Istoria completă a sudării

sudarea este unul dintre pașii cei mai critici în fabricarea modernă a metalelor. Aceasta este o cunoaștere comună. Cu toate acestea, majoritatea oamenilor nu știu de unde a apărut sudarea, care a fost cea mai veche formă și cum a evoluat de-a lungul anilor.

deși forma modernă de sudare care implică instrumentele de sudare pe care le vedem astăzi a fost inventată în anii 1800 în timpul Revoluției Industriale, cel mai vechi tip de sudare datează de mii de ani. Sudarea a existat într-o anumită formă în epoca bronzului și epoca fierului. Arheologii au găsit cutii mici de aur cu îmbinări care au fost sudate sub presiune în urmă cu peste două milenii. Mai mult, există dovezi că egiptenii antici știau să sudeze fierul împreună.

din aceste constatări, ar trebui să fie clar că sudarea nu este o practică nouă; în schimb, a existat încă din epoca fierului și poate chiar înainte. Cu toate acestea, sudarea efectuată în acele vremuri era extrem de elementară, ca să spunem cel puțin; nu implica altceva decât ciocănirea a două piese metalice sub căldură.

forma de sudare care este practicată pe scară largă astăzi, deși cu echipamente și tehnici mai moderne, a fost descoperită în secolul al 19-lea. Cu toate acestea, celelalte perioade în care s-a practicat sudarea au jucat un rol semnificativ în această descoperire. Prin urmare, le-am inclus în acest ghid despre istoria sudării.

cine a inventat sudura?

înainte de a începe discuția despre diferitele perioade din istoria sudării, este esențial să știm cine a inventat sudarea. Aici, vorbim despre forma modernă de sudare și nu despre sudarea care a existat în Evul Mediu sau în perioadele anterioare.

care este forma modernă de sudare? Este o metodă care implică utilizarea proceselor de fuziune pentru a uni bucăți de plastic sau metale pentru a crea sau repara structuri metalice. Căldura este frecvent utilizată pentru sudarea pieselor metalice, iar echipamentele de sudură utilizează lumină laser, arc electric sau flăcări deschise pentru a efectua fuziunea.

acum, că știți cum funcționează forma modernă de sudare, putem reveni la discuția noastră despre cine a inventat sudarea. În timp ce multor oameni le place să-l crediteze pe Sir Humphry Davy cu descoperirea sudării moderne, nicio persoană nu poate fi creditată cu invenția sudării.

cu toate acestea, primele incursiuni către forma modernă de sudare au fost făcute la începutul secolului al 19-lea, când Sir Davy a folosit o baterie pentru a produce un arc electric între doi electrozi de carbon pentru prima dată. Aceasta a fost în anul 1800. Treizeci și șase de ani mai târziu, acetilena a fost descoperită de Edmund Davy. Cu toate acestea, a fost nevoie de încă 45 de ani pentru ca forma modernă de sudare să fie inventată.

ce s-a întâmplat în acești 45 de ani? August de Meritens a unit plăcile de plumb folosind căldură cu arc. Acesta a fost urmat de Nikolai Benardos, un student rus al de Meritens, brevetând o metodă de sudare cu arc electric care implică tije de carbon. Procesele de sudare s-au dezvoltat foarte rapid după aceasta.

cum ar putea fi folosiți electrozii metalici pentru sudare a fost descoperit de Nikolai Slavynov. În plus, un inginer American C. L Coffin a venit cu o sudare cu arc care a implicat utilizarea unui electrod metalic acoperit; acest lucru a stabilit scena pentru descoperirea sudării cu arc metalic ecranat. Așa a apărut forma modernă de sudare.

cum s-a schimbat forma modernă de sudare de-a lungul anilor?

înainte de a ne arunca cu capul în istoria de sudare, este esențial să se discute modul în care sudarea formă modernă, care a fost descoperit în secolul al 19-lea, sa schimbat de-a lungul anilor. În ultimii 200 de ani sau mai mult, tehnicile și echipamentele utilizate pentru a efectua sudarea s-au schimbat din nou și din nou, în bine. Acest proces de evoluție a ajutat procesul de sudare să devină mai rapid și mai precis.

