焊接專業(yè)發(fā)展歷史

19世紀末之前，唯一的焊接工藝是鐵匠沿用了數(shù)百年的金屬鍛焊。最早的現(xiàn)代焊接技術出現(xiàn)在19世紀末，先是弧焊和氧燃氣焊，稍后出現(xiàn)了電阻焊。

20世紀早期，第一次世界大戰(zhàn)和第二次世界大戰(zhàn)中對軍用設備的需求量很大，與之相應的廉價可靠的金屬連接工藝受到重視，進而促進了焊接技術的發(fā)展。戰(zhàn)后，先后出現(xiàn)了幾種現(xiàn)代焊接技術，包括目前最流行的手工電弧焊、以及諸如熔化極氣體保護電弧焊、埋弧焊(潛弧焊)、藥芯焊絲電弧焊和電渣焊這樣的自動或半自動焊接技術。

20世紀下半葉，焊接技術的發(fā)展日新月異，激光焊接和電子束焊接被開發(fā)出來。今天，焊接機器人在工業(yè)生產中得到了廣泛的應用。研究人員仍在深入研究焊接的本質，繼續(xù)開發(fā)新的焊接方法，并進一步提高焊接質量。

金屬連接的歷史可以追溯到數(shù)千年前，早期的焊接技術見于青銅時代和鐵器時代的歐洲和中東。數(shù)千年前的古巴比倫兩河文明已開始使用軟釬焊技術。公元前340年，在制造重達5.4噸的古印度德里鐵柱時，人們就采用了焊接技術 。

中世紀的鐵匠通過不斷鍛打紅熱狀態(tài)的金屬使其連接，該工藝被稱為鍛焊。維納重·比林格塞奧于1540年出版的《火焰學》一書記述了鍛焊技術。歐洲文藝復興時期的工匠已經(jīng)很好地掌握了鍛焊，接下來的幾個世紀中，鍛焊技術不斷改進。到19世紀時，焊接技術的發(fā)展突飛猛進，其風貌大為改觀。

1800年，漢弗里·戴維爵士發(fā)現(xiàn)了電弧;稍后隨著俄國科學家尼庫萊·斯拉夫耶諾夫與美國科學家C·L·哥芬(C. L. Coffin)發(fā)明的金屬電極推動了電弧焊工藝的成型。電弧焊與后來開發(fā)的采用碳質電極的碳弧焊，在工業(yè)生產上得到廣泛應用。1900年左右，A·P·斯特羅加諾夫在英國開發(fā)出可以提供更穩(wěn)定電弧的金屬包敷層碳電極;1919年，C·J·霍爾斯拉格(C. J. Holslag)首次將交流電用于焊接，但這一技術直到十年后才得到廣泛應用。

電阻焊在19世紀的最后十年間被開發(fā)出來，第一份關于電阻焊的專利是伊萊休·湯姆森于1885年申請的，他在接下來的15年中不斷地改進這一技術。鋁熱焊接和可燃氣焊接發(fā)明于1893年。埃德蒙·戴維于1836年發(fā)現(xiàn)了乙炔，到1900年左右，由于一種新型氣炬的出現(xiàn)，可燃氣焊接開始得到廣泛的應用。

由于廉價和良好的移動性，可燃氣焊接在一開始就成為最受歡迎的焊接技術之一。但是隨著20世紀之中，工程師們對電極表面金屬敷蓋技術的持續(xù)改進(即助焊劑的發(fā)展)，新型電極可以提供更加穩(wěn)定的電弧，并能夠有效地隔離基底金屬與雜質，電弧焊因此能夠逐漸取代可燃氣焊接，成為使用最廣泛的工業(yè)焊接技術。

第一次世界大戰(zhàn)使得對焊接的需求激增，各國都在積極研究新型的焊接技術。英國主要采用弧焊，他們制造了第一艘全焊接船體的船舶弗拉戈號。大戰(zhàn)期間，弧焊亦首次應用在飛機制造上，如許多德國飛機的機體就是通過這種方式制造的。 另外值得注意的是，世界上第一座全焊接公路橋于1929年在波蘭沃夫其附近的S?udwia Maurzyce河上建成，該大橋是由華沙工業(yè)學院的斯特藩·布萊林(Stefan Bry?a)于1927年設計的。

