电弧焊接方法的发展历程

    电弧焊接是焊接方法中的一种。在工业生产中采用的焊接连接方法主要有可拆连接和不可拆连接两大类。螺钉、键、销钉等连接方式属于可拆连接，它们通常不用于制造金属结构，而是用于零件的装配和定位。不可拆连接有铆接、焊接和粘接等几种方式，它们通常用于金属结构或零件制造。

    其中，铆接指使用铆钉连接两件或两件以上工件的方法，应用较早，但它工序复杂、结构笨重、材料消耗也较大，因此.在现代工业中已逐步被焊接所取代。粘接是使用金属修补剂实现金属与金属和金属与非金属的固体界面相连接的技术，虽然工艺简单，对被粘材料的组织和性能不产生任何不良影响，但是其接头强度一般较低，对于重要结构的受力件不宜使用，应用范围有限。相比而言，焊接方法不但易于保证焊接结构强度的要求，而且相对来说工艺简单，加工成本低廉，所以焊接技术被广泛应用于机械制造、石油化工、桥梁、船舶、建筑、动力工程、交通车辆、航空航天等各个工业部门，已成为现代机械制造业中不可缺少的加工工艺方法。

    焊接方法是指通过加热或加压或两者并用，用或不用填充材料，使焊件达到结合的一种方法。被结合的两个物体可以是各种同类或不同类的金属、非金属(石墨、陶瓷、塑料等)，也可以是一种金属与一种非金属。作为一种材料的永久性连接方法，焊接的起源可追溯到几千年之前，钎焊和锻焊是人类最早使用的方法。早在5000年前，古埃及人已经用银铜钎料钎焊管子;在4000年前，用金钎料连接护符盒。我国在公元前5世纪，已经使用锡铅合金焊接铜器，从河南辉县玻璃阁战国墓出土的文物证实.其殉葬铜器的本体，耳、足用钎焊连接;明代科学家宋应星的《天工开物》对钎焊和锻焊技术作了详细描述。但作为一个技术应用学科及基本制造技术取得长足进步，却是在20世纪50年代以后。

    目前焊接方法很多，按其焊接过程特点可以将其分为熔焊、压焊和钎焊三大类。每大类又按不同的方法细分为若干小类，如图所示.电弧焊接方法是现代焊接方法之一是应用最广泛、最重要的一类焊接方法，在世界焊接生产总量中，电弧焊接方法一般占焊接总量的60%以上。电弧焊接是一个光、电、热、力等综合作用的复杂物理化学过程，是随科学技术的发展而不断变化的材料加工工艺。

   
    电弧焊接方法是”世纪末20世纪初现代科学技术发展的产物.1831年，法拉第发现磁可以感应生成电;1832年，法国人皮克西发明了手摇式直流发电机;1866年，德国西门子公司发明了自励式直流发电机;1869年，比利时的格拉姆发明了环形电枢发电机。1882年，美国的戈登制造了输出功率447kW、高3m,重22t的两相式巨型发电机;同年，英国的吉布斯研制了变压器;1884年，英国的霍普金森制成了闭合磁路式变压器;西屋公司引进了吉布斯的变压器.于1885年开发出实用变压器。

   

   

    气体放电现象在19世纪末被发现，电弧作为焊接热源开始应用;1881年，法国人DeMeritens发明了最早期的碳弧焊机;1885年，俄罗斯人Benardos和Olszewski发展了碳弧焊接技术;1889-1890年，美国人C. L. Coffin首次使用光焊丝进行了电弧焊接，并于1890年提出了在氧化介质中焊接的概念;1892年发现了金属极电弧，随之出现了金属极电弧焊;1907年10月，瑞典人O. Kjellberg完善了焊条(在用来作为填充金属及导电电极的金属棒外面涂上具有稳弧、保护等功能的药皮);1909年，Schonherr发明了等离子弧〔使用一个气体涡流稳流器后产生的电弧)，1926年，美国Alexandre发明CO:气体保护焊原理;1926年，由美国的A. O. Smith公司率先介绍了在电弧焊接用金属电极外使用挤压方式制作起保护作用的固体药皮(即手工电弧焊焊条)的方法;1930年，前苏联罗比诺夫发明埋弧焊，1935年，美国Linde Air Products公司完善了埋弧焊技术.此后，焊接技术应用范围迅速扩大，在许多方面开始取代铆接并成为机械制造工业的基础加工工艺。

   
    20世纪40年代初，惰性气体保护电弧焊开始在生产中大量运用，1941年，美国人Meredith发明了钨极惰性气体保护电弧焊(氮弧焊)，进人20世纪50年代以后，随着现代工业和科学技术的迅猛发展，电弧焊接方法得到更快发展，1953年出现了二氧化碳气体保护焊，1954年自保护药芯焊丝在美国林肯(Lincoln)电气公司投人生产。1957年，美国、英国和前苏联都在熔化极气体保护焊短路过渡工艺中使用了CO:作为保护气体;1957年出现了以等离子弧作为热源的等离子弧焊接和切割;1962年气电立焊的专利权授予了比利时人Arcos; 1964年，热丝焊接方法和协调控制熔化极气体保护焊接方法的专利权授予了美国人Manz; 1969年热丝等离子弧喷涂工艺首次由美国的联合碳化物集团魔下的Linde公司提出，1970年晶闸管逆变焊机问世。20世纪80年代以后，一方面，对现有电弧焊接方法进行完善，使之更为有效、方便、经济实用;另一方面，人们更积极有效地开发新的热源.例如采用两种热源叠加，如等离子弧加激光、电弧加激光（如图所示）等。