în acest moment, avem procese de sudare extrem de sofisticate, cum ar fi sudarea robotică; aceasta este o metodă care poate suda metalul mai precis și mai rapid decât orice sudor uman care îndeplinește sarcina manual. Nu numai că, această formă modernă de sudare minimizează sau chiar elimină riscurile pentru oameni prin sudare. Procesul de sudare va deveni mai bun și mai sofisticat în viitor.

cu toate acestea, toate acestea au început cu descoperirea acetilenei la începutul secolului al 19-lea; acest lucru a făcut posibilă efectuarea sudării cu o sursă controlabilă de sudare. Cu toate acestea, la începutul secolului 20, sudarea modernă a început cu adevărat să prindă contur; acesta a fost un moment în care electricitatea a început să devină disponibilă pe scară largă.

în timpul primului și al Doilea Război Mondial, inovația în metodele și tehnologia de sudare a început să se întâmple, deoarece armata avea nevoie de ea rapid. Abia după cel de-al doilea Război Mondial, sudarea a fost folosită pentru a uni metalele în structuri esențiale, cum ar fi navele.

anii 1950 sau perioada imediat după cel de-al Doilea Război Mondial se refereau la procesul de sudare cu Co2 și la popularitatea sa în creștere rapidă. Cu toate acestea, multe dintre evoluțiile cheie în sudarea modernă au avut loc în anii 1960. unele dintre aceste evoluții sau progrese au inclus sudarea Electroslag, Innershield și dualshield. O altă descoperire critică în acest deceniu a fost sudarea cu arc cu plasmă.

deși a fost o perioadă relativ scăzută în istoria sudării moderne, anul 1970 a fost când au fost introduse multe tehnici noi de lipit; metodele au fost destinate să ofere suport miniaturizării electronice. Acestea includ infraroșu, gaz fierbinte și fază de vapori.

ultima fază a sudării moderne a început în 1991, când TWI a introdus sudarea prin frecare. Cu toate acestea, următoarea descoperire crucială în sudare a fost făcută opt ani mai târziu; descoperirea a fost o metodă care a crescut semnificativ pătrunderea fluxului într-o sudură. Un an mai târziu, a fost introdusă sudarea cu impulsuri magnetice.

în același an, am asistat, de asemenea, pentru prima dată, compozit metalic fiind sudat cu o radiografie. Sudarea laser-arc-hibrid a fost descoperită opt ani mai târziu. În 2013, am văzut dezvoltarea sudării cu Arc metalic cu gaz-lipire și utilizarea tehnologiei laser și a unei îmbinări cu tur în sudarea din aluminiu și oțel cu conținut scăzut de carbon. Acesta este modul în care formele moderne de sudare s-au schimbat de-a lungul anilor.

istoria sudării cronologie

acum, că aveți o idee despre cine a inventat sudarea modernă și cum s-a schimbat de-a lungul anilor, putem ajunge la istoria sudării cronologie; aceasta este istoria completă a sudării datând din perioada dinaintea lui Hristos (Î.HR.). Acesta acoperă toate perioadele de la care până în 2013; de asemenea, oferă o privire asupra viitorului sudării. Fără a pierde mai mult timp, să începem cu istoria cronologiei sudării.

sudarea în perioada Î.HR.

în această perioadă metalul a fost ciocănit și îndoit pentru prima dată; metalul care a fost supus celei mai vechi forme de sudare este considerat a fi cupru. Mulți istorici cred că sudarea a început în Egiptul Antic în anul 4000 î. HR.. Inițial, sudarea a fost efectuată numai pe cupru; cu toate acestea, procesul a progresat de-a lungul anilor și, în cele din urmă, fierul, aurul, argintul și bronzul au început să fie sudate.

staniul a fost descoperit în 3500 î. HR., iar lucrările la bronz au început între 3000 și 2000 î. HR.. Acesta a fost și momentul în care au fost descoperite cutiile mici de aur sudate sub presiune cu îmbinări pe care le-am menționat mai devreme. În plus, metalul a fost modelat în arme, ustensile și bijuterii în această perioadă.

