La storia dello sviluppo della saldatura

Prima della fine del XIX secolo, l'unica tecnica di saldatura utilizzata dai fabbri per centinaia di anni era la saldatura per forgiatura dei metalli. Le prime tecniche di saldatura moderne apparvero alla fine del XIX secolo, prima la saldatura ad arco e la saldatura a gas ossigeno, e in seguito la saldatura a resistenza.
Nei primi anni del XX secolo, durante la prima e la seconda guerra mondiale, vi fu un'elevata richiesta di equipaggiamento militare e i corrispondenti processi di collegamento dei metalli economici e affidabili furono apprezzati, il che promosse lo sviluppo della tecnologia di saldatura. Dopo la guerra, emersero diverse tecniche di saldatura moderne, tra cui la più popolare saldatura ad arco manuale, nonché tecnologie di saldatura automatiche o semiautomatiche come la saldatura ad arco con gas metallico, la saldatura ad arco sommerso (saldatura ad arco sommerso), la saldatura ad arco con filo animato e la saldatura a scorie.
Nella seconda metà del XX secolo, la tecnologia di saldatura si è sviluppata rapidamente, con lo sviluppo della saldatura laser e della saldatura a fascio di elettroni. Oggi, i robot di saldatura sono stati ampiamente utilizzati nella produzione industriale. I ricercatori stanno ancora approfondendo l'essenza della saldatura, continuando a sviluppare nuovi metodi di saldatura e migliorando ulteriormente la qualità della saldatura.
La storia delle connessioni metalliche può essere fatta risalire a migliaia di anni fa, con le prime tecniche di saldatura trovate in Europa e Medio Oriente durante l'età del bronzo e del ferro. Migliaia di anni fa, la civiltà mesopotamica babilonese iniziò a usare la tecnologia della saldatura dolce. Nel 340 a.C., la tecnologia di saldatura fu usata per fabbricare le antiche colonne di ferro indiane di Delhi del peso di 5,4 tonnellate.
Nel Medioevo, i fabbri univano i metalli forgiandoli continuamente in uno stato rovente, un processo noto come saldatura a forgia. Nel suo libro "Flameology" pubblicato nel 1540, Vinache Bellingshio descrisse le tecniche di forgiatura e saldatura. Gli artigiani del Rinascimento europeo avevano già padroneggiato molto bene la forgiatura e la saldatura e nei secoli successivi la tecnologia di forgiatura e saldatura continuò a migliorare. Entro il XIX secolo, lo sviluppo della tecnologia di saldatura aveva fatto rapidi progressi e il suo aspetto era notevolmente cambiato. Nel 1800, Sir Humphry Davy scoprì l'arco elettrico; Successivamente, l'elettrodo metallico inventato dallo scienziato russo Nikolai Slavyanov e dallo scienziato americano CL Coffin diede impulso alla formazione della tecnologia di saldatura ad arco. La saldatura ad arco elettrico e in seguito la saldatura ad arco al carbonio sviluppata utilizzando elettrodi al carbonio sono state ampiamente utilizzate nella produzione industriale. Intorno al 1900, AP Stroganov sviluppò un elettrodo al carbonio rivestito di metallo in Inghilterra che poteva fornire un arco più stabile; Nel 1919, CJ Holslag utilizzò per la prima volta la corrente alternata per la saldatura, ma questa tecnologia trovò ampia applicazione solo dieci anni dopo.
La saldatura a resistenza è stata sviluppata nell'ultimo decennio del XIX secolo e il primo brevetto per la saldatura a resistenza è stato richiesto da Elihu Thomson nel 1885. Ha migliorato costantemente questa tecnologia nei successivi 15 anni. La saldatura termica dell'alluminio e la saldatura a gas combustibile sono state inventate nel 1893. Edmund Davy ha scoperto l'acetilene nel 1836 e, intorno al 1900, la saldatura a gas combustibile ha iniziato a essere ampiamente utilizzata grazie all'emergere di un nuovo tipo di torcia a gas. Grazie al suo basso costo e alla buona mobilità, la saldatura a gas è diventata una delle tecniche di saldatura più popolari fin dall'inizio. Tuttavia, con il continuo miglioramento della tecnologia di rivestimento metallico sulle superfici degli elettrodi da parte degli ingegneri a metà del -20esimo secolo (vale a dire lo sviluppo del flusso), nuovi elettrodi possono fornire archi più stabili e isolare efficacemente i metalli di base dalle impurità. Di conseguenza, la saldatura ad arco può gradualmente sostituire la saldatura a gas combustibile e diventare la tecnologia di saldatura industriale più ampiamente utilizzata.
