L’histoire complète du soudage

Le soudage est l’une des étapes les plus critiques de la fabrication moderne des métaux. C’est une connaissance commune. Cependant, la plupart des gens ne savent pas d’où vient le soudage, quelle était sa forme la plus ancienne et comment il a évolué au fil des ans.

Bien que la forme moderne de soudage qui implique les outils de soudage que nous voyons aujourd’hui ait été inventée dans les années 1800 pendant la Révolution industrielle, le premier type de soudage remonte à des milliers d’années. Le soudage existait sous une forme ou une autre à l’âge du bronze et à l’âge du fer. Les archéologues ont trouvé de petites boîtes d’or avec des joints soudés par pression il y a plus de deux millénaires. De plus, il existe des preuves que les anciens Égyptiens savaient souder le fer ensemble.

D’après ces résultats, il devrait être clair que le soudage n’est pas une pratique nouvelle; au contraire, il existe depuis l’âge du fer et peut-être même avant. Cependant, le soudage effectué à cette époque était pour le moins extrêmement élémentaire; il ne s’agissait que de marteler ensemble deux pièces métalliques sous la chaleur.

La forme de soudage largement pratiquée aujourd’hui, bien qu’avec des équipements et des techniques plus modernes, a été découverte au 19ème siècle. Cependant, les autres périodes où le soudage était pratiqué ont joué un rôle important dans cette découverte. Par conséquent, nous les avons inclus dans ce guide sur l’histoire du soudage.

Qui a inventé le soudage ?

Avant d’entamer la discussion sur les différentes périodes de l’histoire du soudage, il est essentiel de savoir qui a inventé le soudage. Ici, nous parlons de la forme moderne de soudage et non de la soudure qui existait au Moyen Âge ou à des périodes antérieures.

Quelle est la forme moderne de soudage? C’est une méthode qui implique l’utilisation de procédés de fusion pour assembler des morceaux de plastique ou de métaux pour créer ou réparer des structures métalliques. La chaleur est couramment utilisée pour souder les pièces métalliques, et l’équipement de soudage utilise la lumière laser, l’arc électrique ou les flammes nues pour effectuer la fusion.

Maintenant que vous savez comment fonctionne la forme moderne de soudage, nous pouvons revenir à notre discussion sur qui a inventé le soudage. Alors que beaucoup de gens aiment créditer Sir Humphry Davy de la découverte du soudage moderne, personne ne peut être crédité de l’invention du soudage.

Cependant, les premières incursions vers la forme moderne de soudage ont été faites au tournant du 19ème siècle lorsque Sir Davy a utilisé une batterie pour produire un arc électrique entre deux électrodes en carbone pour la toute première fois. C’était en l’an 1800. Trente-six ans plus tard, l’acétylène a été découvert par Edmund Davy. Cependant, il a fallu encore 45 ans pour que la forme moderne de soudage soit inventée.

Que s’est-il passé pendant ces 45 années ? August De Meritens a assemblé des plaques de plomb à l’aide de la chaleur de l’arc. Cela a été suivi par Nikolai Benardos, un étudiant russe de De Meritens, brevetant une méthode de soudage à l’arc électrique impliquant des tiges de carbone. Les procédés de soudage se sont développés très rapidement après cela.

Comment les électrodes métalliques pouvaient être utilisées pour le soudage a été découvert par Nikolai Slavynov. De plus, un ingénieur américain C.L Coffin a mis au point un soudage à l’arc qui impliquait l’utilisation d’une électrode métallique revêtue; cela a ouvert la voie à la découverte du soudage à l’arc métallique blindé. C’est ainsi qu’est née la forme moderne de soudage.

Comment la forme moderne de soudage a-t-elle changé au fil des ans?

Avant de plonger dans l’histoire du soudage, il est essentiel de discuter de la façon dont le soudage sous forme moderne, découvert au 19ème siècle, a évolué au fil des ans. Au cours des 200 dernières années ou plus, les techniques et les équipements utilisés pour effectuer le soudage ont changé à maintes reprises, pour le mieux. Ce processus d’évolution a permis au processus de soudage de devenir plus rapide et plus précis.