în 3000 Î.hr., lipirea dură a fost folosită de sumerieni pentru a produce săbii. În aceeași perioadă, căldura generată de cărbune a fost folosită de vechii egipteni pentru a transforma minereul de fier în fier burete. De asemenea, a fost prima dată când s-a folosit sudarea sub presiune.

în 2250 Î.hr., Persanii foloseau cobaltul pentru a colora sticla. În 1500 î.hr., mercurul a fost descoperit și au avut loc primele cazuri de topire a fierului. În 1330 Î.hr., o țeavă de suflare și o lipire au fost folosite de vechii egipteni pentru a efectua lipirea metalelor. Mai mult de 300 de ani mai târziu, în 1000 î.HR., au început lucrările la fier; acesta a fost un moment în care cuptoarele erau folosite pentru a îndoi metalul pentru a produce vârfuri de lance și săbii.

în același timp, îmbinările suprapuse au fost ciocănite în Irlanda pentru a fabrica cutii de aur. Între 900 și 850 Î.hr., egiptenii au început să fabrice unelte din fier. Popularitatea fierului a încetinit în această perioadă, pe măsură ce oamenii devin din ce în ce mai familiarizați cu cuprul și bronzul și utilitatea lor. În aceeași perioadă, babilonienii au început să fabrice arme din fier.

sudarea în perioada A. D. și Evul Mediu

prima perioadă înregistrată în timpul căreia s-a practicat procesul de lipire a aurului este 60 D. HR.. Acest lucru a fost înregistrat ca un autor Roman Pliniu care a trăit în timpul Imperiului Roman timpuriu; el documentează procesul descriind modul în care sărurile funcționau ca flux și modul în care dificultatea brazării a determinat culoarea metalului.

următoarea dezvoltare semnificativă a sudării în perioada A. D. a avut loc în 310 A. D. Când un stâlp de fier din India a fost construit folosind sudarea. Stâlpul cântărea peste cinci tone metrice. În plus, există structuri în Roma, Scandinavia și Anglia care au fost construite folosind sudarea undeva între 300 și 400 D. hr.

în 589 D. HR., fierul forjat a fost transformat în oțel pentru prima dată în perioada dinastiei Sui de către chinezi. În aceeași perioadă, săbiile Samurai au fost fabricate de japonezi folosind un proces de sudare și turnare.

în 1000 D.HR., Theophilus călugărul a scris un manuscris care a descris procesul de amestecare a fluxului pentru a brazi argintul. În 1375, zincul metalic a fost descoperit. Din secolul al 5-lea până în secolul al 14-lea, mai bine cunoscut sub numele de Evul Mediu, sudarea forjată a stat la baza tuturor dezvoltărilor și descoperirilor făcute în sudare. Cu toate acestea, lucrurile au început să se schimbe după această perioadă.

sudarea în secolele 14-17

istoria sudării în această perioadă începe în 1540; acesta a fost anul Metalurgistului Italian Vannoccio Biringuccio lansat de la pirotechnia. Această carte a descris operațiunea de forjare. În același an, procesul a fost stăpânit de meșteri renascentiști, ceea ce a propulsat creșterea continuă a sudării în secolele care au urmat.

un alt an critic în această perioadă pentru sudare a fost 1568; acesta a fost anul în care un aurar Italian Benventuto Cellini a detaliat modul în care un proces de lipit ar putea fi folosit pentru a brazi un aliat realizat din argint sau cupru. Termenul de sudură a fost folosit pentru prima dată în 1599, iar în secolul al 17-lea, fonta nu poate fi produsă pentru prima dată.

anul 1800

au existat evoluții semnificative în sudură în timpul secolului al 19-lea. O descoperire importantă în sudare a fost făcută în această perioadă; descoperirea a fost utilizarea acetilenei sau a flăcărilor deschise. Ce a fost aceasta o descoperire importantă? Pentru că a permis fabricarea de instrumente și echipamente complicate din metal.

