Povijest razvoja zavarivanja

Prije kraja 19. stoljeća jedina tehnika zavarivanja koju su kovači koristili stotinama godina bilo je zavarivanje metala kovanjem. Najranije moderne tehnike zavarivanja pojavile su se u kasnom 19. stoljeću, prvo elektrolučno zavarivanje i zavarivanje plinom kisikom, a kasnije otporno zavarivanje.
Početkom 20. stoljeća postojala je velika potražnja za vojnom opremom tijekom Prvog i Drugog svjetskog rata, te su cijenjeni odgovarajući jeftini i pouzdani postupci spajanja metala, što je pospješilo razvoj tehnologije zavarivanja. Nakon rata pojavilo se nekoliko modernih tehnika zavarivanja, uključujući najpopularnije ručno elektrolučno zavarivanje, kao i automatske ili poluautomatske tehnologije zavarivanja kao što su plinsko elektrolučno zavarivanje, zavarivanje pod praškom (zavarivanje pod praškom), elektrolučno zavarivanje punjenom žicom, i zavarivanje troskom.
U drugoj polovici 20. stoljeća tehnologija zavarivanja se ubrzano razvija, razvijaju se lasersko zavarivanje i zavarivanje elektronskim snopom. Danas su roboti za zavarivanje naširoko korišteni u industrijskoj proizvodnji. Istraživači još uvijek istražuju bit zavarivanja, nastavljajući razvijati nove metode zavarivanja i dalje poboljšavajući kvalitetu zavarivanja.
Povijest metalnih spojeva može se pratiti tisućama godina unatrag, s ranim tehnikama zavarivanja pronađenim u Europi i na Bliskom istoku tijekom brončanog i željeznog doba. Prije nekoliko tisuća godina, babilonska mezopotamska civilizacija počela je koristiti tehnologiju mekog lemljenja. Godine 340. pr. Kr., tehnologija zavarivanja korištena je za proizvodnju željeznih stupova staroindijskog Delhija, teških 5,4 tone.
U srednjem vijeku kovači su spajali metale kontinuiranim kovanjem u užarenom stanju, procesom poznatim kao zavarivanje kovanjem. U svojoj knjizi "Flameology" objavljenoj 1540. godine, Vinache Bellingshio opisao je tehnike kovanja i zavarivanja. Majstori europske renesanse već su vrlo dobro ovladali kovanjem i zavarivanjem, au sljedećim se stoljećima tehnologija kovanja i zavarivanja nastavila usavršavati. Do 19. stoljeća razvoj tehnologije zavarivanja je brzo napredovao, a njen izgled se uvelike promijenio. Godine 1800. Sir Humphry Davy otkrio je električni luk; Kasnije je metalna elektroda koju su izumili ruski znanstvenik Nikolai Slavyanov i američki znanstvenik CL Coffin potaknula stvaranje tehnologije elektrolučnog zavarivanja. Elektrolučno zavarivanje i kasnije razvijeno zavarivanje ugljičnim elektrodama naširoko se koriste u industrijskoj proizvodnji. Oko 1900. godine AP Stroganov je u Engleskoj razvio ugljičnu elektrodu obloženu metalom koja je mogla dati stabilniji luk; Godine 1919. CJ Holslag prvi je upotrijebio izmjeničnu struju za zavarivanje, ali ta je tehnologija bila široko primijenjena tek deset godina kasnije.
Otporno zavarivanje razvijeno je u posljednjem desetljeću 19. stoljeća, a prvi patent za otporno zavarivanje prijavio je Elihu Thomson 1885. On je kontinuirano poboljšavao ovu tehnologiju tijekom sljedećih 15 godina. Toplinsko zavarivanje aluminija i zavarivanje zapaljivim plinom izumljeno je 1893. Edmund Davy otkrio je acetilen 1836., a oko 1900. zavarivanje zapaljivim plinom počelo se naširoko koristiti zbog pojave nove vrste plinskih plamenika. Zbog niske cijene i dobre mobilnosti, plinsko zavarivanje je od samog početka postalo jedna od najpopularnijih tehnika zavarivanja. Međutim, uz kontinuirano poboljšanje tehnologije metalnog premaza na površinama elektroda od strane inženjera sredinom-20. stoljeća (tj. razvoj fluksa), nove elektrode mogu pružiti stabilnije lukove i učinkovito izolirati osnovne metale od nečistoća. Kao rezultat toga, elektrolučno zavarivanje može postupno zamijeniti zavarivanje zapaljivim plinom i postati najraširenija industrijska tehnologija zavarivanja.
