فلسفه جوشکاری و مشکلات آن

شايد بتوان اولين باري که بشر از جوشکاري استفاده کرد را زماني دانست که بشر ساخت يک سلاح اهنگري را تجربه کرد. در اين روش انسان قطعه فلز را به شکل سرد يا گداخته بر روي يکديگر قرار داد و در اثر کوبيدن اين دو قطعه به هم متصل ميشدند. تا اينکه دانشمندي به نام ژول به فکر جوشکاري مقاومتي افتاد و پس از او اليهو تامسون امريکايي به نقشه هاي ژول رنگ داد و انها را محقق کرد. اکنون از روشهاي جوشکاري مقاومتي در فرايند توليد لوله هاي درزدار استفاده ميشود.
زمان پيدايش قوس الکتريکي هم به سال 1802 برميگردد و دانشمندي روسي به نام واسيلي ولاديميروويچ پتروف پي به قوس الکتريکي برد. در سال 1881 پس از کشف پتروف، موسيان قوس کربني را جهت ذوب فلزات مورد استفاده قرار داد. و در حدود ? سال بعد در سال ???? يک دانشمندان روسي بنام برناندوز اختراع متدي را به ثبت رساند که به وسيله آن قادر بود تا يک قطعه فلزي را با الکترود ذغالي به صورت موضعي با ايجاد قوس الکتريکي بين قطعه و الکترود ذوب نمايد برناندوز در اين روش دو قطعه فلزي را در فاصله مشخص از يکديگر قرار داده و با استفاده از پديده قوس و حرکت الکترود ذغالي در طول شکاف بين دو قطعه و وارد نمودن همزمان ميله اي فلزي از جنس قطعه در داخل قوس الکتريکي، حمام مذابي به وجود آورد که بعد از منجمد شدن شکاف موجود را پر نموده و باعث به هم پيوستن اين قطعات گرديد و در سال ???? دانشمند ديگر روسي بنام اسلاويانوف، روش الکترود ذوب شونده را اختراع نمود. او در اين روش الکترود فلزي را جايگزين الکترود ذغالي کرد که همزمان علاوه بر ايجاد قوس وظيفه فلز پرکننده را نيز به عهده داشت. در روش الکترود ذوب شونده مذاب حاصل از الکترود فلزي در فاصله بين نوک الکترود و شکاف دو قطعه در معرض هوا قرار مي گرفت که اين امر باعث اکسيده شدن مذاب و در نتيجه ايجاد اشکال در جوش مي گرديد. از طرف ديگر قوس الکتريکي به دليل تماس با اتمسفر هوا نيز ناپايدار بود که خود به خود غير يکنواختي جوش را به دنبال داشت.
براي برطرف نمودن عيوبي مانند کيفيت پايين فلز جوش از لحاظ مکانيکي و اکسيد شدن آن همچنين ناپايداري قوس در سال ???? يک صنعتگر سوئدي بنامOscar Kjellberg الکترود فلزي پوشش دار را اختراع نمود. پوشش اين الکترود را مخلوطي از مواد معدني مختلف از جمله آهک تشکيل مي داد که قادر بود با توليد گاز و ايجاد سرباره، مذاب حاصل از ذوب الکترود را در مقابل آثار نامطلوب تماس با هوا محافظت نمايد. علاوه بر اين، پوشش الکترود باعث پايداري قوس الکتريکي و يکنواخت شدن جوش مي گرديد. پس از سال ???? با اختراع الکترود پوشش دار، صنعت اين امکان را يافت تا جوش هايي با استحکام معادل فلز پايه بوجود آورد. در جريان جنگ‌هاي جهاني اول و دوم، جوشکاري پيشرفت زيادي کرد. احتياجات بشر به‌اتصالات مدرن، سبک، محکم و مقاوم در سال‌هاي اخير و مخصوصاً بيست سال اخير، سبب توسعه سريع اين فن شده‌است.
در سال ???? به طور همزمان در آمريکا و اتحاد جماهير شوروي سابق تحقيقاتي براي مخفي ساختن قوس الکتريکي و دست يابي به قوسي پايدار صورت گرفت که نتيجه آن اختراع جوشکاري زير پودري بود اما نه به شکل امروزي بلکه با استفاده از الکترود کربن؛ در حدود سال ???? اين روش تقريبا به شکل امروزي خود در آمد و تبديل به روشي مناسب از لحاظ اقتصادي براي جوشکاري شد. در جنگ جهاني اول پس از جوش خوردن ترکش هاي ناشي از متلاشي شدن گلوله توپ به بدنه جنگ افزار ها فرآيند جوشکاري انفجاري کشف شد. در سال ???? L.R.Calr اين فرايند را بر روي آلياژ برنج به کمک مواد منفجره قوي آزمايش کرد. در سال ???? Dupont اطلاعات بدست آمده تجربي اين فرآيند را به صورت بين المللي ثبت کرد و در سال ????صنعت روکش دهي انفجاري را به صورت تجاري در توليد سکه هاي سه لايه براي دولت آمريکا در آورد. در سال ???? بطور همزمان در کشورهاي آمريکا و آلمان غربي جوشکاري پرتو الکترونيEBWتوسعه يافت.
در سال ???? سيستمهاي متنوع ليزري به منظور جوشهاي مدارهاي الکتريکي وداخل محفظه هاي خلاء، و همچنين در ساير کاربردهاي تخصصي که در آنها تکنولوژي هاي مرسوم قادر به ايجاد اتصالات مطمئن نمي باشند، توسعه داده شده است .
شايد بتوان گفت جديد ترين روش جوشکاري فرآيند جوشکاري اصطکاکي اغتشاشي باشد.جوشکاري اصطکاکي اغتشاشي براي اولين بار براي آلياژهاي AL ابداع گشت و يک روش جوش کاري حالت جامد است . اين روش در سال ???? توسط انستيتو جهاني جوش و اتصالا TWIدر کمبريج تحت عنوان روش FSW Friction Stir Welding به صنعت دنيا معرفي شد.
اگر بخواهيم خلاصه اي از فرايند جوشکاري داشته باشيم، بصورت زير خواهد بود:
• "برناندوز" روسي در 1886 ، قوس جوشکاري را مورد استفاده قرار داد.
• "موسيان" در 1881 قوس کربني را براي ذوب فلزات مورد استفاده قرار داد.
• "اسلاويانوف" الکترودهاي قابل مصرف را در جوشکاري بکار گرفت.
• "ژول" در 1856 به فکر جوشکاري مقاومتي افتاد.
• "لوشاتليه در 1895 لوله اکسي‌استيلن__ را کشف و معرفي کرد.
• "اليهو تامسون" آمريکائي از جوشکاري مقاومتي در سال 7-1876 استفاده کرد.  (دستگاه جوش پلي اتيلن)