în 1836, acetilena a fost descoperită de englezul Edmund Davy și, în curând, a început să fie utilizată în industria sudării. Sir Humphrey Davy a inventat un instrument cu baterie capabil să producă un arc electric între electrozii fabricați din carbon în 1800. Instrumentul inventat de Sir Davy a fost utilizat pe scară largă pentru sudarea metalelor.

anul 1880

Auguste de Meritens, un om de știință francez, a folosit cu succes căldura generată de arc pentru a uni plăcile de plumb în 1881. În același an, Nokolai N. Benardos, un om de știință rus, împreună cu colegul său de știință Stanislaus Olszewski, au inventat un suport pentru electrozi pe care l-au brevetat atât în Marea Britanie, cât și în SUA

ei anul 1890

în acest moment, sudarea cu arc de carbon a fost cea mai populară și utilizată pe scară largă metodă de sudare. Cu toate acestea, inginerul American C. L Coffin a descoperit metoda de sudare cu arc de electrod metalic în 1890 și a brevetat-o. În același an, omul de știință rus N. G. Slavianoff a folosit același mod ca și sicriul pentru a arunca metale în matrițe.

anul 1900

Strohmenger a introdus un electrod metalic acoperit în 1990. Un strat de var a adăugat stabilitate arcului. În același an, au fost dezvoltate și alte câteva procese de sudare; acestea au inclus sudarea prin puncte, sudarea prin proiecție, sudarea cusăturii și sudarea cu cap la cap. De asemenea, în același timp, electrozii stick au devenit un instrument popular pentru sudare.

anul 1919

Comfort Avery Adams a înființat Societatea Americană de sudură după sfârșitul Primului Război Mondial. Scopul stabilirii AWS a fost de a încuraja dezvoltarea în continuare a proceselor de sudare. Această primă parte a descoperirii semnificative legate de sudare în epoca post-Primul Război Mondial a fost inventarea curentului alternativ în 1919. Cu toate acestea, această invenție nu a fost utilizată de industria sudării până în anii 1930.

anii 1920

au existat unele evoluții semnificative în sudare în această perioadă, cea mai notabilă dintre ele fiind introducerea sudării automate. O metodă care combina firele goale de electrod cu tensiunea arcului, sudarea automată a fost inițial utilizată pentru a construi roți de macara uzate și arbori de motor. Mai târziu, industria automobilelor a folosit-o pentru a produce carcase pentru puntea spate.

în plus față de cele de mai sus, mulți electrozi de sudură au fost dezvoltați în anii 1920. aceasta a inclus tije cu acoperire grea dezvoltate și utilizate de compania A. O. Smith în 1927. Tijele de electrod extrudate au fost fabricate și vândute publicului pentru prima dată în 1929.

unele dintre celelalte descoperiri critice în sudură în anii 1920 au inclus înființarea Institutului inginerilor de sudură. Sudarea de testare efectuată folosind argon și heliu ca gaz de protecție, cercetări privind utilizarea razelor X pentru testarea sudurilor și construcția primului pod feroviar sudat.

anii 1930

în anul 1930, sudarea cu știfturi a fost dezvoltată de New York Navy Yard. Scopul principal al acestui lucru a fost de a fixa pardoseala din lemn pe o suprafață din metal. Două industrii în care acest proces de sudare a fost utilizat pe scară largă au fost construcțiile și construcțiile navale.

în aceeași perioadă, procesul de sudare cu arc scufundat a fost dezvoltat și de Compania Națională de tuburi; acesta a fost un proces automat de sudare care a fost proiectat special pentru o fabrică de țevi cu sediul în McKeesport, Pennsylvania. Crearea cusăturilor longitudinale în țeavă a fost scopul dezvoltării acestui proces de sudare.

