焊接技术发展史
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世界焊接史简述2014-03-29hgtx2011焊工天下公元前3000多年埃及出现了锻焊技术。
公元前2000多年中国的殷朝采用铸焊制造兵器。
公元前200年前,中国已经掌握了青铜的钎焊及铁器的锻焊工艺。
1801年:英国H.Davy发现电弧。
1836年:Edmund Davy发现乙炔气。
1856年:英格兰物理学家James Joule发现了电阻焊原理。
1959年:Deville和Debray发明氢氧气焊。
1881年:法国人De Meritens发明了最早期的碳弧焊机。
1881年:美国的R.H.Thurston博士用了六年的时间,完成了全系列铜-锌合金钎料在强度与延伸性方面的全部实验。
1882年:英格兰人Robert A.Hadfield发明并以他的名字命名的奥氏体锰钢获得了专利权。
1885年:美国人Elihu Thompson获得电阻焊机的专利权。
1885年:俄罗斯人Benardos Olszewski发展了碳弧焊接技术。
1888年:俄罗斯人H.г.Cлавянов发明金属极电弧焊。
1889—1890年:美国人C.L.Coffin首次使用光焊丝作电极进行了电弧焊接。
1890年;美国人C.L.Coffin提出了在氧化介质中进行焊接的概念。
1890年:英国人Brown第一次使用氧加燃气切割进行了抢劫银行的尝试。
1895年:巴伐利亚人Konrad Roentgen观察到了一束电子流通过真空管时产生X射线的现象。
1895年:法国人Le Chatelier获得了发明氧乙炔火焰的证书。
1898年:德国人Goldschmidt发明铝热焊。
1898年:德国人克莱菌.施密特发明铜电极弧焊。
1900年:英国人Strohmyer发明了薄皮涂料焊条。
1900年:法国人Fouch和Picard制造出第一个氧乙炔割炬。
1901年:德国人Menne发明了氧矛切割。
1904年:瑞典人奥斯卡.克杰尔贝格建立了世界上第一个电焊条厂—ESAB公司的OK焊条厂。
公元前3000多年埃及出现了锻焊技术。
公元前2000多年中国的殷朝采用铸焊制造兵器。
公元前200年前,中国已经把握了青铜的钎焊及铁器的锻焊工艺。
1801年:英国H.Davy发现电弧。
1836年:Edmund Davy 发现乙炔气。
1856年:英格兰物理学家James Joule 发现了电阻焊原理。
1859年:Deville和Debray发明氢氧气焊。
1881年:法国人 De Meritens 发明了最早期的碳弧焊机。
1881年:美国的R. H. Thurston 博士用了六年的时间,完成了全系列铜-锌合金钎料在强度与延伸性方面的全部实验。
1882年:英格兰人Robert A. Hadfield发明并以他的名字命名的奥氏体锰钢获得了专利权。
1885年:美国人Elihu Thompson 获得电阻焊机的专利权。
1885年:俄罗斯人 BenardosOlszewski 发展了碳弧焊接技术。
1888年:俄罗斯人H.г.Cлавянов发明金属极电弧焊。
1889—1890年:美国人C. L. Coffin首次使用光焊丝作电极进行了电弧焊接。
1890年;美国人C. L. Coffin提出了在氧化介质中进行焊接的概念。
1890年:英国人Brown 第一次使用氧加燃气切割进行了抢劫银行的尝试。
1895年:巴伐利亚人 Konrad Roentgen 观察到了一束电子流通过真空管时产生X射线的现象。
1895年:法国人 Le Chatelier 获得了发明氧乙炔火焰的证书。
1898年:德国人Goldschmidt发明铝热焊。
1898年:德国人克莱菌.施密特发明铜电极弧焊。
1900年:英国人Strohmyer发明了薄皮涂料焊条。
