Pełna historia spawania

Spawanie jest jednym z najbardziej krytycznych etapów w nowoczesnej produkcji metalu. Jest to powszechna wiedza. Jednak większość ludzi nie wie, skąd pochodzi spawanie, jaka była jego najwcześniejsza forma i jak ewoluował przez lata.

chociaż nowoczesna forma spawania, która obejmuje narzędzia spawalnicze, które widzimy dzisiaj, została wynaleziona w XIX wieku podczas rewolucji przemysłowej, najwcześniejszy rodzaj spawania sięga tysięcy lat wstecz. Spawanie istniało w jakiejś formie w epoce brązu i epoki żelaza. Archeolodzy znaleźli małe pudełka złota ze złączami, które były spawane ciśnieniowo ponad dwa tysiące lat temu. Co więcej, istnieją dowody na to, że starożytni Egipcjanie wiedzieli, jak spawać żelazo.

z tych ustaleń wynika, że spawanie nie jest nową praktyką; zamiast tego istnieje od epoki żelaza, a może nawet wcześniej. Jednak spawanie wykonywane w tamtych czasach było co najmniej bardzo elementarne; wymagało jedynie wbijania dwóch metalowych kawałków pod wpływem ciepła.

forma spawania, która jest powszechnie praktykowana dzisiaj, choć z bardziej nowoczesnym sprzętem i technikami, została odkryta w XIX wieku. Jednak inne okresy, w których praktykowane było spawanie, odegrały znaczącą rolę w tym odkryciu. Dlatego umieściliśmy je w tym przewodniku po historii spawania.

Kto wynalazł spawanie?

zanim zaczniemy dyskusję na temat różnych okresów w historii spawania, ważne jest, aby wiedzieć, kto wynalazł spawanie. Tutaj mówimy o nowoczesnej formie spawania, a nie o spawaniu, które istniało w średniowieczu lub wcześniejszych okresach.

jaka jest nowoczesna forma spawania? Jest to metoda, która obejmuje wykorzystanie procesów syntezy do łączenia kawałków plastiku lub metali razem do tworzenia lub naprawy konstrukcji metalowych. Ciepło jest powszechnie stosowane do spawania elementów metalowych, a Sprzęt spawalniczy wykorzystuje światło laserowe, łuk elektryczny lub otwarty płomień do wykonywania fuzji.

teraz, gdy wiesz, jak działa nowoczesna forma spawania, możemy powrócić do naszej dyskusji na temat tego, kto wynalazł spawanie. Podczas gdy wielu ludzi lubi przypisywać Sir Humphry Davy ’ emu odkrycie nowoczesnego spawania, nikt nie może być przypisany wynalazkowi spawania.

jednak najwcześniejsze postępy w kierunku nowoczesnej formy spawania zostały dokonane na przełomie XIX i XX wieku, kiedy Sir Davy po raz pierwszy użył baterii do wytworzenia łuku elektrycznego między dwiema elektrodami węglowymi. Było to w roku 1800. Trzydzieści sześć lat później acetylen został odkryty przez Edmunda Davy ’ ego. Jednak wynalezienie nowoczesnej formy spawania zajęło kolejne 45 lat.

co się stało przez te 45 lat? August De Meritens połączył ze sobą płyty ołowiane za pomocą ciepła łukowego. Następnie Nikołaj Benardos, rosyjski uczeń De Meritensa, opatentował metodę spawania łukiem elektrycznym z wykorzystaniem prętów węglowych. Procesy spawania rozwinęły się bardzo szybko po tym.

sposób wykorzystania metalowych elektrod do spawania odkrył Nikołaj Sławynow. Dodatkowo amerykański inżynier C. L. Coffin wymyślił spawanie łukowe, które wiązało się z użyciem powlekanej elektrody metalowej; to ustawiło scenę do odkrycia ekranowanego spawania łukowego metalu. Tak powstała nowoczesna forma spawania.

jak zmieniała się nowoczesna forma spawania na przestrzeni lat?

