La storia completa della saldatura

La saldatura è uno dei passaggi più critici nella moderna fabbricazione dei metalli. Questa è conoscenza comune. Tuttavia, la maggior parte delle persone non sa dove ha avuto origine la saldatura, qual era la sua prima forma e come si è evoluta nel corso degli anni.

Sebbene la moderna forma di saldatura che coinvolge gli strumenti di saldatura che vediamo oggi sia stata inventata nel 1800 durante la rivoluzione industriale, il primo tipo di saldatura risale a migliaia di anni. La saldatura esisteva in qualche forma nell’età del bronzo e nell’età del ferro. Gli archeologi hanno trovato piccole scatole d’oro con giunture saldate a pressione oltre due millenni fa. Inoltre, ci sono prove che gli antichi egizi sapevano come saldare il ferro insieme.

Da questi risultati, dovrebbe essere chiaro che la saldatura non è una pratica nuova; invece, esiste dall’età del ferro e forse anche prima. Tuttavia, la saldatura eseguita in quei tempi era estremamente elementare, per non dire altro; non comportava altro che martellare insieme due pezzi di metallo sotto il calore.

La forma di saldatura che è ampiamente praticata oggi, anche se con attrezzature e tecniche più moderne, è stata scoperta nel 19 ° secolo. Tuttavia, gli altri periodi in cui è stata praticata la saldatura ha giocato un ruolo significativo in questa scoperta. Pertanto, li abbiamo inclusi in questa guida sulla storia della saldatura.

Chi ha inventato la saldatura?

Prima di iniziare la discussione sui diversi periodi della storia della saldatura, è essenziale sapere chi ha inventato la saldatura. Qui, stiamo parlando della forma moderna di saldatura e non della saldatura che esisteva nel Medioevo o nei periodi precedenti.

Qual è la forma moderna di saldatura? È un metodo che prevede l’uso di processi di fusione per unire pezzi di plastica o metalli insieme per creare o riparare strutture metalliche. Il calore è comunemente usato per saldare i pezzi di metallo e le apparecchiature di saldatura utilizzano luce laser, arco elettrico o fiamme libere per eseguire la fusione.

Ora che sapete come funziona la moderna forma di saldatura, possiamo tornare alla nostra discussione su chi ha inventato la saldatura. Mentre molte persone amano accreditare Sir Humphry Davy con la scoperta della saldatura moderna, nessuna persona può essere accreditata con l’invenzione della saldatura.

Tuttavia, le prime incursioni verso la moderna forma di saldatura furono fatte a cavallo del 19 ° secolo quando Sir Davy utilizzò una batteria per produrre un arco elettrico tra due elettrodi di carbonio per la prima volta. Questo era l’anno 1800. Trentasei anni dopo, l’acetilene fu scoperto da Edmund Davy. Tuttavia, ci sono voluti altri 45 anni per inventare la moderna forma di saldatura.

Cosa è successo in questi 45 anni? Agosto De Meritens uniti piastre di piombo utilizzando calore ad arco. Questo è stato seguito da Nikolai Benardos, uno studente russo di De Meritens, brevettando un metodo di saldatura ad arco elettrico che coinvolge barre di carbonio. I processi di saldatura si sono sviluppati molto rapidamente dopo questo.

Come gli elettrodi metallici potrebbero essere utilizzati per la saldatura è stato scoperto da Nikolai Slavynov. Inoltre, un ingegnere americano C. L Coffin si avvicinò con una saldatura ad arco che ha coinvolto l’uso di un elettrodo metallico rivestito; questo posto le basi per la scoperta di saldatura ad arco metallico schermato. Ecco come è nata la moderna forma di saldatura.

Come è cambiata la moderna forma di saldatura nel corso degli anni?

Prima di immergerci nella storia della saldatura, è essenziale discutere di come la saldatura moderna, scoperta nel 19 ° secolo, sia cambiata nel corso degli anni. Negli ultimi 200 anni o più, le tecniche e le attrezzature utilizzate per eseguire la saldatura sono cambiate più e più volte, in meglio. Questo processo di evoluzione ha aiutato il processo di saldatura a diventare più veloce e preciso.

