جوشکاری بر خلاف اینکه پیچیده و مدرن به نظر می‌رسد، یک فناوری نسبتا قدیمی است، گرچه در سال‌های اولیه‌اش، مثل الان پیچیده نبود. اما قدیمی‌ترین آثار آن به عصر برنز برمی‌گردد که تاریخچه جوشکاری واقعاً از آنجا آغاز شد.

عصر برنز عصری است که در آن ابزارهای ساخته شده از آلیاژهای مس و قلع به وجود آمدند و انقلابی در نحوه ساخت ابزارها ایجاد شد. حتی وجود جعبه‌های طلا در آن دوره، نشانه هنر جوشکاری است! بنابراین مطمئناً از آن زمان تاکنون دانشی در مورد جوشکاری و مواد مصرفی جوشکاری وجود داشته است.

از آن زمان به بعد، این دانش از هر عصری به عصر متفاوت بعد منتقل شد. ابتدا مصریان از آن مطلع شدند و به دنبال آن زیور‌آلات و ابزار گوناگونی ساختند.

فقط در قرون وسطی بود که ایده جوشکاری بعنوان یک نقش شغل و حرفه مطرح شد. آنها افراد جوشکار را ” آهنگر ” می‌نامیدند. اولین فلزی که کشف کردند آهن بود و ممکن است از فلزات آهنی دیگری هم استفاده کرده باشند.

پیشرفت‌ها در صنعت جوشکاری تا اوایل قرن نوزدهم چندان بارز نبود، به حدی که می‌شود گفت رونق جوشکاری هنوز اتفاق نیفتاده بود. مثل خیلی از پیشرفت‌های فناوری، پیشرفت جوشکاری در سال‌های شکل‌گیری خود تا دهه ۱۸۰۰ کند بود، ولی از آن زمان دیگر هرگزمتوقف نشده است! همه اینها دست به دست هم دادند تا فناوری جوشکاری مدرنی را که ما امروز می‌شناسیم ایجاد کنند.

مروری بر تاریخچه جوشکاری

این نوشتار مروری است بر تاریخچه جوشکاری که از سال ۱۸۰۰ شروع شد. تلاش‌‌های دِیوی‌ها که با هم عموزاده بودند در تاریخ جوشکاری بی بدیل است. سِر همفری دیوی ابزاری را اختراع کرد که به تولید قوس بین الکترودهای کربن کمک کرد. این دستگاه که با باتری کار می‌کرد در سال ۱۸۰۰ ساخته شد. پسر عموی او هم، ادموند دیوی، کاشف گاز استیلن بود که پایه محکمی برای جوشکاری گاز ایجاد کرد و در نتیجه بخشی از مواد مصرفی در فرآیند جوشکاری شد.

بعد، در سال ۱۸۸۱، آگوست دی مریتنس، یک دانشمند فرانسوی، دو صفحه سربی را با استفاده از حرارت تولید شده از یک قوس با موفقیت در هم آمیخت. جوشکاری قوس کربنی یکی از رایج‌ترین روش‌ها در همان زمان بود و بعد از آن سی. اِل. کافین یک حق اختراع در ایالات متحده بخاطر جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود فلزی دریافت کرد.

در سال ۱۹۹۰، ایده الکترودهای فلزی روکش‌دار برای اولین بار توسط استرومنگر مطرح شد که پوشش آن از جنس آهک بود که تا حد زیادی قوس را پایدار می‌کرد. در طول دهه ۱۹۰۰، سایر فرآیندهای جوشکاری مثل جوشکاری درز، جوشکاری پروجکشن یا زائده‌ای و جوش نقطه‌ای توسعه یافتند و ابزاری به نام الکترود روکشدار (استیک)، به ابزاری پرکاربرد تبدیل شد همراه با جریان متناوب که در سال ۱۹۱۹ اختراع و استفاده تجاری از آن از دهه ۱۹۳۰ آغاز شد و باعث ارتقای هر چه بیشتر تکنولوژی مدرن جوشکاری شد.