zanim zagłębimy się w historię spawania, należy omówić, w jaki sposób nowoczesne spawanie form, Odkryte w XIX wieku, zmieniało się na przestrzeni lat. W ciągu ostatnich 200 lat lub więcej techniki i sprzęt używany do wykonywania spawania zmieniały się na nowo, na lepsze. Ten proces ewolucji pomógł procesowi spawania stać się szybszym i dokładniejszym.

w tej chwili mamy wysoce zaawansowane procesy spawania, takie jak spawanie zrobotyzowane; jest to metoda, która może spawać metal dokładniej i szybciej niż jakikolwiek ludzki spawacz, który wykonuje zadanie ręcznie. Co więcej, Ta nowoczesna forma spawania minimalizuje lub nawet eliminuje ryzyko dla ludzi poprzez spawanie. Proces spawania będzie tylko lepiej i bardziej wyrafinowane w przyszłości.

jednak wszystko zaczęło się od odkrycia acetylenu na początku XIX wieku; umożliwiło to wykonywanie spawania z kontrolowanym źródłem spawania. Jednak na początku XX wieku nowoczesne spawanie naprawdę zaczęło nabierać kształtu; był to czas, gdy elektryczność zaczęła być powszechnie dostępna.

podczas I I II wojny światowej zaczęły się pojawiać innowacje w metodach i technologii spawania, ponieważ wojsko szybko tego potrzebowało. Dopiero po ii Wojnie Światowej spawanie było używane do łączenia metali w zasadniczych konstrukcjach, takich jak okręty.

Lata 50-te lub okres bezpośrednio po ii wojnie światowej były związane z procesem spawania Co2 i jego szybko rosnącą popularnością. Jednak wiele kluczowych osiągnięć w nowoczesnym spawaniu miało miejsce w 1960 roku. niektóre z tych osiągnięć lub postępów obejmowały Electroslag, Innershield i spawanie Dualshield. Kolejnym krytycznym odkryciem w tej dekadzie było spawanie łukiem plazmowym.

chociaż był to stosunkowo mało ważny okres w historii współczesnego spawania, Rok 1970 był okresem, w którym wprowadzono wiele nowych technik lutowania; metody te miały wspierać miniaturyzację elektroniczną. Obejmowały one podczerwień, gorący gaz i fazę parową.

najnowsza Faza nowoczesnego spawania rozpoczęła się w 1991 roku, kiedy TWI wprowadziło zgrzewanie tarciowe. Jednak kluczowe następne odkrycie w spawaniu zostało dokonane osiem lat później; odkrycie było metodą, która znacznie zwiększyła przenikanie strumienia do spoiny. Rok później wprowadzono spawanie impulsowe magnetyczne.

w tym samym roku po raz pierwszy byliśmy świadkami spawania metalowego kompozytu za pomocą promieniowania rentgenowskiego. Spawanie laserowo-łukowe-hybrydowe zostało odkryte osiem lat później. W 2013 roku nastąpił rozwój spawania łukowego metali gazowych-lutowania twardego oraz zastosowanie technologii laserowej i połączenia zakładkowego w spawaniu aluminium i stali niskowęglowej. W ten sposób na przestrzeni lat zmieniały się nowoczesne formy spawania.

Historia spawania oś czasu

teraz, gdy masz pomysł, kto wynalazł nowoczesne spawanie i jak zmieniło się ono przez lata, możemy przejść do historii spawania oś czasu; jest to pełna historia spawania sięga okresu przed Chrystusem (B. C.). Obejmuje wszystkie okresy od tego czasu do 2013 r.; zapewnia również wgląd w przyszłość spawania. Nie tracąc więcej czasu, zacznijmy od historii osi czasu spawania.

Spawanie w okresie p. n. e.

to właśnie w tym okresie metal został po raz pierwszy młotkowany i wygięty; metal, który został poddany najwcześniejszej formie spawania, uważa się za miedź. Wielu historyków uważa, że spawanie rozpoczęło się w starożytnym Egipcie w roku 4000 p. n. e.. Początkowo spawanie odbywało się tylko na miedzi; jednak proces postępował przez lata i ostatecznie żelazo, złoto, srebro i brąz zaczęły być spawane.