In questo momento, disponiamo di processi di saldatura altamente sofisticati come la saldatura robotica; questo è un metodo che può saldare il metallo in modo più accurato e rapido rispetto a qualsiasi saldatore umano che esegue manualmente l’operazione. Non solo, questa moderna forma di saldatura riduce al minimo o addirittura elimina i rischi per l’uomo mediante saldatura. Il processo di saldatura è solo andando a ottenere una migliore e più sofisticato in futuro.

Tuttavia, tutto questo è iniziato con la scoperta dell’acetilene all’inizio del 19 ° secolo; questo ha permesso di eseguire la saldatura con una fonte controllabile di saldatura. Tuttavia, è stato durante l’inizio del 20 ° secolo che la saldatura moderna ha veramente iniziato a prendere forma; questo è stato un momento in cui l’elettricità ha cominciato a diventare ampiamente disponibile.

Durante la prima e la seconda guerra mondiale, l’innovazione nei metodi e nella tecnologia di saldatura ha iniziato ad accadere poiché i militari ne avevano bisogno rapidamente. Fu solo dopo la seconda guerra mondiale che la saldatura fu utilizzata per unire i metalli in strutture essenziali come le navi.

Il 1950 o il periodo immediatamente dopo la seconda guerra mondiale è stato tutto il processo di saldatura a Co2 e la sua popolarità in rapida crescita. Tuttavia, molti degli sviluppi chiave nella saldatura moderna ha avuto luogo nel 1960. Alcuni di questi sviluppi o avanzamenti inclusi Electroslag, Innershield, e saldatura Dualshield. Un’altra scoperta critica durante questo decennio è stata la saldatura ad arco al plasma.

Sebbene fosse un periodo relativamente basso nella storia della saldatura moderna, l’anno 1970 fu quando furono introdotte molte nuove tecniche di saldatura; i metodi erano destinati a fornire supporto alla miniaturizzazione elettronica. Includevano infrarossi, gas caldo e fase vapore.

L’ultima fase della saldatura moderna è iniziata nel 1991 quando TWI ha introdotto la saldatura ad attrito. Tuttavia, la cruciale scoperta successiva nella saldatura fu fatta otto anni dopo; la scoperta fu un metodo che aumentò significativamente la penetrazione del flusso in una saldatura. Un anno dopo è stata introdotta la saldatura a impulsi magnetici.

Nello stesso anno, abbiamo anche assistito, per la prima volta, alla saldatura a raggi X di compositi metallici. La saldatura ibrida ad arco laser è stata scoperta otto anni dopo. Nel 2013, abbiamo visto lo sviluppo di Gas metallo saldatura ad arco-brasatura e l’uso della tecnologia laser e un giunto a giro in alluminio e saldatura in acciaio a basso tenore di carbonio. Questo è il modo in cui le forme moderne di saldatura sono cambiate nel corso degli anni.

Storia della linea temporale della saldatura

Ora che avete un’idea di chi ha inventato la saldatura moderna e di come è cambiata nel corso degli anni, possiamo arrivare alla storia della linea temporale della saldatura; questa è la storia completa della saldatura che risale al periodo prima di Cristo (AC). Copre tutti i periodi da quello fino al 2013; fornisce anche uno sguardo al futuro della saldatura. Senza perdere altro tempo, iniziamo con la cronologia della timeline di saldatura.

Saldatura nel periodo B. C.

Fu durante questo periodo che il metallo è stato martellato e piegato per la prima volta; il metallo che è stato sottoposto alla prima forma di saldatura è pensato per essere rame. Molti storici ritengono che la saldatura sia iniziata nell’antico Egitto nell’anno 4000 a. C.. Inizialmente, la saldatura è stata eseguita solo su rame; tuttavia, il processo progredito nel corso degli anni, e, infine, ferro, oro, argento, e bronzo ha iniziato ad essere saldato pure.

Lo stagno fu scoperto nel 3500 a. C. e i lavori sul bronzo iniziarono tra il 3000 e il 2000 a. C.. Questo è stato anche il momento in cui sono state scoperte le piccole scatole d’oro saldate a pressione con giunture che abbiamo menzionato prima. Inoltre, il metallo è stato modellato in armi, utensili e gioielli durante questo periodo.

