היסטוריה של ריתוך

לפני סוף המאה ה -19, תהליך הריתוך היחיד היה זיוף מתכות, ששימשו נפחים במשך מאות שנים. טכניקות הריתוך המודרניות המוקדמות ביותר הופיעו בסוף המאה ה -19, תחילה ריתוך קשת וריתוך אוקסיפואל, ובהמשך ריתוך התנגדות.

בתחילת המאה העשרים, הביקוש לציוד צבאי במלחמת העולם הראשונה ובמלחמת העולם השנייה היה גבוה, והתהליכי ההצטרפות הזולים והאמינים המתאימים הפכו פופולריים, אשר קידמו את פיתוח טכנולוגיית הריתוך. לאחר המלחמה, צצו מספר טכניקות ריתוך מודרניות, כולל ריתוך קשת ידני, שהוא הפופולרי ביותר כיום, וטכניקות ריתוך אוטומטיות או חצי אוטומטיות כמו ריתוך קשת מתכת, ריתוך קשת שקוע (ריתוך קשת שקוע), ריתוך קשת עם שטף וריתוך אלקטרוסלג.
במחצית השנייה של המאה העשרים, טכנולוגיית הריתוך התפתחה במהירות, ופותחו ריתוך לייזר וריתוך קרני אלקטרונים. כיום, רובוטים ריתוך נמצאים בשימוש נרחב בייצור תעשייתי. החוקרים עדיין מעמיקים את הבנתם את אופי הריתוך, ממשיכים לפתח שיטות ריתוך חדשות ומשפרות עוד יותר את איכות הריתוך.
ניתן לאתר את ההיסטוריה של הצטרפות מתכת אלפי שנים, וטכניקות ריתוך מוקדמות נצפו בתקופת הברונזה ובאירופה של תקופת הברזל והמזרח התיכון. לפני אלפי שנים החלה התרבות הבבלית העתיקה של מסופוטמיה להשתמש בטכנולוגיית הלחמה. בשנת 340 לפני הספירה, בעת הכנת עמוד הברזל ההודי העתיק של דלהי, ששקל 5.4 טון, אנשים השתמשו בטכנולוגיית ריתוך.
נפחים מימי הביניים זייפו ברציפות מתכות אדומות-חותמות כדי לגרום להם להתחבר, תהליך שנקרא ריתוך זיוף. BillingSeo הנערץ פרסם ספר בשם "פירוטכניקה" בשנת 1540 לתיאור טכנולוגיית ריתוך של Forge. בעלי מלאכה של רנסנס אירופאי שלטו היטב בריתוך של זיוף, וטכנולוגיית ריתוך הזיוף המשיכה להשתפר במאות שלאחר מכן. עד המאה ה -19, פיתוח טכנולוגיית הריתוך עשתה צעדים גדולים והמראה שלה השתנה מאוד. בשנת 1800 גילה סר האמפרי דייווי את הקשת החשמלית; מאוחר יותר, המצאת אלקטרודות מתכת על ידי המדען הרוסי ניקולאי סלבנוב והמדען האמריקני CL קופין קידמו את היווצרות טכנולוגיית ריתוך הקשת. ריתוך קשת וריתוך קשת הפחמן המפותח המאוחר יותר באמצעות אלקטרודות פחמן היו בשימוש נרחב בייצור תעשייתי. בסביבות 1900, AP Stroganov פיתחה אלקטרודות פחמן לבושות מתכת באנגליה שסיפקו קשת יציבה יותר, ובשנת 1919, CJ Holslag השתמש לראשונה בזרם חילופין לריתוך, אך הטכנולוגיה לא הפכה לשימוש נרחב עד עשור לאחר מכן.
ריתוך התנגדות פותח בעשור האחרון של המאה ה -19, והפטנט הראשון לריתוך התנגדות הוגש על ידי אליהו תומסון בשנת 1885, שהמשיך לשפר את הטכנולוגיה במהלך 15 השנים הבאות. ריתוך אלומינותרמי וריתוך אוקסיפואל הומצאו בשנת 1893. אדמונד דייוי גילה אצטילן בשנת 1836, וריתוך אוקסיפואל החל להיות בשימוש נרחב בסביבות 1900 בגלל הופעתו של סוג חדש של לפיד גז. ריתוך אוקסיפואל הפך לאחת מטכניקות הריתוך הפופולריות ביותר בהתחלה בגלל העלות הנמוכה והניידות הטובה שלה. עם זאת, כאשר המהנדסים המשיכו לשפר את טכנולוגיית ציפוי המתכת על פני האלקטרודה (כלומר התפתחות שטף) במאה העשרים, האלקטרודה החדשה יכולה לספק קשת יציבה יותר ולבודד ביעילות את המתכת הבסיסית מזיהומים. ריתוך קשת הצליח אפוא להחליף בהדרגה ריתוך גז דליק ולהפוך לטכנולוגיית הריתוך התעשייתית הנפוצה ביותר.
