تاریخچه جوشکاری
قدیمی ترین نمونه استفاده از جوشکاری فلزات به عصر برنز بازمی گردد و مربوط به جعبه های کوچک و استوانه ای شکلی است که با فشار لبه ها به هم متصل شده اند و دیرین شناسان زمان ساخت آنها را هزاره سوم پیش از میلاد مسیح تخمین می زنند. در طول عصر آهن و حدود هزاره دوم پیش از میلاد مسیح، مصریان و اهالی کرانه مدیترانه چگونگی اتصال دو قطعه آهنی به کمک آهنگری را آموخته و با استفاده از آن ابزارآلات فراوانی ساختند.
در طول عصر میانه و با پیشرفت هنر آهنگری، وسایل فراوانی تولید شد که به وسیله چکش کاری به یکدیگر جوش داده می شدند. اولین نشانه های استفاده از فرآیند جوشکاری به شکل امروزی آن، مربوط به این عصر است. جوشکاری آهنگری ابتدایی ترین شکل این فرایند است که در آن قطعات فلز به صورت سرد یا گداخته بر روی هم قرار گرفته و در اثر کوبیدن به یکدیگر متصل می شوند.
اما پیدایش جوشکاری به روش قوس الکتریکی به سال ۱۸۰۲ بازمی گردد، زمانی که دانشمندی روسی به نام واسیلی ولادیمیر پتروف پی برد که اگر دو تکه زغال چوب را به قطب های باتری بزرگی وصل نموده، آنها را به هم تماس داده و سپس کمی از هم جدا کنیم، قوسی میان دو تکه زغال پدید آمده، انتهای ذغال ها از شدت گرما سفید شده و نور خیره کننده ای گسیل می شود. هفت سال بعد فیزیک دان انگلیسی به نام دیوی آزمایش مذکور را انجام داد، پدیده توضیح داده شده را مشاهده و تایید نمود و پیشنهاد کرد که آن به احترام ولادیمیر پتروف، قوس ولتا نامیده شود.
سرانجام در سال ۱۸۸۱ یعنی حدود ۷۹ سال پس از کشف پتروف، شخصی به نام موسیان قوس کربنی را برای ذوب فلزات به کار برد. حدود ۵ سال پس از آن و در سال ۱۸۸۶ یک دانشمند روسی به نام برناندوز اختراع روشی را به ثبت رساند که به وسیله آن قادر بود تا یک قطعه فلزی را با الکترود ذغالی به صورت موضعی و با ایجاد قوس الکتریکی بین قطعه و الکترود ذوب نماید. برناندوز در این روش دو قطعه فلزی را در فاصله ای مشخص از یکدیگر قرار داده و با استفاده از پدیده قوس و حرکت الکترود ذغالی در طول شکاف بین دو قطعه و وارد نمودن همزمان میله ای فلزی از جنس قطعه کار در داخل قوس الکتریکی، حمام مذابی به وجود آورد که پس از منجمد شدن، شکاف موجود را پر نموده و باعث به هم پیوستن این قطعات می گردید. در سال ۱۸۹۱ دانشمند دیگر روسی بنام اسلاویانوف، روش الکترود ذوب شونده را اختراع نمود. او در این روش الکترود فلزی را جایگزین الکترود ذغالی کرد که همزمان علاوه بر ایجاد قوس وظیفه فلز پرکننده را نیز برعهده داشت. در روش الکترود ذوب شونده مذاب حاصل از الکترود فلزی در فاصله بین نوک الکترود و شکاف دو قطعه در معرض هوا قرار می گرفت که این امر باعث اکسید شدن مذاب و در نتیجه ایجاد اشکال در کیفیت جوش می شد. از طرف دیگر قوس الکتریکی ناپایدار بود که این امر به غیریکنواختی بیشتر جوش دامن می زد.
در سال ۱۹۰۵ یک صنعتگر سوئدی به نام اسکار جلبرگ الکترود فلزی پوشش دار را اختراع نمود. این الکترود با فرو بردن سیم آهنی در ترکیب غلیظی از کربنات و سیلیکات و سپس خنک کردن آن تهیه می شد. پوشش این الکترود قادر بود با تولید گاز و ایجاد سرباره، مذاب حاصل از ذوب الکترود و فلزات پایه را در مقابل آثار نامطلوب تماس با هوا محافظت نماید. علاوه بر این، پوشش الکترود باعث پایداری قوس الکتریکی و یکنواخت شدن جوش می گردید. با اختراع الکترود پوشش دار، صنعت این امکان را یافت تا جوش هایی با استحکام معادل فلز پایه به وجود آورد.