Nel 3000 a.C., la saldatura dura era usata dai sumeri per produrre spade. Durante lo stesso periodo, il calore generato dal carbone è stato utilizzato dagli antichi egizi per convertire il minerale di ferro in ferro spugna. È stata anche la prima volta che è stata utilizzata la saldatura a pressione.

Nel 2250 a.C., i persiani usarono il cobalto per colorare il vetro. Nel 1500 a.C. fu scoperto mercurio e si verificarono i primi casi di fusione del ferro. Nel 1330 a.C., un cannello e una saldatura furono usati dagli antichi egizi per eseguire la saldatura dei metalli. Più di 300 anni dopo, nel 1000 a.C., iniziò il lavoro sul ferro; questo era un tempo in cui le fornaci venivano usate per piegare il metallo per produrre punte di lancia e spade.

Nello stesso periodo, le giunture lappate venivano martellate in Irlanda per fabbricare scatole d’oro. Tra il 900 e l ‘ 850 a.C., gli egiziani iniziarono a fabbricare utensili in ferro. La popolarità del ferro è cresciuto rallentando durante questo periodo come persone diventano sempre più familiarità con rame e bronzo e la loro utilità. Nello stesso periodo, i babilonesi iniziarono a fabbricare armi fatte di ferro.

Saldatura nel periodo d. C. e nel Medioevo

Il primo periodo registrato durante il quale è stato praticato il processo di brasatura dell’oro è il 60 d. C.. Questo è stato registrato come un autore romano Plinio che ha vissuto durante il primo Impero romano; egli documenta il processo descrivendo come sali lavorato come un flusso e come il difficile di brasatura determinato il colore del metallo.

Il successivo sviluppo significativo nella saldatura durante il periodo DC si è verificato nel 310 DC quando un pilastro di ferro in India è stato costruito utilizzando la saldatura. Il pilastro pesava oltre cinque tonnellate. Inoltre, ci sono strutture a Roma, in Scandinavia e in Inghilterra che sono state costruite usando la saldatura da qualche parte tra il 300 e il 400 d. C.

Nel 589 d. C., ferro battuto è stato convertito in acciaio per la prima volta durante il periodo della dinastia Sui dai cinesi. Durante lo stesso periodo, spade Samurai sono stati fabbricati dai giapponesi utilizzando un processo di saldatura e stampaggio.

Nel 1000 d.C., Teofilo il Monaco scrisse un manoscritto che descriveva il processo di miscelazione del flusso per brasare l’argento. Nel 1375 fu scoperto lo zinco metallico. Dal 5 ° al 14 ° secolo, meglio conosciuto come il Medioevo, la saldatura forgia è stata la base per tutti gli sviluppi e le scoperte fatte nella saldatura. Tuttavia, la cosa ha iniziato a cambiare dopo questo periodo.

Saldatura durante il 14 ° attraverso 17 ° secolo

La storia della saldatura in questo periodo inizia nel 1540; questo è stato l’anno metallurgista italiano Vannoccio Biringuccio rilasciato De la pirotechnia. Questo libro descriveva l’operazione di forgiatura. Nello stesso anno, il processo fu dominato da artigiani rinascimentali, e questo spinse la continua crescita della saldatura nei secoli successivi.

Un altro anno critico durante questo periodo per la saldatura è stato il 1568; questo è stato l’anno in cui un orafo italiano Benvenuto Cellini dettagliato come un processo di saldatura potrebbe essere utilizzato per brasare un alleato fatto di argento o rame. Il termine saldatura è stato usato per la prima volta nel 1599, e nel 17 ° secolo, la ghisa non può essere prodotta per la prima volta.

L’anno 1800

Ci sono stati sviluppi significativi nella saldatura durante il 19 ° secolo. Una scoperta importante nella saldatura è stata fatta durante questo periodo; la scoperta è stata l’uso di acetilene o fiamme libere. Che cosa è stata questa una scoperta importante? Perché ha permesso la fabbricazione di strumenti intricati e attrezzature in metallo.