Cyna została odkryta w 3500 p. n. e., a prace nad brązem rozpoczęły się między 3000 a 2000 p. n. e.. Był to również czas, w którym odkryto zgrzewane ciśnieniowo małe pudełka ze złota ze złączami, o których wspominaliśmy wcześniej. Dodatkowo w tym okresie metal był kształtowany na broń, naczynia i biżuterię.

w 3000 p. n. e., twarde lutowanie było używane przez Sumerów do produkcji mieczy. W tym samym okresie ciepło wytwarzane z węgla drzewnego było wykorzystywane przez starożytnych Egipcjan do przekształcania rudy żelaza w żelazo gąbczaste. Po raz pierwszy zastosowano również spawanie ciśnieniowe.

w 2250 p. n. e.Persowie używali kobaltu do barwienia szkła. W 1500 r. p. n. e. odkryto rtęć i pojawiły się pierwsze przypadki wytopu żelaza. W 1330 r.p. n. e. rura lutownicza i lutownica były używane przez starożytnych Egipcjan do lutowania metali. Ponad 300 lat później, w 1000 roku p. n. e., rozpoczęto prace nad żelazem; był to czas, w którym piece były używane do gięcia metalu do produkcji głowic i mieczy.

w tym samym czasie w Irlandii wybijano wbijane jointy w celu wytworzenia złotych pudełek. Między 900 a 850 p. n. e.Egipcjanie zaczęli produkować narzędzia z żelaza. Popularność żelaza rosła w tym okresie, gdy ludzie coraz bardziej poznawali miedź i brąz oraz ich przydatność. W tym samym okresie Babilończycy zaczęli wytwarzać broń z żelaza.

Spawanie w okresie A. D. i w średniowieczu

pierwszy odnotowany okres, w którym praktykowany był proces lutowania złota to 60 n. e.. Został on zapisany jako rzymski pisarz Pliniusz, który żył w okresie wczesnego Cesarstwa Rzymskiego; dokumentuje ten proces, opisując, jak sole działały jako topnik i jak trudne lutowanie determinowało kolor metalu.

kolejny znaczący rozwój w spawaniu w okresie AD nastąpiło w 310 ad kiedy żelazny filar w Indiach został zbudowany przy użyciu spawania. Filar ważył ponad pięć ton metrycznych. Dodatkowo, istnieją struktury w Rzymie, Skandynawii i Anglii, które zostały zbudowane przy użyciu spawania gdzieś między 300 i 400 A. D.

w 589 A. D., kute żelazo zostało po raz pierwszy przekształcone w stal w okresie dynastii Sui przez Chińczyków. W tym samym okresie miecze samurajskie były wytwarzane przez Japończyków przy użyciu procesu spawania i formowania.

w 1000 roku n. e.Teofil Mnich napisał manuskrypt, który opisywał proces mieszania strumienia do lutowania srebra. W 1375 roku odkryto metalowy cynk. Od 5 do 14 wieku, lepiej znany jako Średniowiecze, spawanie kucie było podstawą dla wszystkich osiągnięć i odkryć dokonanych w spawaniu. Jednak po tym okresie wszystko zaczęło się zmieniać.

Spawanie w XIV – XVII wieku

historia spawania w tym okresie zaczyna się w 1540 roku; w tym roku włoski Metalurg Vannoccio Biringuccio wydał De la pirotechnia. Książka ta opisuje operację kucia. W tym samym roku proces został opanowany przez renesansowych rzemieślników, co napędzało dalszy rozwój spawania w następnych stuleciach.

kolejnym krytycznym rokiem w tym okresie dla spawania był 1568; był to rok, w którym włoski złotnik Benventuto Cellini szczegółowo opisał, w jaki sposób można wykorzystać proces lutowania do lutowania sojusznika wykonanego ze srebra lub miedzi. Termin spoina został użyty po raz pierwszy w 1599 roku, a w XVII wieku po raz pierwszy nie można wyprodukować żeliwa.

rok 1800

w XIX wieku nastąpił znaczny rozwój spawania. Ważnym odkryciem w spawalnictwie było w tym okresie zastosowanie acetylenu lub otwartego ognia. Co to było za ważne odkrycie? Ponieważ umożliwiło to wytwarzanie skomplikowanych narzędzi i urządzeń wykonanych z metalu.

