司使用氧乙炔焊接技术,成功地完成了从墨西哥到德克撒斯的直径为8英寸,长达
140 英里的原油输送管线的铺设工作
1923 年:斯托迪发明堆焊
1923 年:世界上第一个浮顶式储罐(用来储存汽油或其他化工品)建成;其优点是由焊接而成的浮顶与罐壁
组成象望远镜一样可升高或降低的储罐,从而可以很方便的改变储罐的体积
1924 年:Magnolia 气体公司使用氧乙炔焊接技术建成了14 英里长的全焊结构的天然气管线
1924 年:在美国由H.H.Lester 首先使用X 光线照相术,为Boston Edison 公司的发电厂检验蒸汽压力为
8.3Mpa 的待安装的铸件质量