焊接技术发展史

焊接是通过加热、加压或两者兼有,使同性或异性的两个工件相互结合的加工技术和连接方法。焊接应用广泛,既可用于金属也可用于非金属。

焊接技术是随着金属的应用而出现的。古代的焊接方法主要是铸焊、钎焊和锻焊。我国商代制造的铁边铜钹是铁与铜的铸焊件,其表面铜与铁的熔合线蜿蜒曲折,结合良好。春秋战国时期,曾侯乙墓中鼓的青铜基座上有多条龙,分段钎焊连接。经分析,所用成分与现代软钎料相似。

战国时期制造的剑有钢刃和熟铁背,一般是加热锻造焊接而成。据明代宋所著《天工开物》一书记载,在中国古代,铜和铁在炉中同热,锻造成刀和斧;在接头处撒上黄泥或过筛的旧墙土,分段锻焊大锚。中世纪,叙利亚大马士革也用锻造和焊接的方法制造武器。

古代的焊接技术长期停留在铸焊、锻焊、钎焊的水平。使用的热源是火,温度低,能量不集中。它不能用于焊接大截面和长焊缝的工件,只能用于制作装饰品、简单的工具和武器。

19世纪初,英国的戴维斯发现了两种能部分熔化金属的高温热源:电弧和氧乙炔火焰。从1885到1887,俄罗斯的贝纳多斯发明了碳电极电弧焊钳;1900年,铝热焊再次出现。

20世纪初,应用了碳电极电弧焊和气焊,还出现了薄涂层焊条电弧焊。电弧相对稳定,熔池受到熔渣保护,焊接质量提高,使手工电弧焊进入实用阶段。自20世纪20年代以来,电弧焊已成为一种重要的焊接方法。

这一时期,美国的Noble公司利用电弧电压控制焊条的进给速度,制成了自动弧焊机,成为焊接机械化和自动化的开端。1930年,美国的罗比诺夫发明了焊丝和焊剂埋弧焊,焊接机械化得到进一步发展。20世纪40年代,为了满足焊接铝、镁合金和合金钢的需要,钨极和金属惰性气体相继问世。

1951年,苏联巴顿电焊研究所创造了电渣焊,成为厚工件的高效焊接方法。1953年,苏联的柳巴夫斯基等人发明了二氧化碳气体保护电弧焊,促进了气体保护电弧焊的应用和发展,如混合气体保护电弧焊、药芯焊丝气渣接头保护电弧焊、自保护电弧焊等。

1957美国Gage发明等离子弧焊;德国和法国在1940年代发明的电子束焊接在1950年代也得到应用和进一步发展。20世纪60年代,激光焊接等离子、电子束和激光焊接方法再次出现,标志着高能量密度熔焊的新发展,大大提高了材料的可焊性,使许多用其他方法难以焊接的材料和结构得以焊接。

其他焊接技术还有1887,当时美国的汤普森发明了电阻焊,并用于薄板的点焊和缝焊。缝焊是压力焊中最早的半机械化焊接方法。随着缝焊的进行,工件被两个滚轮向前推动。在20世纪20年代,闪光对焊被用于焊接杆和链条。至此,电阻焊已进入实用阶段。1956年,美国的琼斯发明了超声波焊接;苏联的丘德科夫发明了摩擦焊;1959年,美国斯坦福研究所成功研究爆炸焊接;50年代末,苏联制造了真空扩散焊接设备。