1900年:法国人 Fouch 和 Picard制造出第一个氧乙炔割炬。
1901年:德国人Menne 发明了氧矛切割。
1904年:瑞典人奥斯卡.克杰尔贝格建立了世界上第一个电焊条厂—ESAB公司的OK焊条厂。
现代焊接技术的发展及应用现代焊接技术的发展及应用可以从以下几个方面来介绍:焊接技术的发展历程、现代焊接技术的分类及其应用领域。
一、焊接技术的发展历程:焊接作为一种连接工艺,在人类历史上已经有几千年的历史了。
但是,真正意义上的现代焊接技术始于19世纪末和20世纪初。
随着工业的发展,焊接技术也不断推陈出新。
下面是焊接技术的发展历程的概述:1.手工焊接阶段(1903-1920年):焊接技术基本上是由熟练工人手工操作完成。
常用的方法有气焊、电焊和电弧焊等。
2.半自动焊接阶段(1920-1945年):焊接过程中逐渐减少了人工操作,采用了一些辅助设备,如电动焊机和小范围剥离设备等。
3.自动焊接阶段(1945-1970年):焊接装置和设备日益自动化,实现了焊接过程的自动化,提高了焊接质量和效率。
4.计算机/机器人焊接阶段(1970年至今):随着计算机和机器人技术的发展,焊接过程几乎完全由计算机和机器人完成,实现了高精度、高效率和高灵活性的焊接。
二、现代焊接技术的分类及其应用领域:现代焊接技术按不同的焊接方式和能源可以分为多种类型。
以下介绍几种常见的现代焊接技术及其主要应用领域:1.电弧焊接:电弧焊接是利用电弧作为能量源,通过电极和工件之间的电弧将焊接材料熔化,形成焊缝。
它广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑工程和金属制品制造等领域。
2.激光焊接:激光焊接是利用激光束作为能量源,通过光热效应将焊接材料熔化,形成焊缝。
它在精密仪器制造、电子产品制造、汽车工业和航空航天等领域有广泛应用。
3.等离子焊接:等离子焊接是利用等离子体作为能量源,通过高温等离子体将焊接材料熔化,形成焊缝。
它主要应用于不锈钢、铝合金等难焊材料的焊接。
4.摩擦焊接:摩擦焊接是利用机械摩擦产生的热能将焊接材料加热至熔点,形成焊缝。
它广泛应用于铝合金、铜合金和钛合金等材料的焊接。
5.电阻焊接:电阻焊接是利用电阻热加热将焊接材料加热至熔点,形成焊缝。
它主要应用于汽车制造、电子制造、管道制造等领域。
焊接技术可以追溯到几千年前的青铜器时代,在人类早期工具制造中,无论是中国还是当时的埃及等文明地区,都能看到焊接技术的雏形。
古代的焊接方法主要是铸焊、钎焊和锻焊。
中国商朝(公元前1600年—公元前1046年)制造的铁刃铜钺就是铁和铜的铸焊件,其表面铜与铁的熔合线蜿蜒曲折,接合良好。
春秋战国时期(公元前770年—公元前221年)曾侯乙墓中的建鼓铜座上的盘龙是分段钎焊连接而成的,与现代软钎料成分相近。
战国时期制造的刀剑一般是加热锻焊而成的。
据明朝宋应星所着《天工开物》记载:中国古代将铜和铁一起入炉加热,经锻打制造刀、斧;用黄泥或筛细的陈久壁土撒在接口上,分段锻焊大型船锚。
在古埃及和地中海地区,公元前1000年人们就已经能够通过搭接的方法制造金盒及铁质工具。
到中世纪(约公元476年—公元1453年),早叙利亚大马士革曾用锻焊方法打造兵器。
但古代焊接技术长期停留在较原始的水平,使用的热源都是炉火,温度低、能源不集中,无法用于大截面、长焊缝工件的焊件,只能用以制作装饰品、简单的工具和武器。
近代真正意义上的焊接技术起源于1880年左右电弧焊方法的问世[6]。
表1.1列出了现代焊接史上重要方法和技术的出现时间、发明人及所属国家。