À l’heure actuelle, nous disposons de procédés de soudage hautement sophistiqués tels que le soudage robotisé; c’est une méthode qui permet de souder le métal plus précisément et plus rapidement que n’importe quel soudeur humain qui effectue la tâche manuellement. De plus, cette forme moderne de soudage minimise, voire élimine, les risques pour l’homme liés au soudage. Le processus de soudage ne fera que s’améliorer et devenir plus sophistiqué à l’avenir.

Cependant, tout a commencé avec la découverte de l’acétylène au début du 19ème siècle; cela a permis d’effectuer un soudage avec une source de soudage contrôlable. Cependant, c’est au début du 20ème siècle que le soudage moderne a véritablement commencé à prendre forme; c’était une époque où l’électricité a commencé à devenir largement disponible.

Pendant la Première et la Seconde Guerre mondiale, l’innovation dans les méthodes et la technologie de soudage a commencé à se produire car les militaires en avaient rapidement besoin. Ce n’est qu’après la Seconde Guerre mondiale que le soudage a été utilisé pour assembler des métaux dans des structures essentielles telles que les navires.

Les années 1950 ou la période immédiatement après la Seconde Guerre mondiale ont été consacrées au procédé de soudage au Co2 et à sa popularité croissante. Cependant, de nombreux développements clés dans le soudage moderne ont eu lieu dans les années 1960. Certains de ces développements ou progrès comprenaient le soudage Électroslag, Innershield et Dualshield. Une autre découverte critique au cours de cette décennie a été le soudage à l’arc plasma.

Bien qu’il s’agisse d’une période relativement discrète de l’histoire du soudage moderne, l’année 1970 a été celle de l’introduction de nombreuses nouvelles techniques de soudage; les méthodes étaient destinées à soutenir la miniaturisation électronique. Ils comprenaient l’infrarouge, le gaz chaud et la phase vapeur.

La dernière phase du soudage moderne a commencé en 1991 lorsque TWI a introduit le soudage par friction-malaxage. Cependant, la prochaine découverte cruciale dans le soudage a été faite huit ans plus tard; la découverte était une méthode qui augmentait considérablement la pénétration du flux dans une soudure. Un an plus tard, le soudage par impulsions magnétiques a été introduit.

La même année, nous avons également vu, pour la première fois, un composite métallique être soudé à la radiographie. Le soudage hybride à l’arc laser a été découvert huit ans plus tard. En 2013, nous avons vu le développement du soudage à l’arc-brasage des métaux gazeux et l’utilisation de la technologie laser et d’un joint à recouvrement dans le soudage de l’aluminium et de l’acier à faible teneur en carbone. C’est ainsi que les formes modernes de soudage ont changé au fil des ans.

Histoire de la chronologie du soudage

Maintenant que vous avez une idée de qui a inventé le soudage moderne et comment il a changé au fil des ans, nous pouvons accéder à l’histoire de la chronologie du soudage; c’est l’histoire complète du soudage qui remonte à la période avant Jésus-Christ (avant Jésus-Christ). Il couvre toutes les périodes de cela jusqu’en 2013; il donne également un aperçu de l’avenir du soudage. Sans perdre plus de temps, commençons par l’historique du calendrier de soudage.

Soudage à la période avant JC

C’est à cette période que le métal a été martelé et plié pour la toute première fois; le métal qui a été soumis à la première forme de soudage est considéré comme du cuivre. De nombreux historiens pensent que le soudage a commencé dans l’Egypte ancienne en l’an 4000 avant JC.. Initialement, le soudage n’était effectué que sur du cuivre; cependant, le processus a progressé au fil des ans, et finalement le fer, l’or, l’argent et le bronze ont également commencé à être soudés.