Prvi svjetski rat doveo je do porasta potražnje za zavarivanjem, a zemlje su aktivno istraživale nove tehnologije zavarivanja. Velika Britanija uglavnom koristi elektrolučno zavarivanje i proizveli su prvi brod s potpuno zavarenim trupom, Flago. Tijekom rata, elektrolučno zavarivanje je također prvi put primijenjeno u proizvodnji zrakoplova, te su mnoga tijela njemačkih zrakoplova proizvedena na ovaj način. Također je vrijedno napomenuti da je prvi potpuno zavareni cestovni most na svijetu izgrađen 1929. godine na rijeci Słudwia Maurzyce blizu Wolfea u Poljskoj. Most je projektirao Stefan Bryła s Varšavskog instituta za tehnologiju 1927. godine.
Dvadesetih godina prošlog stoljeća tehnologija zavarivanja napravila je značajan napredak. Godine 1920. pojavilo se automatsko zavarivanje, koje je osiguravalo kontinuitet luka putem uređaja za automatsko dodavanje žice. Zaštitni plinovi dobili su široku pozornost tijekom ovog razdoblja. Budući da će tijekom procesa zavarivanja metal u stanju visoke temperature proći kroz kemijske reakcije s kisikom i dušikom u atmosferi, što će rezultirati mjehurićima i spojevima koji će utjecati na čvrstoću spoja. Rješenje je korištenje vodika, argona i helija za izolaciju bazena taline od atmosfere. U sljedećih 10 godina daljnji razvoj tehnologije zavarivanja omogućit će zavarivanje aktivnih metala kao što su aluminij i magnezij. Tijekom 1930-ih do Drugog svjetskog rata, uvođenje automatskog zavarivanja, izmjenične struje i aktivnih agensa uvelike je promicalo razvoj elektrolučnog zavarivanja.
Sredinom-20. stoljeća znanstvenici i inženjeri izumili su razne nove tehnike zavarivanja. Zavarivanje svornjaka (zavarivanje svornjaka) izumljeno 1930. brzo je postalo široko korišteno u brodogradnji i građevinskoj industriji. Zavarivanje pod praškom izumljeno iste godine i danas je vrlo popularno. Nakon desetljeća razvoja, elektrolučno zavarivanje volframovim plinom konačno je usavršeno 1941. Nakon toga, 1948., elektrolučno zavarivanje plinskim metalom omogućilo je brzo zavarivanje obojenih metala, ali je ova tehnologija zahtijevala veliku količinu skupog zaštitnog plina. Ručno elektrolučno zavarivanje korištenjem potrošnih šipki za zavarivanje kao elektroda razvijeno je 1950-ih i brzo je postalo najpopularnija tehnologija elektrolučnog zavarivanja. Godine 1957. prvi put se pojavilo elektrolučno zavarivanje punjenom punjenom žicom, koje je koristilo samozaštitne žičane elektrode za automatizirano zavarivanje, što je znatno poboljšalo brzinu zavarivanja. Iste godine izumljeno je zavarivanje plazma lukom. Zavarivanje elektroslagom izumljeno je 1958., dok je plinsko zavarivanje izumljeno 1961. godine.
Razvoj tehnologije zavarivanja posljednjih godina uključuje zavarivanje elektronskim snopom 1958. godine, koje može zagrijati male površine, što omogućuje zavarivanje dubokih i uskih obradaka. Lasersko zavarivanje izumljeno je 1960. godine i pokazalo se kao najučinkovitija tehnologija automatskog zavarivanja velikom brzinom u sljedećim desetljećima. Međutim, područje primjene zavarivanja elektronskim snopom i laserskog zavarivanja ograničeno je zbog visokih troškova njihove opreme.