Nel 1836, l’acetilene fu scoperto dall’inglese Edmund Davy e presto iniziò ad essere utilizzato nell’industria della saldatura. Sir Humphrey Davy ha inventato uno strumento a batteria in grado di produrre un arco elettrico tra elettrodi in carbonio nel 1800. Lo strumento inventato da Sir Davy è stato ampiamente utilizzato per saldare metalli.

L’anno 1880

Auguste De Meritens, uno scienziato francese, usò con successo il calore generato dall’arco per unire insieme le piastre di piombo nel 1881. Nello stesso anno, Nokolai N. Benardos, uno scienziato russo, insieme al collega scienziato Stanislaus Olszewski, ha inventato un portaelettrodo che hanno brevettato sia nel Regno Unito che negli Stati Uniti

Anno 1890

In questo momento, la saldatura ad arco di carbonio era il metodo più popolare e ampiamente utilizzato per la saldatura. Tuttavia, l’ingegnere americano C. L Coffin scoprì il metodo di saldatura ad arco con elettrodi metallici nel 1890 e lo brevettò. Nello stesso anno, lo scienziato russo N. G. Slavianoff ha usato lo stesso modo di Coffin per gettare i metalli negli stampi.

L’anno 1900

Strohmenger ha introdotto un elettrodo metallico rivestito nel 1990. Un rivestimento in calce ha aggiunto stabilità all’arco. Nello stesso anno, sono stati sviluppati anche diversi altri processi di saldatura; questi inclusi saldatura a punti, saldatura a proiezione, saldatura continua e saldatura di testa a flash. Inoltre, fu durante lo stesso periodo che gli elettrodi a bastone divennero uno strumento popolare per la saldatura.

L’anno 1919

Comfort Avery Adams fondò l’American Welding Society dopo la fine della prima guerra mondiale. Lo scopo della creazione di AWS era quello di incoraggiare l’ulteriore sviluppo dei processi di saldatura. Questa prima parte di significativa scoperta legata alla saldatura nel dopoguerra fu l’invenzione della corrente alternata nel 1919. Tuttavia, questa invenzione non è stata utilizzata dall’industria della saldatura fino al 1930.

Il 1920

Ci sono stati alcuni sviluppi significativi nella saldatura durante questo periodo, il più notevole dei quali è l’introduzione della saldatura automatica. Un metodo che combinava i fili degli elettrodi nudi con la tensione dell’arco, la saldatura automatica è stata inizialmente utilizzata per costruire ruote di gru usurate e alberi motore. Successivamente, l’industria automobilistica lo ha utilizzato per produrre alloggiamenti per l’asse posteriore.

In aggiunta a quanto sopra, molti elettrodi per saldatura sono stati sviluppati durante il 1920. Questo comprendeva barre rivestite pesanti sviluppate e utilizzate dalla A. O. Smith Company nel 1927. Le aste per elettrodi estrusi furono fabbricate e vendute al pubblico per la prima volta nel 1929.

Alcune delle altre scoperte critiche nella saldatura durante il 1920 incluso l’istituzione dell’Istituto degli ingegneri di saldatura. La saldatura di prova eseguita utilizzando argon ed elio come gas di protezione, la ricerca sull’uso dei raggi X per testare le saldature e la costruzione del primo ponte ferroviario saldato.

Il 1930

Nell’anno 1930, saldatura perno è stato sviluppato dal New York Navy Yard. Lo scopo principale di questo era quello di fissare il piano di calpestio in legno su una superficie in metallo. Due industrie in cui questo processo di saldatura era ampiamente utilizzato erano la costruzione e la costruzione navale.

Nello stesso periodo, anche il processo di saldatura ad arco sommerso è stato sviluppato dalla National Tube Company; questo è stato un processo di saldatura automatica progettato specificamente per un laminatoio per tubi con sede a McKeesport, in Pennsylvania. La creazione di cuciture longitudinali nel tubo era lo scopo di sviluppare questo processo di saldatura.