מלחמת העולם הראשונה הובילה לעלייה בביקוש לריתוך, ומדינות חקרו באופן פעיל טכנולוגיות ריתוך חדשות. בריטניה השתמשה בעיקר בריתוך קשת, והם בנו את הספינה הראשונה עם גוף מרותך לחלוטין, השבר. במהלך המלחמה, ריתוך קשת שימש גם לראשונה בייצור מטוסים, כמו גוף המטוסים הגרמנים רבים. ראוי גם לציין כי גשר הכבישים הראשון המרתך בעולם נבנה על נהר סולודוויה מאורזיס ליד וולפסבורג, פולין בשנת 1929. הגשר תוכנן על ידי סטפן ברילה ממכון הטכנולוגיה Warsaw בשנת 1927.
בשנות העשרים של המאה העשרים טכנולוגיית ריתוך השיגה פריצות דרך מרכזיות. ריתוך אוטומטי הופיע בשנת 1920, והמשכיות הקשת הובטחה על ידי מכשיר האכלה אוטומטי לחוט. גז מגן זכה לתשומת לב נרחבת בתקופה זו. מכיוון שהמתכת החמה מגיבה עם החמצן והחנקן באטמוספירה במהלך הריתוך, הקאוויטציה והתרכובות שהתקבלו ישפיעו על חוזק המפרק. הפיתרון הוא להשתמש במימן, ארגון והליום כדי לבודד את הבריכה המותכת מהאטמוספרה. בעשר השנים הבאות, התפתחויות נוספות בטכנולוגיית ריתוך אפשרו ריתוך של מתכות תגוביות כמו אלומיניום ומגנזיום. הצגת ריתוך אוטומטי, זרם לסירוגין והפעלת שטפים קידמה מאוד את פיתוח ריתוך הקשת משנות השלושים למלחמת העולם השנייה.
באמצע -20 המאה המאה, המציאו מדענים ומהנדסים מגוון של טכנולוגיות ריתוך חדשות. ריתוך הרבעה (ריתוך הרבעה), שהומצא בשנת 1930, נעשה שימוש נרחב במהרה בבניית ספינות ובנייה. ריתוך קשת שקוע, שהומצא באותה שנה, עדיין פופולרי כיום. לאחר עשרות שנים של פיתוח, הושלמה סוף סוף ריתוך קשת טונגסטן גז בשנת 1941. ואז בשנת 1948, ריתוך קשת מתכת גז אפשרה במהירות לרתך מתכות לא ברזליות במהירות, אך טכנולוגיה זו דרשה כמויות גדולות של גז מגן יקר. ריתוך קשת ידני, המשתמש באלקטרודות מתכלות, פותח בשנות החמישים והפך במהרה לטכניקת ריתוך קשת המתכת הפופולרית ביותר. בשנת 1957 הופיע לראשונה ריתוך קשת עם שטף, באמצעות אלקטרודה תיל מוגנת עצמית שיכולה לשמש לריתוך אוטומטי, מה שמגדיל מאוד את מהירות הריתוך. באותה שנה הומצאה ריתוך קשת פלזמה. ריתוך אלקטרוסלאג הומצא בשנת 1958, וריתוך חשמלי גז הומצא בשנת 1961.
ההתפתחויות בטכנולוגיית ריתוך בשנים האחרונות כוללות: ריתוך קרני אלקטרונים בשנת 1958, שיכולים לחמם אזורים קטנים מאוד, מה שמאפשר לרתך יצירות עבודה עמוקות וצרות. לאחר מכן הומצא ריתוך לייזר בשנת 1960, ובעשורים שלאחר מכן, הוא הוכיח את עצמו כטכנולוגיית הריתוך האוטומטית המהירה ביותר. עם זאת, יישום ריתוך קרני האלקטרונים וגם ריתוך לייזר מוגבל על ידי העלות הגבוהה של הציוד הנדרש.