în 1930, Robinoff a brevetat procesul și l-a vândut ulterior companiei Linde Air Products; aici procesul a primit numele de unionmelt welding. Procesul mai avansat de sudare cu arc scufundat a înlocuit curând procesul de sudare cu știfturi în sectorul construcțiilor navale; procesul s-a dovedit a fi extrem de productiv în șantierele navale. Procesul rămâne popular și astăzi.

anii 1940

o idee a lui C. L Coffin este ceea ce a dat naștere metodei de sudare cu arc de tungsten cu gaz (GTAW), brevetată de Coffin în 1890. Metoda GTAW permite sudarea într-o atmosferă de gaz neoxidant. La sfârșitul anilor 1920, H. M. Hobart rafinează conceptul folosind heliu ca gaz de protecție. Mai Târziu, P.K Devers a înlocuit heliul cu argon ca gaz de protecție pentru a efectua GTAW.

până în anii 1940, aceasta a fost metoda utilizată pentru sudarea aluminiului, oțelului inoxidabil și magneziului. În 1941, Meredith a perfecționat procesul și l-a numit heliarc welding. Mai târziu, compania Linde Air Products a brevetat procesul sub numele său și apoi l-a folosit pentru a dezvolta lanterna răcită cu apă.

unul dintre cele mai critice procese de sudare, GTAW a servit ca bază pentru dezvoltarea procesului de sudare cu arc metalic cu gaz (GMAW) în 1948; dezvoltarea a fost sponsorizată de Air Reduction Company și realizată la Battelle Memorial Institute.

la fel ca în procesul GTAW, arcul ecranat cu gaz a fost utilizat pentru a dezvolta procesul GMAW; singura diferență a fost că electrodul de tungsten a fost înlocuit cu un fir de electrod care a fost alimentat continuu. Sursa de alimentare cu tensiune constantă și firele cu diametru mic au fost câteva schimbări fundamentale care au adăugat utilitatea procesului.

mai devreme, E. S. Kennedy brevetase acest principiu. GMAW a fost inițial introdus ca o modalitate de a suda metale neferoase. Cu toate acestea, oamenii au început în curând să încerce procesul și pe oțel, datorită ratei ridicate de depunere.

anii 1950

în 1953, Novoshilov și Lyubavski au popularizat procesul de sudare cu Co2 și a devenit metoda preferată pentru sudarea oțelurilor; acest lucru s-a datorat în principal accesibilității procesului. Acest proces de sudare a implicat practic utilizarea sudării cu electrozi consumabili într-o atmosferă de gaz CO2.

în ciuda utilizării echipamentelor proiectate pentru arcul metalic cu gaz inert, procesul de sudare cu Co2 ar putea fi utilizat pentru sudarea economică a oțelurilor. Acest lucru a ajutat procesul de sudare să devină popular aproape imediat după ce a fost introdus.

un arc fierbinte este un arc utilizat în procesul de Co2, iar firele de electrod mai mari necesită curenți relativ mari. Nu după mult timp, am asistat la lansarea firelor de electrozi cu diametru mai mic. Acest lucru a făcut mai convenabilă sudarea materialelor subțiri. Odată cu introducerea acestor fire de electrod și surse de alimentare care au fost din ce în ce mai rafinate, popularitatea procesului a crescut semnificativ.

la sfârșitul anului 1958 și începutul anului 1959, micro-sârmă sau sudarea prin transfer dip, variația arcului de scurtcircuit a GMAW a fost dezvoltată. Care a fost scopul acestei variații? A permis sudarea pe materiale subțiri în toate pozițiile; în curând, a devenit una dintre cele mai populare soiuri ale procesului de sudare cu arc metalic cu gaz (GMAW).

anii 1960

unele progrese semnificative au avut loc în industria sudării în anii 1960. unele dintre aceste evoluții sau îmbunătățiri au inclus sudarea Electroslag, Innershield și dualshield. În aceeași perioadă, Robert M. Gage a inventat sudarea cu arc cu plasmă. Metoda a fost utilizată pentru a efectua pulverizarea metalelor. Anii 1960 au fost, de asemenea, Epoca în care francezii au dezvoltat sudarea cu fascicul de electroni; industria producătoare de aeronave din SUA folosește încă această metodă de sudare.

o dezvoltare semnificativă în industria sudării care a avut loc în anii 1960 a fost invenția laserului. Câțiva ani mai târziu, a fost introdusă sudarea cu fascicul laser; s-a dovedit extrem de util în sudare, în special sudarea automată și de mare viteză. Cu toate acestea, există unele dezavantaje semnificative asociate cu această metodă, care este motivul pentru care nu este sudarea folosită astăzi; dificultățile au inclus costul ridicat al echipamentelor și aplicațiile limitate.