表1.1主要焊接方法的发明时间、发明人及所属国家[6]发明时间方法名称发明人所属国家和机构1881年碳弧焊NikolaiBenardos 俄罗斯1885—1900年电阻焊Thomson 美国1900年铝热焊HansGoldschmidt,GoldschmidtAG西德(OrgotheusInc.美国)1900年氧乙炔焊Fouche,Picard 法国1907—1910年手工电弧焊OscarKjellberg 瑞典1909年等离子焊接PAW Schonner BASF德国美国1908年、1940年、1950年电渣焊ESWPaton焊接学会俄罗斯、美国、乌克兰1926年钨极惰性气体保护焊美国发明时间方法名称发明人所属国家和机构1926年药芯焊丝FCAW Stoody 美国1930年氢原子焊——1930年螺柱焊纽约海军厂美国1930年、1948年熔化极惰性气体保护焊美国1935年埋弧焊SAW Robinoff 地下铁道公司美国1941年GTAW Meredith 美国1950年喷射过渡GMAW Muller,Gibson 美国1953年活性气体保护电弧焊Lyubavskii和Novoshilov苏联1954年自保护药芯焊——1956年摩擦焊—俄罗斯1956年超声波焊——1957年CO2气体保护焊—美国、英国、俄罗斯1959年爆炸焊——1950年末真空扩散焊——1960年脉冲熔化极气体保护焊Arico 美国1961年电子束焊Stohr 法国1962年电气焊专利(Electrogas)Arcos 比利时1964年热丝和协同控制GMAWManz 美国1966年激光切割PeterHouldcroft TWI英国1970年逆变电源—世界各地1970年激光焊接LBW MartinAdams 英国1991年搅拌摩擦焊FSW WayneThomas TWI英国注:表中的发明时间以焊接方法首次具有工业实现意义为起点,而非该方法的原理初次被发现。
1.焊接技术的发展和意义近代焊接技术是从1882年出现碳弧焊开始的,直到20世纪的30年代,在生产上还只是采用气焊和手工电弧焊等简单的焊接方法。
由于焊接具有节省金属、生产率高、产品质量好和大大改善劳动条件等优点,所以在近半个世纪内得到了极为迅速的发展。
20世纪40年代初期出现丁优质电焊条,使长期以来由于产品质量的问题让人们怀疑的焊接技术得到了一次历史性飞跃。
20世纪40年代后期,由于埋弧焊和电阻焊的应用使焊接过程的机械化和自动化成为现实。
20世纪50年代的电渣焊、各种气体保护焊、超声波焊,20世纪60年代的等离子弧焊、电子束焊、激光焊等先进焊接方法的不断涌现,使焊接技术达到了一个新的水平,使焊接技术进入了一个新的发展阶段。
焊接技术和传统的工艺方法相比较,目前已几乎全部取代了铆接技术,部分代替了铸造和锻造。
2.焊接技术的优点(1)节约金属材料。
用焊接可以比铆接制成的结构省去很多零件,因此能够节约金属约15%~20%。
另外,焊接结构也可比铸铁件节约50%左右的材料,比铸钢件节约30%左右的材料。
(2)减小结构质量(重量)。
采用焊接制成的机车车辆,可以在节省材料的同时,减轻本身的自重,从而可以加大载重量。
(3)减轻劳动量,提高生产率。
(4)降低劳动强度,改善劳动条件。
(5)投资小,占用生产面积小。
3. 焊接发展方向和趋势随着工业和科学技术的发展,焊接工艺也发生以着日新月异的变化,而且形成一些新的发展方向和趋势:(1)提高焊接生产率是推动焊接技术发展的重要驱动力。
(2)提高准备车间的机械化、自动化水平是当前世界先进工业国家重点发展方向。
(3)焊接过程自动化、智能化是提高焊接质量稳定性,解决恶劣劳动条件的重要方向。
(4)新兴工业的发展不断推动焊接技术前进。
(5)热源的研究与开发是推动焊接工艺发展的根本动力。
(6)节能技术是普遍关注的问题。
焊接技术被广泛应用于船舶、车辆、航空、锅炉、压力容器、电机、冶炼设备、石油化工机械、矿山、起重、建筑及国防等各个行业。
焊接技术可以追溯到几千年前的青铜器时代,在人类早期工具制造中,无论是中国还是当时的埃及等文明地区,都能看到焊接技术的雏形。
古代的焊接方法主要是铸焊、钎焊和锻焊。