w 1836 roku acetylen został odkryty przez Anglika Edmunda Davy ’ ego i wkrótce zaczął być wykorzystywany w przemyśle spawalniczym. Sir Humphrey Davy wynalazł w 1800 roku narzędzie zasilane bateryjnie zdolne do wytwarzania łuku elektrycznego między elektrodami wykonanymi z węgla. Narzędzie wynalezione przez Sir Davy ’ ego było szeroko stosowane do spawania metali.

rok 1880

Auguste de Meritens, francuski naukowiec, z powodzeniem wykorzystał ciepło generowane przez łuk do połączenia ze sobą płyt ołowianych w 1881 roku. W tym samym roku Nokolai N. Benardos, rosyjski naukowiec, wraz z kolegą naukowcem Stanisławem Olszewskim, wynalazł Uchwyt elektrody, który opatentowali zarówno w Wielkiej Brytanii, jak i USA

rok 1890

w tym czasie spawanie łukiem węglowym było najpopularniejszą i powszechnie stosowaną metodą spawania. Jednak amerykański inżynier C. L. Coffin odkrył metodę spawania łukiem elektrodowym metalu w 1890 roku i opatentował ją. W tym samym roku rosyjski naukowiec N. G. Slavianoff zastosował ten sam sposób co trumna do odlewania metali w formach.

rok 1900

Strohmenger wprowadził powlekaną elektrodę metalową w 1990 roku. Powłoka wapienna dodała łuku stabilności. W tym samym roku opracowano również kilka innych procesów spawania; obejmowały one zgrzewanie punktowe, zgrzewanie projekcyjne, zgrzewanie szwów i zgrzewanie doczołowe. Również w tym samym czasie elektrody stick stały się popularnym narzędziem do spawania.

rok 1919

Comfort Avery Adams założył American Welding Society po zakończeniu I wojny światowej. Celem powstania AWS było zachęcenie do dalszego rozwoju procesów spawalniczych. Pierwszą częścią znaczących odkryć związanych ze spawaniem w epoce po I wojnie światowej było wynalezienie prądu przemiennego w 1919 roku. Jednak wynalazek ten nie był wykorzystywany przez przemysł spawalniczy aż do 1930 roku.

1920

w tym okresie nastąpił znaczny rozwój spawania, z których najbardziej godnym uwagi jest wprowadzenie automatycznego spawania. Metoda, która łączyła gołe druty elektrodowe z napięciem łuku, zautomatyzowane spawanie było początkowo używane do konstruowania zużytych kół żurawia i wałów silnika. Później przemysł samochodowy wykorzystywał go do produkcji obudów tylnej osi.

oprócz powyższych, wiele elektrod spawalniczych zostało opracowanych w latach 20. XX wieku. obejmowały one ciężkie pręty powlekane opracowane i używane przez firmę A. O. Smith w 1927 roku. Wytłaczane pręty elektrodowe zostały wyprodukowane i sprzedane publiczności po raz pierwszy w 1929 roku.

niektóre inne krytyczne odkrycia w spawalnictwie w 1920 roku obejmowały utworzenie Instytutu Inżynierów spawalniczych. Spawanie próbne wykonywane przy użyciu argonu i helu jako gazu osłonowego, badania nad wykorzystaniem promieni rentgenowskich do badania spoin oraz budowa pierwszego spawanego mostu kolejowego.

1930s

w roku 1930 spawanie stadniny zostało opracowane przez New York Navy Yard. Głównym celem było przymocowanie desek drewnianych na powierzchni wykonanej z metalu. Dwie branże, w których ten proces spawania był szeroko stosowany, to Budownictwo i przemysł stoczniowy.

w tym samym okresie proces spawania łukiem krytym został również opracowany przez National Tube Company; był to automatyczny proces spawania, który został zaprojektowany specjalnie dla młyna rurowego z siedzibą w McKeesport w Pensylwanii. Tworzenie podłużnych szwów w rurze było celem opracowania tego procesu spawania.

