Люди начали сваривать металлы гораздо раньше. Еще в VII веке до н.э. применялись простейшие способы сварки. Сейчас мы называем это пайкой – заготовки из золота, серебра, меди, свинца и нагревали, сдавливали, а швы заливали расплавленным металлом.
Изготовленные таким образом изделия были обнаружены при раскопках руин Помпеи, а также в хранилищах древних египетских пирамид.
Позже, была распространена кузнечная или, если иначе, горновая сварка – когда металлические детали нагреваются до нужного состояния, соединяются, а потом проковываются. Эта технология не сдавала своих позиций вплоть до начала ХХ века.
Предпосылки появления нового, революционного метода сварки появились в 1802 году, когда профессор Санкт-Петербургской медико-хирургической академии Василий Владимирович Петров открыл явление электрической дуги и описал ее свойства, в число которых вошла, в частности, способность мгновенно расплавлять металлы.
Примерно, в этом же направлении двигались и ученые из других стран – английский физик Гемфри Дэви создал первые электрические печи, с помощью которых исследовал свойства разных веществ, в том числе и металлов. Чуть позже его земляк Уильям Томсон во время своих опытов с помощью тока сплавлял пучки проводов в коробке с углем, а Вильгельм и Александр Сименсы нашли практическое применение изобретению, соединяя данным способом телеграфные провода на своих заводах.
Впрочем, технологии, предложенные европейскими учеными, были ненадежными, поскольку не обеспечивали особой прочности и равномерности созданного изделия, поэтому о них можно говорить скорее как о попытках обуздать электричество, заставив его работать над проблемой соединения металлов.
Пальма первенства в создании идеального способа соединения металлов с помощью электричества принадлежит российскому ученому Николаю Николаевичу Бенардосу. Опираясь на исследования В. В. Петрова, Бенардос попробовал скрепить металлические изделия с помощью электрической дуги, образованной с применением угольных электродов. В итоге, в 1882 году им был открыт и запатентован способ сварки, названный «электрогефест» (от имени древнегреческого бога Гефеста, покровителя кузнечного мастерства).
Суть метода в том, что между изделием и угольным электродом пропускался ток, в результате чего возникала дуга, которая раскаляла поверхность. В дугу вводился так называемый присадочный материал – он плавился и заполнял пустоты, образуя прочный сварочный шов. Технология сразу же получила большое распространение – поначалу для исправления дефектов, ликвидации трещин и так далее, а после и для создания новых изделий из металла. Однако метод был неидеален: шов получался не слишком ровным, поверхность выглядела пористой, а сам процесс оставался довольно-таки трудоемким.
Еще дальше пошел инженер Николай Гаврилович Славянов, который в 1888 году предложил вместо угля использовать в качестве электрода непосредственно присадочный материал, создав таким образом более удобный способ сварки. Он же, придумал использовать флюсы, предохраняющие металл от взаимодействия с внешней средой, а также изобрел сварочный полуавтомат, который назвал «плавильник». Качество изделий, созданных по методу Славянова, было гораздо более высоким, чем у его предшественника, поэтому технология оказалась востребована в тяжелой промышленности, например в судостроении.
Примерно в это же время за рубежом появился еще один метод соединения металлических деталей электричеством – контактная сварка. Американский профессор Элихью Томсон предложил соединять свариваемые предметы и пропускать через них ток, проковывая место соединения. Он же создал машины для контактной сварки, получившие распространение в электротехнической промышленности, – именно на них создавались первые изобретения «Дженерал электрик», которые принесли всемирную славу этой компании.
В начале ХХ века во Франции появилась газовая сварка, в которой расплавление металла шло за счет высокой температуры горения ацетилена в кислороде. Уже в 1911 году она стала применяться в России наряду с электрической, постепенно вытесняя последнюю из промышленного производства, потому как обеспечивала более качественное соединение. Однако длился этот триумф недолго, поскольку газовая сварка имела один очень заметный недостаток – невозможно было ускорить работу, что при электрической сварке легко достигалось путем увеличения силы тока.
В 30-х годах прошлого века в СССР и США стал применяться способ непрерывной сварки электродом под флюсовым покрытием, усовершенствованный вариант которого можно наблюдать и сейчас. В Украине над задачей усовершенствования электросварки работали академик Евгений Оскарович Патон и его сотрудники. В 1934 году в Киеве был создан и до сих пор работает Институт электросварки, ведущее научно-исследовательсткое учреждение мира в области электросварки: в 1939 году были разработаны качественные флюсы и создан автоматический сварочный аппарат. Автоматическая сварка сразу же стала применяться для создания военной техники – к примеру, с ее помощью были созданы корпуса советских танков, которые внесли огромный вклад в победу в Великой Отечественной войне.
Прогресс не стоял на месте, и уже в 1960-е годы прошли первые удачные опыты по сварке с помощью нескольких электродов, что позволяло в разы увеличить скорость процесса, а еще через двадцать лет стали применяться тончайшие порошковые проволоки, после чего качество сварочных работ стало еще более высоким.
Наука продолжает искать и находить новые, более современные способы, позволяющие добиться буквально микроскопической точности. В сфере медицины, космической промышленности и электроники часто применяются такие виды, как лазерная, ультразвуковая, плазменная, электронная, фотонная сварка.
Не исключено, что в будущем откроются и новые источники, способные излучать тепло в объеме, необходимом для создания прочной связи между металлическими деталями, при этом они будут более эргономичными и менее затратными по стоимости. Однако пока электросварка остается самой популярной технологией, и сдавать свои позиции она, по всей видимости, не намерена.