中国商朝(公元前1600年—公元前1046年)制造的铁刃铜钺就是铁和铜的铸焊件,其表面铜与铁的熔合线蜿蜒曲折,接合良好。
春秋战国时期(公元前770年—公元前221年)曾侯乙墓中的建鼓铜座上的盘龙是分段钎焊连接而成的,与现代软钎料成分相近。
战国时期制造的刀剑一般是加热锻焊而成的。
据明朝宋应星所著《天工开物》记载:中国古代将铜和铁一起入炉加热,经锻打制造刀、斧;用黄泥或筛细的陈久壁土撒在接口上,分段锻焊大型船锚。
在古埃及和地中海地区,公元前1000年人们就已经能够通过搭接的方法制造金盒及铁质工具。
到中世纪(约公元476年—公元1453年),早叙利亚大马士革曾用锻焊方法打造兵器。
但古代焊接技术长期停留在较原始的水平,使用的热源都是炉火,温度低、能源不集中,无法用于大截面、长焊缝工件的焊件,只能用以制作装饰品、简单的工具和武器。
近代真正意义上的焊接技术起源于1880年左右电弧焊方法的问世[6]。
表1.1列出了现代焊接史上重要方法和技术的出现时间、发明人及所属国家。
表1.1主要焊接方法的发明时间、发明人及所属国家[6]注:表中的发明时间以焊接方法首次具有工业实现意义为起点,而非该方法的原理初次被发现。
纵观现代焊接方法和技术发展史,与其工业革命的发展息息相关,可根据方法的起源时间,将其归纳为两个重要的发展阶段。
(1)起源于19世纪70年代的第二次工业革命,这一阶段的重要标志是电力的发展和应用。
工业应用最为广泛的电弧焊、电阻焊方法正是起源于这一阶段。
虽然目前工业上使用的这两类焊接方法已有了很大进步,但不容置疑的是这一阶段奠定了焊接技术发展的第一块基石。
在1881年的巴黎“首次世界电器展”上,法国Cabot 实验室的学生,俄罗斯人Nikolai Benardos在碳极和工件引弧,填充金属棒使其熔化,首次展示了电弧焊的方法。
焊接技术的历史焊接是一种常用于金属加工和制造的技术,它的历史可以追溯到远古时代。
随着人类不断进步,焊接技术也不断发展演变,从最初的简单手工焊接到现代高科技自动化焊接,其应用范围和效率也得到了巨大提升。
古代焊接技术的起源可以追溯到公元前3000年的铜器时代。
在古代埃及和美索不达米亚地区,人们通过加热金属并使其熔化,然后再将需要连接的金属零件放在一起进行连接。
这种方法称为火焊(fire welding),是最早期的焊接方法之一。
古希腊和古罗马时期,人们发明了新的焊接方法,如银焊(silver soldering)和锡焊(tin soldering)。
到了中世纪,焊接技术得到了一定的进步。
在15世纪至16世纪的欧洲,人们开始使用锡焊来连接金属零件。
这种方法通过加热锡以使其熔化,然后将需要连接的金属零件浸入熔化的锡中,等锡冷却固化后,金属零件就会紧密连接在一起。
19世纪末,随着工业革命的兴起,焊接技术得到了革命性的发展。
这一时期,出现了电焊(electric welding)和气焊(gas welding)等新的焊接方法。
其中,电焊是最重要的突破之一,它利用电弧产生高温来熔化金属,并通过电焊材料(焊条)进行连接。
这种方法不仅提高了焊接速度和质量,还扩大了焊接材料的范围,使得焊接可以应用于更多种类的金属。
20世纪初,随着科学技术的不断进步,焊接技术实现了飞速发展。
1919年,奥托·漠兹(Otto Molt)发明了气电焊(gas shielded metal arcwelding),这种方法利用惰性气体(如氩气)防护焊接弧和焊缝,提高了焊接质量和效率。
同年,约瑟夫·柯比萨(Joseph K. Feinauer)首次将电焊应用于船舶的建造,标志着电焊技术进入了工业领域。
20世纪后半叶,随着信息技术和自动化技术的快速发展,焊接技术得以全面升级。
自动化焊接系统的出现使得焊接过程更加精确和高效,大大提高了生产效率。
电焊的发展史电焊是一种常见的金属加工方法,通过将金属件加热至熔点并施加压力,使其熔化并连接在一起。