w 1930 r. Robinoff opatentował proces i sprzedał go później firmie Linde Air Products; tam proces otrzymał nazwę ” unionmelt welding.”Bardziej zaawansowany proces spawania łukiem krytym wkrótce zastąpił proces spawania kołkami w sektorze stoczniowym; proces ten okazał się niezwykle wydajny w stoczniach. Proces ten pozostaje popularny do dziś.

lata 40.

pomysł C. L Coffin jest tym, co dało początek metodzie spawania wolframowego (GTAW), opatentowanej przez Coffina w 1890 roku. Metoda GTAW umożliwia spawanie w atmosferze gazu nieutleniającego. Pod koniec lat 20. H. M. Hobart udoskonalił tę koncepcję, używając helu jako gazu osłonowego. Na Razie, P.K Devers zastąpił Hel argonem jako gaz osłonowy do wykonywania GTAW.

do 1940 roku była to metoda stosowana do spawania aluminium, stali nierdzewnej i magnezu. W 1941 Meredith udoskonalił proces i nazwał go Heliarc welding. Później firma Linde Air Products opatentowała proces pod swoją nazwą, a następnie wykorzystała go do opracowania chłodzonego wodą palnika.

jeden z najbardziej krytycznych procesów spawania, GTAW służył jako podstawa do rozwoju procesu spawania gazowo-metalowego (GMAW) w 1948 roku; projekt był sponsorowany przez Air Reduction Company i realizowany w Battelle Memorial Institute.

podobnie jak w procesie GTAW, ekranowany gazowy łuk został wykorzystany do opracowania procesu GMAW; jedyną różnicą było to, że elektroda wolframowa została zastąpiona drutem elektrodowym, który był stale podawany. Źródło zasilania o stałym napięciu i przewody o małej średnicy były podstawowymi zmianami, które zwiększyły użyteczność procesu.

wcześniej H. E. Kennedy opatentował tę zasadę. GMAW został początkowo wprowadzony jako sposób spawania metali nieżelaznych. Jednak wkrótce ludzie zaczęli próbować tego procesu również na stali ze względu na wysoką szybkość osadzania.

Lata 50.

w 1953 r.Novoshilov i Lyubavski spopularyzowali proces spawania Co2 i stał się preferowaną metodą spawania stali; było to głównie ze względu na przystępność procesu. Ten proces spawania polega zasadniczo na spawaniu elektrodami eksploatacyjnymi w atmosferze gazu CO2.

pomimo stosowania urządzeń zaprojektowanych do łuku metalowego w gazie obojętnym, proces spawania Co2 może być wykorzystywany do ekonomicznego spawania stali. Dzięki temu proces spawania stał się popularny niemal natychmiast po jego wprowadzeniu.

gorący łuk jest łukiem stosowanym w procesie Co2,a większe przewody Elektrod wymagają stosunkowo wysokich prądów. Niedługo potem byliśmy świadkami wprowadzenia drutów elektrodowych o mniejszej średnicy. Dzięki temu wygodniejsze było spawanie cienkich materiałów. Wraz z wprowadzeniem tych przewodów elektrodowych i zasilaczy, które były coraz bardziej dopracowane, popularność tego procesu znacznie wzrosła.

pod koniec 1958 r.i na początku 1959 r., spawanie mikro-drutowe lub zanurzeniowe, opracowano zwarciową odmianę łuku GMAW. Jaki był cel tej odmiany? Umożliwiał on spawanie cienkich materiałów we wszystkich pozycjach; wkrótce stał się jedną z najpopularniejszych odmian procesu spawania gazowo-metalowego (GMAW).

1960s

niektóre znaczące postępy nastąpiły w branży spawalniczej w 1960. niektóre z tych zmian lub ulepszeń obejmowały Electroslag, Innershield i spawanie Dualshield. W tym samym okresie Robert M. Gage wynalazł spawanie łukiem plazmowym. Metoda została wykorzystana do wykonywania natryskiwania metali. Lata 60. były również erą, w której Francuzi opracowali spawanie wiązką elektronów; amerykański przemysł produkcji samolotów nadal używa tej metody spawania.