Nel 1930, Robinoff brevettò il processo e lo vendette successivamente alla Linde Air Products Company; fu qui che il processo prese il nome di “Unionmelt welding”.”Il più avanzato processo di saldatura ad arco sommerso ha presto sostituito il processo di saldatura a perno nel settore navale; il processo si è rivelato estremamente produttivo nei cantieri navali. Il processo rimane popolare anche oggi.

Il 1940

Un’idea di C. L Coffin è ciò che ha dato vita al metodo di saldatura ad arco di tungsteno a gas (GTAW), brevettato da Coffin nel 1890. Il metodo GTAW consente la saldatura in atmosfera di gas non ossidante. Alla fine del 1920, la H. M. Hobart perfezionare il concetto utilizzando l’elio come gas di protezione. Più tardi, P.K Devers sostituito elio con argon come gas di protezione per eseguire GTAW.

Fino al 1940, questo era il metodo utilizzato per saldare alluminio, acciaio inossidabile e magnesio. Nel 1941, Meredith perfezionò il processo e lo chiamò saldatura Heliarc. Successivamente, Linde Air Products company ha brevettato il processo con il suo nome e poi lo ha utilizzato per sviluppare la torcia raffreddata ad acqua.

Uno dei processi di saldatura più critici, GTAW è servito come base per lo sviluppo del processo di saldatura ad arco gas metallo (GMAW) nel 1948; lo sviluppo è stato sponsorizzato dalla Air Reduction Company e realizzato presso il Battelle Memorial Institute.

Proprio come nel processo GTAW, l’arco schermato a gas è stato utilizzato per sviluppare il processo GMAW; l’unica differenza era che l’elettrodo di tungsteno è stato sostituito da un filo di elettrodo alimentato continuamente. La fonte di alimentazione a tensione costante e i fili di piccolo diametro sono stati alcuni cambiamenti fondamentali che hanno aggiunto usabilità al processo.

In precedenza, H. E. Kennedy aveva brevettato questo principio. GMAW è stato inizialmente introdotto come un modo per saldare metalli non ferrosi. Tuttavia, la gente presto iniziato a provare il processo su acciaio pure a causa del suo alto tasso di deposizione.

Il 1950

Nel 1953, Novoshilov e Lyubavski reso popolare il processo di saldatura a Co2, e divenne il metodo preferito per la saldatura degli acciai; ciò era dovuto principalmente alla convenienza del processo. Questo processo di saldatura ha comportato fondamentalmente l’utilizzo di saldatura con elettrodi di consumo in un’atmosfera di gas CO2.

Nonostante l’utilizzo di apparecchiature progettate per l’arco metallico a gas inerte, il processo di saldatura a Co2 potrebbe essere utilizzato per saldare economicamente gli acciai. Ciò ha aiutato il processo di saldatura a diventare popolare quasi immediatamente dopo la sua introduzione.

Un arco caldo è un arco utilizzato nel processo di Co2 e i fili degli elettrodi più grandi richiedono correnti relativamente elevate. Non molto tempo dopo, abbiamo assistito al lancio di fili per elettrodi di diametro inferiore. Ciò ha reso più conveniente saldare materiali sottili. Con l’introduzione di questi fili per elettrodi e alimentatori che sono stati sempre più raffinati, la popolarità del processo è aumentata in modo significativo.

Alla fine del 1958 e all’inizio del 1959, è stata sviluppata la variante ad arco di cortocircuito della GMAW. Qual era lo scopo di questa variazione? Ha permesso la saldatura eseguita su materiali sottili in tutte le posizioni; presto, è diventato una delle varietà più popolari del processo di saldatura ad arco gas metallo (GMAW).

Il 1960

Alcuni progressi significativi si sono verificati nel settore della saldatura nel 1960. Alcuni di questi sviluppi o miglioramenti inclusi Electroslag, Innershield, e saldatura Dualshield. Nello stesso periodo, Robert M. Gage ha inventato la saldatura ad arco al plasma. Il metodo è stato utilizzato per eseguire la spruzzatura di metallo. Il 1960 è stato anche l’era in cui i francesi sviluppato saldatura a fascio di elettroni; l’industria aeronautica USA utilizza ancora questo metodo di saldatura.