1920年代，焊接技術獲得重大突破。1920年出現(xiàn)了自動焊接，通過自動送絲裝置來保證電弧的連貫性。保護氣體在這一時期得到了廣泛的重視。因為在焊接過程中，處于高溫狀態(tài)下的金屬會與大氣中的氧氣和氮氣發(fā)生化學反應，因此產生的空泡和化合物將影響接頭的強度。

解決方法是，使用氫氣、氬氣、氦氣來隔絕熔池和大氣。接下來的10年中，焊接技術的進一步發(fā)展使得諸如鋁和鎂這樣的活性金屬也能焊接。1930年代至第二次世界大戰(zhàn)期間，自動焊、交流電和活性劑的引入大大促進了弧焊的發(fā)展。

20世紀中葉，科學家及工程師們發(fā)明了多種新型焊接技術。 1930年發(fā)明的螺柱焊接(植釘焊)，很快就在造船業(yè)和建筑業(yè)中廣泛使用。同年發(fā)明的埋弧焊，直到今天還很流行。鎢極氣體保護電弧焊在經(jīng)過幾十年的發(fā)展后，終于在1941年得以最終完善。

隨后在1948年，熔化極氣體保護電弧焊使得有色金屬的快速焊接成為可能，但這一技術需要消耗大量昂貴的保護氣體。采用消耗性焊條作為電極的手工電弧焊是在1950年代發(fā)展起來的，并迅速成為最流行的金屬弧焊技術。

1957年，藥芯焊絲電弧焊首次出現(xiàn)，它采用的自保護焊絲電極可用于自動化焊接，大大提高了焊接速度。同一年，等離子弧焊發(fā)明。電渣焊發(fā)明于1958年，氣電焊則于1961年發(fā)明。

焊接技術在近年來的發(fā)展包括：1958年的電子束焊接能夠加熱面積很小的區(qū)域，使得深處和狹長形工件的焊接成為可能。其后激光焊接于1960年發(fā)明，在其后的幾十年歲月中，它被證明是最有效的高速自動焊接技術。不過，電子束焊與激光焊兩種技術由于其所需配備價格高昂，其應用范圍受到限制。

焊接專業(yè)方法

焊接技術主要應用在金屬母材上，常用的有電弧焊，氬弧焊，CO2保護焊，氧氣-乙炔焊，激光焊接，電渣壓力焊等多種，塑料等非金屬材料亦可進行焊接。金屬焊接方法有40種以上，主要分為熔焊、壓焊和釬焊三大類。

熔焊是在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成焊接的方法。熔焊時，熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化，形成熔池。熔池隨熱源向前移動，冷卻后形成連續(xù)焊縫而將兩工件連接成為一體。

壓焊是在加壓條件下，使兩工件在固態(tài)下實現(xiàn)原子間結合，又稱固態(tài)焊接。常用的壓焊工藝是電阻對焊，當電流通過兩工件的連接端時，該處因電阻很大而溫度上升，當加熱至塑性狀態(tài)時，在軸向壓力作用下連接成為一體。

釬焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釬料，將工件和釬料加熱到高于釬料熔點、低于工件熔點的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕工件，填充接口間隙并與工件實現(xiàn)原子間的相互擴散，從而實現(xiàn)焊接的方法。

焊接時形成的連接兩個被連接體的接縫稱為焊縫。焊縫的兩側在焊接時會受到焊接熱作用，而發(fā)生組織和性能變化，這一區(qū)域被稱為熱影響區(qū)。焊接時因工件材料焊接材料、焊接電流等不同，焊后在焊縫和熱影響區(qū)可能產生過熱、脆化、淬硬或軟化現(xiàn)象，也使焊件性能下降，惡化焊接性。這就需要調整焊接條件，焊前對焊件接口處預熱、焊時保溫和焊后熱處理可以改善焊件的焊接質量。