L’étain a été découvert en 3500 av.J.-C., et les travaux sur le bronze ont commencé entre 3000 et 2000 Av.J.-C.. C’était aussi l’époque où les petites boîtes d’or soudées à la pression avec des joints que nous avons mentionnées précédemment ont été découvertes. De plus, le métal a été façonné en armes, ustensiles et bijoux pendant cette période.

En 3000 avant JC, la soudure dure était utilisée par les Sumériens pour produire des épées. Au cours de la même période, la chaleur générée par le charbon de bois était utilisée par les Anciens Égyptiens pour convertir le minerai de fer en fer éponge. C’était également la première fois que le soudage sous pression était utilisé.

En 2250 avant JC, les Perses utilisaient le Cobalt pour colorer le verre. En 1500 av.J.-C., le mercure a été découvert et les premiers cas de fusion du fer ont eu lieu. En 1330 av.J.-C., un chalumeau et une soudure ont été utilisés par les anciens Égyptiens pour effectuer le soudage du métal. Plus de 300 ans plus tard, en 1000 av.J.-C., le travail du fer a commencé; c’était une époque où les fours étaient utilisés pour plier le métal pour produire des fers de lance et des épées.

Au même moment, des joints rodés ont été martelés en Irlande pour fabriquer des boîtes en or. Entre 900 et 850 av.J.-C., les Égyptiens ont commencé à fabriquer des outils en fer. La popularité du fer a ralenti au cours de cette période, les gens se familiarisant de plus en plus avec le cuivre et le bronze et leur utilité. À la même époque, les Babyloniens ont commencé à fabriquer des armes en fer.

Soudage à l’époque de l’an et au Moyen Âge

La première période enregistrée au cours de laquelle le processus de brasage à l’or a été pratiqué est de l’an 60.. Cela a été enregistré comme un auteur romain Pline qui a vécu au début de l’Empire romain; il documente le processus en décrivant comment les sels fonctionnaient comme un flux et comment la difficulté du brasage déterminait la couleur du métal.

Le prochain développement significatif du soudage au cours de la période de l’an 310 de notre ère a eu lieu lorsqu’un pilier de fer en Inde a été construit en utilisant le soudage. Le pilier pesait plus de cinq tonnes métriques. De plus, il existe des structures à Rome, en Scandinavie et en Angleterre qui ont été construites par soudage entre 300 et 400 après JC

En 589 après JC., le fer forgé a été converti en acier pour la première fois pendant la période de la dynastie Sui par les Chinois. Au cours de la même période, les épées de samouraï ont été fabriquées par les Japonais en utilisant un procédé de soudage et de moulage.

En l’an 1000, Théophile Le Moine a écrit un manuscrit décrivant le processus de mélange du flux pour braser l’argent. En 1375, le zinc métallique a été découvert. Du 5ème au 14ème siècle, plus connu sous le nom de Moyen Âge, le soudage à la forge a été à la base de tous les développements et découvertes réalisés dans le soudage. Cependant, la chose a commencé à changer après cette période.

Soudage au cours du 14ème au 17ème siècle

L’histoire du soudage au cours de cette période commence en 1540; c’était l’année où le métallurgiste italien Vannoccio Biringuccio a publié De la pirotechnia. Ce livre décrit l’opération de forgeage. La même année, le processus a été maîtrisé par des artisans de la Renaissance, ce qui a propulsé la croissance continue du soudage dans les siècles qui ont suivi.

Une autre année critique au cours de cette période pour le soudage était 1568; c’était l’année au cours de laquelle un orfèvre italien Benventuto Cellini a détaillé comment un processus de soudure pouvait être utilisé pour braser un allié en argent ou en cuivre. Le terme soudure a été utilisé pour la première fois en 1599, et au 17ème siècle, la fonte ne peut pas être produite pour la toute première fois.

L’année 1800

Il y a eu des développements importants dans le soudage au cours du 19ème siècle. Une découverte importante dans le soudage a été faite pendant cette période; la découverte a été l’utilisation d’acétylène ou de flammes nues. Quelle était cette découverte importante? Parce qu’il a permis la fabrication d’outils et d’équipements complexes en métal.

