一、焊接技術(shù)發(fā)展史
19世紀(jì)80年代,焊接只用于鐵匠鍛造上。工業(yè)化的發(fā)展和兩次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)對(duì)現(xiàn)代焊接的快速發(fā)展產(chǎn)生了影響;竞附臃椒ā娮韬、氣焊和電弧焊都是在一戰(zhàn)前發(fā)明的。但20世紀(jì)早期,氣體焊接切割在制造和修理工作中占主導(dǎo)地位。過(guò)些年后,電焊得到了同樣的認(rèn)可。
(一)電阻焊
首例電阻焊要追溯到1856年。James Joule(Joule加熱原理發(fā)明者)成功用電阻加熱法對(duì)一捆銅絲進(jìn)行了熔化焊接。第1臺(tái)電阻焊機(jī)用于對(duì)接焊。1886年,英國(guó)的Elihu Thomson造出了第1個(gè)焊接變壓器并在來(lái)年為此項(xiàng)工藝申請(qǐng)了專利。該變壓器在2V空載電壓時(shí)能產(chǎn)生200A電流輸出。此后,Thomson又發(fā)明了點(diǎn)焊機(jī)、縫焊機(jī)、凸焊機(jī)以及閃光對(duì)焊機(jī),后來(lái)點(diǎn)焊成為電阻焊最常用的方法,如今已廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)和對(duì)其它許多金屬片的焊接上。 1964年,Unimation生產(chǎn)的首批用于電阻點(diǎn)焊的機(jī)器人在通用汽車公司使用。
(二)氣焊
19世紀(jì)末,一種氧乙炔火焰的氣焊在法國(guó)出現(xiàn)了。大約在1900年,Edmund Fouche 和Charles Picard造出了第一支焊炬。實(shí)驗(yàn)證明焊炬發(fā)出的火焰炙熱,大約在3100.C以上。后來(lái)焊炬成為了焊接切割鋼時(shí)的重要工具。
早在英國(guó)的Edmund Davy發(fā)現(xiàn)當(dāng)碳化物在水中分解時(shí)能產(chǎn)生一種可燃性氣體之前就發(fā)現(xiàn)了乙炔氣體。當(dāng)乙炔燃燒時(shí),其亮無(wú)比,這一點(diǎn)成為它的主要用途。然而,在傳輸使用乙炔時(shí)經(jīng)常發(fā)生爆炸。人們發(fā)現(xiàn)丙酮能溶解大量乙炔,尤其是壓力增加時(shí)。1896年,Le Chatelier 發(fā)明了一種安全的方法儲(chǔ)存乙炔。那就是在圓瓶?jī)?nèi)使用丙酮和多孔石來(lái)儲(chǔ)存乙炔。其他許多國(guó)家利用這項(xiàng)法國(guó)發(fā)明儲(chǔ)存乙炔。但時(shí)有報(bào)道在傳輸過(guò)程中發(fā)生爆炸。瑞典人Gustaf Dahlen改變了滲透物的成分,成功做到了讓乙炔100%安全。
(三)電弧焊
1810年,Humphrey Davy在電路的兩極造了一個(gè)穩(wěn)定的電弧---電弧焊的基礎(chǔ)。在1881年的巴黎“首屆世界電器展”上,俄羅斯人Nikolai Benardos展示了一種電弧焊的方法。他在碳極和工件間打出一個(gè)弧。填充金屬棒或填充金屬絲可以送進(jìn)這個(gè)電弧并熔化。那時(shí)他是法國(guó)Cabot實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生,和他的朋友Stanislav Olszewski一道于1885年至1887年間在幾個(gè)國(guó)家得到了專利權(quán)。該專利展示了早期電極夾,參見(jiàn)圖2。到19世紀(jì)末和20世紀(jì)上半葉,碳弧焊越來(lái)越流行。Benardos, Nicolai Slavianoff的同胞進(jìn)一步完善了這一焊接法。1890年,他用金屬棒代替碳棒作為電極并獲得專利。電極熔化,從而充當(dāng)熱源和填充金屬。 但是,焊縫不能隔絕空氣,質(zhì)量問(wèn)題也接踵而來(lái)。瑞典人Oscar Kjellberg在使用該方法修理船上的蒸汽鍋爐時(shí)注意到焊接金屬上到處都是氣孔和小縫,這樣的話根本不可能讓焊縫防水。為了改善這種方法,他發(fā)明了涂層焊條,于1907年6月29日獲得專利(瑞典專利號(hào)27152)。質(zhì)量改善后,電焊技術(shù)得到突破,現(xiàn)在也能應(yīng)用于工業(yè)。這家電焊公司(ESAB,瑞典語(yǔ)首字母縮略)作為一家輪船修理公司于1904年9月12日成立。此后,在20世紀(jì)30年代,又發(fā)明了不少新焊接法。直到那時(shí),所有的金屬電弧焊都是通過(guò)手工焊的方法完成的。人們不斷嘗試用連續(xù)絲讓該工藝自動(dòng)化。最成功的發(fā)明是埋弧焊,在這種焊接方法中,電弧埋在一層粒狀熔劑里。
氣體保護(hù)電弧焊早在1890年就由C. L. Coffin獲得了專利。但在二戰(zhàn)期間,航空業(yè)需要找到焊接鎂和焊接鋁的方法。1940年,在美國(guó),用隋性氣體保護(hù)電弧的實(shí)驗(yàn)開展得如火如荼。通過(guò)使用鎢電極,不用熔化電極也可以打出電弧。這樣的話,不管有沒(méi)有填充金屬都可以進(jìn)行焊接。這種方法現(xiàn)在稱為TIG焊接(鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊)。過(guò)些年以后,用連續(xù)放入金屬絲作為電極的MIG焊接工藝(熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊)出現(xiàn)了。起初,保護(hù)氣體為隋性氣體氦或氬。因?yàn)?/SPAN>CO2更容易找到(活性氣體保護(hù)電弧焊MAG),Lyubavskii 和Novoshilov成功使用了它。他們使用“浸沾轉(zhuǎn)移”法減少了由產(chǎn)生激烈的飛濺引起的一些問(wèn)題。到那時(shí)為止,我們今天使用的大多數(shù)焊接工藝都已發(fā)明。接下來(lái)又出現(xiàn)了其他一些焊接法,諸如激光束焊和攪拌摩擦焊,兩者都是由英國(guó)焊接學(xué)會(huì)發(fā)明的。
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2015-0902 |