La prima guerra mondiale portò a un'impennata della domanda di saldatura e i paesi stavano attivamente ricercando nuove tecnologie di saldatura. Il Regno Unito utilizza principalmente la saldatura ad arco e ha prodotto la prima nave con uno scafo completamente saldato, la Flago. Durante la guerra, la saldatura ad arco fu applicata per la prima volta anche nella produzione di aeromobili e molti scafi di aeromobili tedeschi furono realizzati in questo modo. Vale anche la pena notare che il primo ponte stradale completamente saldato al mondo fu costruito nel 1929 sul fiume S ł udwia Maurzyce vicino a Wolfe, in Polonia. Il ponte fu progettato da Stefan Bry ł a del Warsaw Institute of Technology nel 1927.
Negli anni '20, la tecnologia di saldatura ha fatto notevoli progressi. Nel 1920, è emersa la saldatura automatica, che ha garantito la continuità dell'arco tramite un dispositivo di alimentazione automatica del filo. I gas protettivi hanno ricevuto ampia attenzione durante questo periodo. Perché durante il processo di saldatura, il metallo in uno stato di alta temperatura subirà reazioni chimiche con ossigeno e azoto nell'atmosfera, con conseguenti bolle e composti che influenzeranno la resistenza del giunto. La soluzione è quella di utilizzare idrogeno, argon ed elio per isolare la pozza di fusione dall'atmosfera. Nei successivi 10 anni, ulteriori sviluppi nella tecnologia di saldatura consentiranno la saldatura di metalli attivi come alluminio e magnesio. Durante gli anni '30 fino alla seconda guerra mondiale, l'introduzione della saldatura automatica, della corrente alternata e degli agenti attivi ha promosso notevolmente lo sviluppo della saldatura ad arco.
A metà del secolo, scienziati e ingegneri inventarono diverse nuove tecniche di saldatura. La saldatura a perno (saldatura a perno) inventata nel 1930 divenne rapidamente ampiamente utilizzata nei settori della cantieristica navale e delle costruzioni. La saldatura ad arco sommerso inventata nello stesso anno è ancora molto popolare oggi. Dopo decenni di sviluppo, la saldatura ad arco con gas di protezione al tungsteno fu finalmente perfezionata nel 1941. Successivamente, nel 1948, la saldatura ad arco con gas metallico rese possibile la saldatura rapida di metalli non ferrosi, ma questa tecnologia richiedeva una grande quantità di costoso gas di protezione. La saldatura ad arco manuale utilizzando bacchette di saldatura consumabili come elettrodi fu sviluppata negli anni '50 e divenne rapidamente la tecnologia di saldatura ad arco con metallo più popolare. Nel 1957, apparve per la prima volta la saldatura ad arco con filo animato, che utilizzava elettrodi a filo autoprotetti per la saldatura automatizzata, migliorando notevolmente la velocità di saldatura. Nello stesso anno, fu inventata la saldatura ad arco al plasma. La saldatura elettroscoria fu inventata nel 1958, mentre la saldatura a gas fu inventata nel 1961.
Lo sviluppo della tecnologia di saldatura negli ultimi anni include la saldatura a fascio di elettroni nel 1958, che può riscaldare piccole aree, rendendo possibile la saldatura di pezzi profondi e stretti. La saldatura laser è stata inventata nel 1960 e si è dimostrata la tecnologia di saldatura automatica ad alta velocità più efficace nei decenni successivi. Tuttavia, l'ambito di applicazione della saldatura a fascio di elettroni e della saldatura laser è limitato a causa dei loro elevati costi delle attrezzature.