En 1836, l’acétylène a été découvert par l’Anglais Edmund Davy, et bientôt, il a commencé à être utilisé dans l’industrie du soudage. Sir Humphrey Davy a inventé un outil à piles capable de produire un arc électrique entre des électrodes en carbone en 1800. L’outil inventé par Sir Davy était largement utilisé pour souder les métaux.

L’année 1880

Auguste De Meritens, un scientifique français, a utilisé avec succès la chaleur générée par l’arc pour assembler des plaques de plomb en 1881. La même année, Nokolai N. Benardos, un scientifique russe, avec son collègue Stanislaus Olszewski, a inventé un porte-électrode qu’ils ont breveté au Royaume-Uni et aux États-Unis

Ils année 1890

À cette époque, le soudage à l’arc au carbone était la méthode de soudage la plus populaire et la plus largement utilisée. Cependant, l’ingénieur américain C.L Coffin a découvert la méthode de soudage à l’arc par électrode métallique en 1890 et l’a brevetée. La même année, le scientifique russe N.G. Slavianoff a utilisé la même manière que Coffin pour couler des métaux dans des moules.

L’année 1900

Strohmenger a introduit une électrode métallique revêtue en 1990. Un revêtement à la chaux a ajouté de la stabilité à l’arc. La même année, plusieurs autres procédés de soudage ont également été développés; ceux-ci comprenaient le soudage par points, le soudage par projection, le soudage à la couture et le soudage bout à bout flash. En outre, c’est à la même époque que les électrodes en bâton sont devenues un outil populaire pour le soudage.

L’année 1919

Comfort Avery Adams a créé l’American Welding Society après la fin de la Première Guerre mondiale. L’objectif de la création du SSFE était d’encourager le développement ultérieur des procédés de soudage. Cette première partie d’une découverte importante liée au soudage dans l’ère de l’après-GUERRE a été l’invention du courant alternatif en 1919. Cependant, cette invention n’a été utilisée par l’industrie du soudage que dans les années 1930.

Les années 1920

Il y a eu des développements significatifs dans le soudage au cours de cette période, le plus notable d’entre eux étant l’introduction du soudage automatique. Une méthode qui combinait des fils d’électrode nus avec une tension d’arc, le soudage automatisé a été initialement utilisé pour construire des roues de grue et des arbres de moteur usés. Plus tard, l’industrie automobile l’a utilisé pour produire des boîtiers pour l’essieu arrière.

En plus de ce qui précède, de nombreuses électrodes de soudage ont été développées au cours des années 1920, notamment des tiges à revêtement lourd développées et utilisées par la société A.O. Smith en 1927. Les tiges d’électrodes extrudées ont été fabriquées et vendues au public pour la première fois en 1929.

Parmi les autres découvertes critiques dans le domaine du soudage au cours des années 1920, citons la création de l’Institute of Welding Engineers. Le soudage test effectué en utilisant de l’argon et de l’hélium comme gaz de protection, la recherche sur l’utilisation des rayons X pour tester les soudures et la construction du premier pont ferroviaire soudé.

Les années 1930

En 1930, le soudage des goujons a été développé par le New York Navy Yard. Le but principal de ceci était de fixer le platelage en bois sur une surface en métal. Deux industries où ce procédé de soudage était largement utilisé étaient la construction et la construction navale.

Au cours de la même période, le procédé de soudage à l’arc submergé a également été développé par la National Tube Company; il s’agissait d’un procédé de soudage automatique conçu spécifiquement pour une usine de tubes basée à McKeesport, en Pennsylvanie. La création de joints longitudinaux dans le tuyau était le but de développer ce procédé de soudage.