Uno sviluppo significativo nel settore della saldatura che si è verificato durante il 1960 è stata l’invenzione del laser. Pochi anni dopo, è stata introdotta la saldatura a raggi laser; si è rivelata estremamente utile nella saldatura, in particolare nella saldatura automatizzata e ad alta velocità. Tuttavia, ci sono alcuni svantaggi significativi associati a questo metodo, che è la ragione per cui non è la saldatura utilizzata oggi; le difficoltà includevano l’alto costo delle attrezzature e le applicazioni limitate.

Nel 1960 è stato introdotto anche un altro processo di saldatura, che era la saldatura esplosiva. Nel 1962, la capsula spaziale Mercury fu saldata da Sciaky, un’azienda manifatturiera americana. Nel 1963, ci furono alcuni sviluppi significativi nei test di saldatura, tra cui il test Varestraint e la torcia Fusewelder.

Tra il 1965 e il 1967, c’è stato un maggiore uso del laser a Co2 per tagliare e saldare. Inoltre, la saldatura a gravità è iniziata nel Regno Unito (Regno Unito) durante questo periodo. Nel 1969, la SOYUZ-6, una navicella spaziale, fu saldata nello spazio dai russi. Infine, molte nuove tecniche di saldatura sono state introdotte nell’anno 1970; lo scopo di queste tecniche era quello di garantire il supporto per la miniaturizzazione elettronica, e includevano infrarossi, gas caldo e fase vapore.

L’era moderna o più recente della saldatura

Questo periodo inizia nel 1991 e dura fino al 2013. Molti dei processi di saldatura utilizzati oggi, che sono oltre 90, sono stati scoperti a alterato al loro stato attuale durante questa era. Alcuni degli sviluppi più significativi che si verificheranno nell’ultima era della saldatura sono i computer di bordo, la saldatura robotica, le miscele multiple di gas e gli elettrodi altamente sofisticati.

Il primo sviluppo significativo in questa era della saldatura è stata l’introduzione di TWI mediante saldatura ad attrito nel 1991. Nel 1999 è stata fatta la prossima scoperta considerevole nella saldatura; è stato un metodo che ha aumentato la penetrazione del flusso in una saldatura di ben il 300%.

Nel 2000 è stata introdotta la saldatura a impulsi magnetici. Il composito metallico è stato anche saldato con una radiografia per la prima volta nello stesso anno. Nel 2008 è stata scoperta la saldatura ibrida ad arco laser. Infine, nel 2013, ha avuto luogo lo sviluppo della saldatura-brasatura ad arco metallico a gas; questo è stato un processo che salda l’acciaio utilizzato nelle automobili. Infine, abbiamo assistito per la prima volta nello stesso anno all’utilizzo della tecnologia laser e di una giuntura in alluminio e saldatura in acciaio a basso tenore di carbonio.

Qual è il futuro della saldatura?

Dopo aver attraversato tutte le diverse epoche della saldatura fino ad oggi, ora siamo in grado di prevedere come potrebbe essere il futuro della saldatura. In primo luogo, ci aspettiamo che le operazioni di saldatura integrino pienamente i meccanismi di controllo del processo introduttivo e la produzione agile. Inoltre, poiché la saldatura è sempre più integrata nella progettazione di produzione e allineata con i sistemi informativi, ci aspettiamo che il processo di saldatura diventi più automatizzato.

Oltre a quanto sopra, ci aspettiamo che i materiali progettati per essere saldati siano un requisito essenziale nella produzione di prodotti futuri; è probabile che questi materiali includano materiali ad alta resistenza e intelligenti con chip per computer incorporati che monitorano le prestazioni del ciclo di vita della saldatura. In futuro, questi materiali potrebbero creare molte nuove opportunità per l’industria della saldatura.

In futuro, la modellazione della saldatura diventerà una parte cruciale del processo che mira alla saldatura integrata lungo l’intero ciclo di vita della produzione. Infine, il fabbisogno energetico per la saldatura si ridurrà significativamente con lo sviluppo di questi materiali intelligenti, il che contribuirà a ridurre i costi della saldatura.

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