焊接技术的发展历程

焊接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，无论是中国还是埃及等文明地区，都能看到焊接的雏形。河南三门峡上村岭西周虢仲墓出土的公元前1046年至公元前771年的181件青铜器，壶耳为钎焊。中国商朝时期制造的铁刃铜钺就是铁和铜的铸焊件，春秋战国时期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。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 年至公元1453年），在叙利亚大马士革曾用锻焊方法打造兵器。总体上说，古代的焊接方法主要是铸焊、钎焊和锻焊。由于热源都是炉火，温度低、能量不集中，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。古代焊接基本上作为一种手艺。

近代焊接技术起源于1880年左右电弧焊的问世，第二次工业革命中电的诞生才使得现代电弧焊接得以发展。表1.1列出了现代焊接技术中重要的焊接方法、发明时间及所属国家。同时从表1.1可以看出，现代焊接把古代焊接从手艺提升为工业制造技术。

表1.1　焊接方法的发明时间及所属国家

续表(www.xing528.com)

纵观现代焊接方法和技术发展史，与工业革命的发展息息相关。根据焊接方法的起源时间，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。此阶段还发明了氧炔焊和铝热焊，作为早期电力技术不成熟时重要的焊接方法，目前此类方法在特定场合仍有大量应用和发展。

（2）第二个重要发展阶段出现在20世纪40年代以来的第三次工业革命，这阶段能源、微电子技术、航天技术等领域取得的重大突破，推动了焊接技术的发展，成为又一次焊接方法迅速发展的时期，在这个阶段各个国家的焊接工作者开发了不少崭新的焊接方法。

例如 1991 年，TWI获得搅拌摩擦焊专利权，这种焊接方法适用于轻合金。该工艺不使用耗材，能源消耗少，是20世纪最重要的焊接创新之一。这种革命性焊接技术，搅拌摩擦焊在轨道交通制造工业领域极具吸引力。随着列车速度的不断提高以及轻量化发展要求，对列车车体结构和焊接接头强度及其安全性的要求也越来越高。尤其是高速和超高速（500 km/h）列车，采用中空铝合金挤压型材和搅拌摩擦焊技术相结合的制造方式，增加了结构整体性和减小了整车质量，并且变形小，不需要焊后矫形，生产效率高，焊接速度可以达到2 000 mm/min，节约成本，焊接过程不需要焊丝和保护气等。这些优点使得目前在国外高速列车车体的制造领域，搅拌摩擦焊技术已成为轨道车辆车体制造的一种重要焊接方法。