în 1960, a fost introdus și un alt proces de sudare, iar acest proces a fost sudarea explozivă. În 1962, Mercury Space capsule a fost sudată de Sciaky, o companie americană de producție. În 1963, au existat unele evoluții semnificative în testarea sudurii, inclusiv Varestraint Test si Fusewelder Torch.

între 1965 și 1967, a existat o utilizare crescută a laserului Co2 pentru tăiere și sudare. În plus, sudarea gravitațională a început în Regatul Unit (Marea Britanie) în acest timp. În 1969, SOYUZ-6, o navă spațială, a fost sudată în spațiu de către ruși. În cele din urmă, multe noi tehnici de lipit au fost introduse în anul 1970; scopul acestor tehnici a fost de a asigura suport pentru miniaturizarea electronică și au inclus faza de infraroșu, gaz fierbinte și vapori.

epoca modernă sau cea mai recentă a sudării

această perioadă începe în 1991 și durează până în 2013. Multe dintre procesele de sudare utilizate astăzi, care sunt peste 90, au fost descoperite modificate la starea lor actuală în această epocă. Unele dintre cele mai semnificative evoluții care vor avea loc în ultima eră a sudării sunt computerele de bord, sudarea robotizată, amestecurile multiple de gaze și electrozii extrem de sofisticați.

prima dezvoltare semnificativă în această eră a sudării a fost introducerea TWI prin sudarea prin frecare în 1991. În 1999, a fost făcută următoarea descoperire considerabilă în sudare; a fost o metodă care a crescut penetrarea fluxului într-o sudură cu până la 300%.

în 2000, a fost introdusă sudarea cu impulsuri magnetice. Compozitul metalic a fost, de asemenea, sudat cu o radiografie pentru prima dată în același an. În 2008, a fost descoperită sudarea cu laser-arc-hibrid. În cele din urmă, în 2013, a avut loc dezvoltarea sudării cu Arc metalic cu gaz-lipire; acesta a fost un proces care sudează oțelul utilizat în automobile. În cele din urmă, am asistat la utilizarea tehnologiei laser și a unei îmbinări în aluminiu și sudarea oțelului cu conținut scăzut de carbon pentru prima dată în același an.

care este viitorul sudării?

după ce am trecut prin toate epocile diferite ale sudării până în prezent, suntem acum în poziția de a prezice cum ar putea arăta viitorul sudării. În primul rând, ne așteptăm ca operațiunile de sudare să integreze complet mecanismele de control al proceselor intro și fabricarea agilă. De asemenea, pe măsură ce sudarea este din ce în ce mai integrată în proiectarea de fabricație și aliniată cu sistemele informatice, ne așteptăm ca procesul de sudare să devină mai automatizat.

în plus față de cele de mai sus, ne așteptăm ca materialele care sunt proiectate să fie sudate să fie o cerință esențială în fabricarea produselor viitoare; aceste materiale sunt susceptibile să includă materiale de înaltă rezistență și inteligente cu cipuri de computer încorporate care monitorizează performanța ciclului de viață al sudării. În viitor, aceste materiale ar putea crea multe noi oportunități pentru industria sudării.

în viitor, modelarea sudării va deveni o parte crucială a procesului care urmărește sudarea integrată pe întregul ciclu de viață al producției. În cele din urmă, cerințele energetice pentru sudare se vor reduce semnificativ odată cu dezvoltarea acestor materiale inteligente, ceea ce va contribui la reducerea costurilor de sudare.

postări similare:

• ce este sudarea MMA?
• cum se sudează fonta
• ce este ciclul de funcționare în sudură?