En 1930, Robinoff a breveté le procédé et l’a vendu plus tard à Linde Air Products Company; c’est là que le procédé a reçu le nom de soudure Unionmelt. »Le procédé de soudage à l’arc submergé, plus avancé, a rapidement remplacé le procédé de soudage des goujons dans le secteur de la construction navale; le procédé s’est avéré extrêmement productif dans les chantiers navals. Le processus reste populaire même aujourd’hui.

Les années 1940

Une idée de C.L Coffin est à l’origine de la méthode de soudage à l’arc au tungstène au gaz (GTAW), brevetée par Coffin en 1890. La méthode GTAW permet le soudage sous atmosphère gazeuse non oxydante. À la fin des années 1920, le H.M. Hobart affine le concept en utilisant de l’hélium comme gaz de protection. Plus tard, P.K Devers a remplacé l’hélium par de l’argon comme gaz de protection pour effectuer la GTAW.

Jusque dans les années 1940, c’était la méthode utilisée pour souder l’aluminium, l’acier inoxydable et le magnésium. En 1941, Meredith perfectionna le procédé et le nomma soudage Héliarc. Plus tard, la société Linde Air Products a breveté le procédé sous son nom et l’a ensuite utilisé pour développer la torche refroidie à l’eau.

L’un des procédés de soudage les plus critiques, le GTAW a servi de base au développement du procédé de soudage à l’arc au gaz métallique (GMAW) en 1948; le développement a été parrainé par la Société de réduction d’air et réalisé à l’Institut commémoratif Battelle.

Tout comme dans le procédé GTAW, l’arc blindé au gaz a été utilisé pour développer le procédé GMAW; la seule différence était que l’électrode de tungstène a été remplacée par un fil d’électrode alimenté en continu. La source d’alimentation à tension constante et les fils de petit diamètre ont été des changements fondamentaux qui ont ajouté de la convivialité au processus.

Auparavant, S.E. Kennedy avait breveté ce principe. GMAW a été initialement introduit comme un moyen de souder des métaux non ferreux. Cependant, les gens ont rapidement commencé à essayer le processus sur l’acier en raison de son taux de dépôt élevé.

Les années 1950

En 1953, Novochilov et Lioubavski ont popularisé le procédé de soudage au Co2, et il est devenu la méthode préférée pour le soudage des aciers; cela était principalement dû à l’abordabilité du procédé. Ce procédé de soudage consistait essentiellement à souder avec des électrodes consommables dans une atmosphère de gaz CO2.

Malgré l’utilisation d’équipements conçus pour l’arc métallique à gaz inerte, le procédé de soudage au Co2 pourrait être utilisé pour souder économiquement des aciers. Cela a aidé le processus de soudage à devenir populaire presque immédiatement après son introduction.

Un arc chaud est un arc utilisé dans le processus de Co2, et les fils d’électrode plus grands nécessitent des courants relativement élevés. Peu de temps après, nous avons assisté au lancement de fils d’électrodes de plus petit diamètre. Cela rendait plus pratique la soudure de matériaux minces. Avec l’introduction de ces fils électrodes et de ces alimentations de plus en plus raffinées, la popularité du processus a considérablement augmenté.

À la fin de 1958 et au début de 1959, le soudage par micro-fil ou par transfert par immersion, la variation de l’arc de court-circuit du GMAW a été développée. Quel était le but de cette variation? Il a permis le soudage sur des matériaux minces dans toutes les positions; bientôt, il est devenu l’une des variétés les plus populaires du procédé de soudage à l’arc à gaz (GMAW).

Les années 1960

Des progrès significatifs ont été réalisés dans l’industrie du soudage dans les années 1960. Parmi ces développements ou améliorations, citons le soudage Électroslag, Innershield et Dualshield. Pendant la même période, Robert M. Gage a inventé le soudage à l’arc plasma. La méthode a été utilisée pour effectuer une pulvérisation de métal. Les années 1960 ont également été l’époque où les Français ont développé le soudage par faisceau d’électrons; l’industrie aéronautique américaine utilise toujours cette méthode de soudage.