در سال ۱۸۵۶ دانشمندی به نام ژول به فکر جوشکاری مقاومتی افتاد. پس از او الیهو تامسون بین سال های ۱۸۷۶ تا ۱۸۷۷ به طرح های ژول جامه عمل پوشاند و فرایند جوشکاری مقاومتی را معرفی نمود. در سال ۱۸۹۵ لوشاتلیه جوشکاری اکسی استیلن را ابداع و معرفی نمود که در آن ایجاد اتصال از طریق ذوب کردن فلز پایه توسط شعله حاصل از سوختن استیلن، با استفاده از ماده مصرفی یا بدون آن، انجام می‌شد.
در جریان جنگ‌های جهانی اول و دوم، جوشکاری بسیار پیشرفت کرد. نیازهای صنایع نظامی به ایجاد اتصالات مستحکم در کوتاه ترین زمان ممکن، به توسعه این روش ساخت سرعت بخشید.
در سال ۱۹۳۰ به طور همزمان در آمریکا و اتحاد جماهیر شوروی تحقیقاتی برای مخفی ساختن قوس الکتریکی و دست یابی به قوسی پایدار صورت گرفت که منجر به اختراع فرایند جوشکاری زیر پودری با استفاده از الکترود کربنی شد. در حدود سال ۱۹۳۵ این روش به شکل امروزی خود تغییر یافت و تبدیل به روشی اقتصادی برای جوشکاری شد.
در سال ۱۹۵۳ لوبافسکی و نووشیلف جوشکاری روی الکترود مصرفی تحت گاز محافظ دی اکسید کربن را ابداع و معرفی نمودند. مزایایی مانند سرعت بالا، کیفیت مناسب و امکان استفاده از گاز محافظ خنثی موجب شد تا این فرایند طرفداران زیادی پیدا کند.
در جریان جنگ جهانی اول و پس از جوش خوردن ترکش های ناشی از متلاشی شدن گلوله های توپ به بدنه ادوات جنگی، فرآیند جوشکاری انفجاری کشف شد. در سال ۱۹۵۸ شخصی به نام کلر این فرایند را به کمک مواد منفجره بر روی آلیاژ برنج آزمایش کرد. در سال ۱۹۶۰ شخص دیگری به نام دوپونت اطلاعات این فرآیند را گردآوری و به ثبت رساند. در سال ۱۹۶۲ استفاده از روکش دهی انفجاری در تولید سکه های سه لایه برای دولت ایالات متحده، آن را به صنعتی تجاری تبدیل نمود.
در سال ۱۹۵۰ به طور همزمان در کشورهای آمریکا و آلمان غربی جوشکاری با استفاده از پرتو الکترونی (EBW) توسعه یافت و در سال ۱۹۶۵ پرتو لیزری به منظور جوشکاری مدارهای الکترونیکی مورد استفاده قرار گرفت. کاربردهایی که در آنها فن آوری های مرسوم قادر به ایجاد اتصال مطمئن نبودند، از این فرایندها بسیار استقبال کردند.
در سال ۱۹۹۱ انستیتو جوشکاری (TWI) واقع در کمبریج انگلستان یکی از جدیدترین روش اتصال فلزات را تحت عنوان فرآیند جوشکاری اصطحکاکی اغتشاشی (Friction Stir Welding [FSW]) معرفی نمود. این فرایند اولین بار برای جوشکاری آلیاژهای آلومینیم به کار برده شد و یکی از روش های جوشکاری حالت جامد (Solid State Welding) است.
در حال حاضر جوشکاری یکی از مهمترین فرایندهای ساخت و تولید می باشد که در صنایع مختلف از قبیل نفت و گاز، سازه و تاسیسات، خودرو سازی، واگن سازی، کشتی سازی، نظامی و هوا فضا، نیروگاه ها، الکترونیک و تجهیزات دقیق، پزشکی و دیگر صنایع کاربردهای فراوانی دارد.