در سال ۱۹۳۰، جوشکاری گل‌میخ توسعه یافت و به طور گسترده توسط صنعت ساخت و ساز و خصوصا ساخت کشتی مورد استفاده قرار گرفت. کاملا منطقی است که یارد نیروی دریایی نیویورک آن را توسعه داد و همزمان با آن سازمانی به نام شرکت ملی لوله شروع به توسعه جوشکاری زیر آب کرد که برای کشتی سازی خیلی مفید بود.

در سال ۱۹۴۸، موسسه مموریال باتِله نقطه عطفی در تاریخ جوشکاری ایجاد کرد و فرآیند جوشکاری تیگ (TIG) / بصورت فنی: جوشکاری قوس فلزی محافظ گاز (GTAW) را ارائه داد. دیگر تکنیک‌های جوشکاری مهم مثل جوشکاری قوس پلاسما و جوشکاری با پرتو الکترونی در دهه ۱۹۶۰ توسط منابع مختلفی ارائه شدند.

جدیدترین پیشرفت‌ها در فناوری جوشکاری مدرن، جوشکاری لیزری و فرآیندهای جوشکاری اصطکاکی است. جوش لیزری معمولاً برای فرآیندهایی که نسبت به سایر انواع جوش به سرعت بیشتری نیاز دارند استفاده می‌شود که جوش‌های کوچک خیلی تمیزی را با حداقل اعوجاج حرارتی ایجاد می‌کند.

کل فرآیند جوشکاری لیزری نیازی به تماس ندارد و می‌شود از آن در شرایط هوای آزاد استفاده کرد که برای فلزات با آلیاژ بالا خیلی خوب عمل می‌کند. کاربرد جوش لیزری در حال حاضر گسترده نیست، اما قطعا به عنوان یک فرآیند برتر برای تجهیزات پزشکی، الکترونیک و جواهرات استفاده می‌شود. زمان بیشتری لازم است تا جوشکاری لیزری از نظر تجاری قابل اعتماد شود و بنابراین جوشکاران کمتری تا به امروز از آن استفاده می‌کنند.

فرآیند دیگری که ما آن را جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی می‌نامیم، در کمبریج اختراع شد که دو قطعه فلزی را که باید جوش داده شوند از طریق حرارت اصطکاکی به هم پیوند می‌دهد. این حرارت از طریق ابزار دواری که در محل اتصال دستگاه ایجاد شده، تولید و به مسیر جوش منتقل می‌شود. بزرگترین مزیت این نوع جوش اینست که هیچ تابش و بخاراتی ندارد و بنابراین برای جوشکار ارجحیت دارد. علاوه بر این، ثابت شده که انرژی کارآمد دارد و خروجی جوش را بدون هیچ نوع انتشار حرارتی ایجاد می‌کند. این فرآیند هم، به دلیل ماهیت نو و جدید بودنش، چندان رایج نیست و مدتی زمان می‌برد تا وارد بازارهای تجاری شود.

یکی دیگر از نکات مهم قابل ذکر برای پیشرفت‌های تکنولوژیکی اخیر در صنعت جوشکاری، جوشکاری قوس پیشرفته است که در آن به کمک گرمای الکتریکی، دو فلز ذوب و با هم مخلوط می‌شوند. معمولاً برای این نوع جوشکاری از فلزات غیرآهنی استفاده می‌شود و کاربرد رایج آن در وسایل نقلیه فضایی، دیگر وسایل نقلیه و همچنین دوچرخه‌هاست. این جوش‌ها از نظر ماهیت غیر قابل خورده‌گی و خیلی پایدارند؛ بنابراین، به غیر از وسایل نقلیه، در ساخت قوطی برای سوخت‌های هسته‌ای استفاده می‌شود.

با وجود اینکه درس‌های تاریخ می‌تواند برای برخی افراد خسته‌کننده باشد، اما بخشی ضروری برای ایجاد دانش پایه‌ای برای افراد شائق است که راه‌شان را برای رسیدن به تخصص لازم هموار می‌کند!

منبع: D&H Sécheron