Un développement important dans l’industrie du soudage qui s’est produit au cours des années 1960 a été l’invention du laser. Quelques années plus tard, le soudage par faisceau laser a été introduit; il s’est avéré extrêmement utile dans le soudage, en particulier le soudage automatisé et à grande vitesse. Cependant, il y a quelques inconvénients importants associés à cette méthode, qui est la raison pour laquelle il n’est pas utilisé de soudage aujourd’hui; les difficultés comprenaient le coût élevé de l’équipement et les applications limitées.

En 1960, un autre procédé de soudage a également été introduit, et ce procédé était le soudage explosif. En 1962, la capsule spatiale Mercury a été soudée par Sciaky, une entreprise de fabrication américaine. En 1963, il y a eu quelques développements importants dans les tests de soudure, y compris le test de Varestraint et la torche à souder.

Entre 1965 et 1967, il y a eu une utilisation accrue du laser Co2 pour couper et souder. De plus, le soudage par gravité a commencé au Royaume-Uni (Royaume-Uni) pendant cette période. En 1969, le vaisseau spatial SOYOUZ-6 a été soudé dans l’espace par les Russes. Enfin, de nombreuses nouvelles techniques de soudure ont été introduites dans les années 1970; le but de ces techniques était d’assurer le support de la miniaturisation électronique, et elles comprenaient l’infrarouge, le gaz chaud et la phase vapeur.

L’Ère moderne ou la plus récente du soudage

Cette période commence en 1991 et dure jusqu’en 2013. De nombreux procédés de soudage utilisés aujourd’hui, qui sont plus de 90, ont été découverts modifiés à leur état actuel à cette époque. Certains des développements les plus importants à avoir lieu dans la dernière ère du soudage sont les ordinateurs de bord, le soudage robotisé, les mélanges de gaz multiples et les électrodes hautement sophistiquées.

Le premier développement significatif de cette ère de soudage a été l’introduction du TWI par soudage par friction-malaxage en 1991. En 1999, la prochaine découverte considérable en soudage a été faite; c’était une méthode qui augmentait la pénétration du flux dans une soudure de jusqu’à 300%.

En 2000, le soudage par impulsions magnétiques a été introduit. Le composite métallique a également été soudé avec une radiographie pour la première fois la même année. En 2008, le soudage hybride laser-arc a été découvert. Enfin, en 2013, le développement du Soudage-Brasage à l’arc métallique au Gaz a eu lieu; c’était un processus qui soudait l’acier utilisé dans les automobiles. Enfin, nous avons été témoins de l’utilisation de la technologie laser et d’un joint à recouvrement dans le soudage de l’aluminium et de l’acier à faible teneur en carbone pour la première fois la même année.

Quel est l’avenir du soudage ?

Après avoir traversé toutes les différentes époques du soudage à ce jour, nous sommes maintenant en mesure de prédire à quoi pourrait ressembler l’avenir du soudage. Tout d’abord, nous nous attendons à ce que les opérations de soudage intègrent pleinement les mécanismes de contrôle des processus d’introduction et la fabrication agile. De plus, comme le soudage est de plus en plus intégré dans la conception de la fabrication et aligné sur les systèmes d’information, nous nous attendons à ce que le processus de soudage devienne plus automatisé.

En plus de ce qui précède, nous nous attendons à ce que les matériaux conçus pour être soudés soient une exigence essentielle dans la fabrication de futurs produits; ces matériaux sont susceptibles d’inclure des matériaux intelligents et à haute résistance avec des puces informatiques intégrées qui surveillent les performances du cycle de vie de la construction soudée. À l’avenir, ces matériaux pourraient créer de nombreuses nouvelles opportunités pour l’industrie du soudage.

À l’avenir, la modélisation du soudage deviendra un élément crucial du processus qui vise le soudage intégré tout au long du cycle de vie de fabrication. Enfin, les besoins en énergie pour le soudage diminueront considérablement avec le développement de ces matériaux intelligents, ce qui contribuera à réduire les coûts de soudage.

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