电焊的发展史可以追溯到19世纪末,随着科技的进步和工业化的推动,电焊技术得到了广泛的应用和发展。
一、起源和初期发展电焊的起源可以追溯到第二次工业革命的末期。
当时,人们开始意识到通过电流加热金属可以实现金属连接,这引发了对电焊技术的兴趣和研究。
最早的电焊设备使用直流电源和碳电极,施加高电压使电弧在金属表面形成,从而实现熔化和连接。
虽然这种方法存在一定的局限性和不稳定性,但为电焊技术的发展铺平了道路。
二、发展和创新随着技术的进步,电焊设备得到了改进和创新。
1907年,俄国工程师C.J.H.湯姆感兴趣于向电极上喷射气体,他通过喷射气体在电极端形成的电弧,成功地解决了以往电焊过程中的不稳定问题。
这种新的技术被称为气体保护电弧焊,为电焊技术的进一步发展打开了新的大门。
在20世纪上半叶,人们对电焊技术的研究不断深入,出现了越来越多的电焊方法和设备。
例如,在1920年代,美国的金属专家I.J.金尼发明了手工电弧焊的新方法,他将电焊设备制成一种手持的枪形工具,使得焊接操作更加灵活且易于控制。
这种手持电弧焊技术很快广泛应用于工业生产中。
三、应用拓展和自动化随着科技的发展,电焊技术的应用范围也在不断扩大。
从最初的手工焊接到自动化焊接,电焊技术已经成为各个领域的重要加工方法。
例如,在汽车制造业中,电焊被广泛用于车身焊接;在建筑业中,电焊用于焊接结构件和管道等;甚至在航空航天和核能行业,电焊技术也发挥着重要作用。
自动化焊接的出现进一步推动了电焊技术的发展。
自动化焊接利用机器设备代替人工完成焊接操作,提高了生产效率和焊接质量。
例如,自动化焊接系统可以根据预设的参数和坐标进行焊接操作,具有高度的精确性和重复性。
此外,机器人焊接系统的应用也极大地推动了电焊技术的自动化程度。
四、现代电焊技术与未来趋势随着科技的迅猛发展,电焊技术也在不断创新和改进。
焊接技术的发展及发展趋势焊接技术是一种常见的金属连接技术,通过高温熔化金属,使得两个或多个工件相互连接。
随着现代工业的发展,焊接技术也不断进步,越来越成熟和先进。
本文将讨论焊接技术的发展历程以及未来的发展趋势。
1.发展历程:焊接技术的历史可以追溯到古代的铁器制作时期。
最早的焊接方法是冷焊,即将两个金属件放在一起,用铆钉或铜钉将它们固定在一起。
随着工业革命的到来,火焰焊接得以应用。
通过加热和熔化金属,然后使用火焰焊接装置将其固定在一起。
随后,电弧焊接、气体保护焊接、电阻焊接等等一系列焊接方法相继出现。
这些新技术使焊接技术更加高效、精确、稳定。
2.发展趋势:(1)自动化和机器人焊接:随着工业自动化水平的提高,人们对焊接过程的自动化需求也越来越高。
自动化焊接可以提高焊接的效率和一致性,减少人力成本,并且能够在危险或无人居住的环境中工作。
机器人焊接是目前自动化焊接的主要趋势之一,通过程序控制机器人完成焊接任务,提高工作效率和质量。
(2)激光焊接和电子束焊接:激光焊接和电子束焊接是一种高能焊接方法,它们通过高能激光束或电子束进行焊接,其焊缝质量和焊接速度都非常高。
这些方法适用于复杂形状的工件,在航空航天、船舶、汽车和电子制造等领域中具有广阔的应用前景。
(3)非接触式焊接:非接触式焊接指的是在焊接过程中不直接接触金属工件,而是通过磁力或电磁感应等方式将工件连接在一起。
这种焊接方法可以减少对材料的热影响,避免可能的气孔和夹杂物,提高焊缝质量。
(4)焊接材料的发展:随着科学技术的不断进步,新材料的出现为焊接技术的发展提供了新的机会。
高强度材料、耐高温材料等需要先进焊接技术来连接。
焊接技术也需要不断适应新材料的发展,提供更好的焊接解决方案。
(5)环保、节能焊接:近年来,环保和节能逐渐成为焊接技术发展的重要方向。
这包括减少焊接过程中的废弃物和有害气体排放,改善工作环境,提高能源利用效率等。
同时,能源-efficientting焊接设备的开发也得到了越来越多的关注。