znaczącym rozwojem w przemyśle spawalniczym, który nastąpił w latach 60., był wynalazek lasera. Kilka lat później wprowadzono spawanie wiązką laserową, które okazało się niezwykle przydatne w spawaniu, zwłaszcza zautomatyzowanym i szybkim. Jednak istnieją pewne istotne wady związane z tą metodą, co jest powodem, dla którego nie jest ona obecnie stosowana; trudności obejmowały wysoki koszt sprzętu i ograniczone zastosowania.

w 1960 r.wprowadzono również inny proces spawania, a tym procesem było spawanie wybuchowe. W 1962 roku kapsuła kosmiczna Mercury została spajana przez amerykańską firmę Sciaky. W 1963 r.nastąpił znaczący rozwój w testowaniu spoin, w tym Test Varestraint i palnik Fusewelder.

w latach 1965-1967 zwiększono wykorzystanie lasera Co2 do cięcia i spawania. Dodatkowo w tym czasie w Wielkiej Brytanii rozpoczęto spawanie grawitacyjne. W 1969 roku statek kosmiczny Sojuz-6 został zatopiony w przestrzeni kosmicznej przez Rosjan. W końcu w 1970 roku wprowadzono wiele nowych technik lutowania; celem tych technik było zapewnienie wsparcia dla elektronicznej miniaturyzacji, a obejmowały one podczerwień, gorący gaz i fazę parową.

Nowoczesna lub Najnowsza Era spawania

okres ten rozpoczyna się w 1991 roku i trwa do 2013 roku. Wiele procesów spawalniczych stosowanych obecnie, które są ponad 90, odkryto, że zmienił się do ich obecnego stanu w tej epoce. Niektóre z najważniejszych zmian, które mają miejsce w najnowszej erze spawania, to komputery pokładowe, spawanie zrobotyzowane, wiele mieszanek gazowych i wysoce zaawansowane elektrody.

pierwszym znaczącym rozwojem w tej erze spawania było wprowadzenie TWI przez zgrzewanie tarciowe w 1991 roku. W 1999 roku dokonano kolejnego znaczącego odkrycia w dziedzinie spawania; była to metoda, która zwiększyła przenikanie strumienia do spoiny nawet o 300%.

w 2000 r.wprowadzono spawanie impulsowe magnetyczne. W tym samym roku metalowy kompozyt został również po raz pierwszy zgrzewany za pomocą promieniowania rentgenowskiego. W 2008 roku odkryto spawanie laserowo-łukowe hybrydowe. Wreszcie w 2013 r. nastąpił rozwój spawania łukowego metali gazowych-lutowania twardego; był to proces spawania stali stosowanej w samochodach. W tym samym roku po raz pierwszy byliśmy świadkami zastosowania technologii laserowej i połączenia zakładkowego w spawaniu aluminium i stali niskowęglowej.

jaka jest przyszłość spawania?

po przejściu wszystkich różnych epok spawania do tej pory jesteśmy w stanie przewidzieć, jak może wyglądać przyszłość spawania. Po pierwsze, oczekujemy, że operacje spawania w pełni zintegrują mechanizmy kontroli procesu intro i zwinną produkcję. Ponadto, ponieważ spawanie jest coraz bardziej zintegrowane z projektem produkcyjnym i dostosowane do systemów informatycznych, oczekujemy, że proces spawania stanie się bardziej zautomatyzowany.

oprócz powyższych, oczekujemy, że materiały, które są zaprojektowane do spawania, będą podstawowym wymogiem w produkcji przyszłych produktów; materiały te mogą obejmować materiały o wysokiej wytrzymałości i inteligentne z wbudowanymi układami komputerowymi, które monitorują wydajność cyklu życia spawania. W przyszłości materiały te mogą stworzyć wiele nowych możliwości dla przemysłu spawalniczego.

w przyszłości modelowanie spawania stanie się kluczową częścią procesu, który ma na celu zintegrowane spawanie w całym cyklu życia produkcji. Wreszcie, zapotrzebowanie na energię do spawania znacznie się zmniejszy wraz z rozwojem tych inteligentnych materiałów, co pomoże obniżyć koszty spawania.

Podobne posty:

• Co To jest spawanie MMA?
• jak spawać Żeliwo
• Co To jest cykl pracy w spawaniu?