KAYNAĞIN TARİHÇESİ

Tarihçiler, eski Mısırlıların bu dönemde kaynak yapmanın en eski biçimlerini geliştirdiklerine inanıyorlar. Medeniyetler kaynak yapmaya bakırla başlamış, zamanla demir, bronz, altın, gümüş gibi diğer metallere geçmiştir.

Mısırlılar, demir cevherini “sünger demir” adı verilen gevşek bir maddeye dönüştürmek için ısı üretmek amacıyla kömür kullandılar. Daha sonra, basınçlı kaynağın ilk örneğinde parçaları birleştirmek için gevşek parçacıkları bir araya getirdiler.

Mısırlılar boruları lehimlemeye ve metal parçalarını birleştirmeye başladılar.

Hintli kaynakçılar, meteorlardan elde edilen demiri kullanarak bugün hala ayakta olan Delhi’nin Demir Sütunu’nu yaptılar. Sütun, 7,21m yüksekliğinde, 41cm çapında ve altı ton ağırlığıyla erken dönem işçiliğinin etkileyici bir örneği olmaya devam ediyor

Bu dönemde dövme kaynağı ön plandaydı. Demirciler metal parçaları ısıtır ve birleşene kadar onları birbirine döverdi.

Kaynakçılar bu dönemde sanatlarında ilerleme kaydettiler. Bu yüzyıla ait el yazma kitapları “kaynak” kelimesine ilk atıfları içeriyordu. İtalyan kuyumcu Benvenuto Cellini, gümüş ve bakırın lehimlenmesinde kullanılan bir lehimleme işlemi hakkında kitap yazdı.

Kaynak teknolojisi, bugün bildiğimiz toplumun yolunu açan Sanayi Devrimi nedeniyle 18. yüzyılda hızla arttı. Endüstrilerin hedeflerine ulaşmak için daha gelişmiş kaynak uygulamalarına ihtiyacı vardı. Kaynakçılar bu talebi karşılamak için yenilikçi kaynak teknolojileri geliştirdiler. 

1800 yılında Sir Humphry Davy iki karbon elektrot arasında ilk elektrik arkını oluşturdu. Bu, daha sonraki yıllarda takip edilecek tüm ark kaynağı biçimlerine ilham kaynağı oldu.

Sir Humphry Davy, 1. Baronet , FRS , MRIA , FGS (17 Aralık 1778 – 29 Mayıs 1829), Davy lambasını ve ark lambasının çok eski bir biçimini icat eden İngiliz bir kimyager ve mucitti . Aynı zamanda ilk kez elektrik kullanarak çeşitli elementleri izole etmesiyle de hatırlanıyor

İngiliz Edmund Davy, karmaşık metal alet ve ekipmanların geliştirilmesine olanak tanıyan asetileni (açık alev kullanımı) keşfetti. Edmund Davy, suyla reaksiyona giren ve asetileni açığa çıkaran potasyum klorür oluşturarak kazara asetileni keşfetti. Bu ayrı keşifler, modern kaynağın başlaması için gerekli teknolojiyi sağladı.

Fransa’daki Cabot Laboratuvarı’nda çalışan Auguste De Meritens, 1881 yılında akümülatörlerde kullanılan kurşun plakaları birleştirmek için ark ısısını kullandı. Fransız laboratuvarında çalışan öğrencisi Rus Nikolai N. Benardos, kaynak için patent aldı. O, Rus arkadaşı Stanislaus Olszewski ile birlikte 1885’te bir İngiliz patenti ve 1887’de bir Amerikan patenti aldı. Patentler, eski bir elektrot tutucuyu gösteriyor. Bu, karbon ark kaynağının başlangıcıydı. Benardos, kurşunun yanı sıra demiri de kaynaklayabiliyor olmasına rağmen çabalarını karbon ark kaynağıyla sınırladı. Karbon ark kaynağı 1890’ların sonlarında ve 1900’lerin başlarında popüler hale geldi.

1881’de mucitler nihayet yeni kaynak teknikleri yaratmak için elektrik arkını uyguladılar. O yıl, Fransız mucit Auguste de Méritens, karbon ark kaynağı meşalesinin patentini aldı ve Rus mucit Nikolai Benardos, Paris’teki Uluslararası Elektrik Fuarı’nda kendi karbon ark kaynağı tekniğini sergiledi. 

 Rus mucit Nikolay Gavrilovich Slavyanov, erimiş metali bir ark yoluyla aktarma fikrini ortaya attı. Ancak bugün korumalı metal ark kaynağı veya SMAW olarak bildiğimiz sürecin patentini alan kişi Amerikalı Charles L. Coffin’di .

1890’da Detroit’li CL Coffin, metal elektrot kullanan bir ark kaynağı işlemi için ilk ABD patentini aldı. Bu, kaynak yapmak için bağlantı yerinde dolgu metali biriktirmek üzere ark boyunca taşınan elektrottan eriyen metalin ilk kaydıydı.Hemen hemen aynı sıralarda, bir Rus olan NG Slavianoff, metalin bir ark boyunca aktarılması ancak metalin bir kalıp içinde dökülmesi yönündeki aynı fikri ortaya attı.

Termit kaynağı 1893’te Hans Goldschmidt tarafından geliştirildi ve 1899’da Almanya’daki demiryollarının bölümlerini birleştirmek için kullanıldı. Bir asırdan fazla bir süre sonra Goldschmidt’in süreci demiryolu endüstrisinde hala yaygındır.

Yaklaşık 1900 yılında Strohmenger, Büyük Britanya’da kaplanmış metal elektrotu tanıttı. İnce bir kil veya kireç kaplaması vardı ancak daha stabil bir ark sağlıyordu. 

İsveçli Oscar Kjellberg, 1907 ile 1914 yılları arasında örtülü veya kaplanmış bir elektrot icat etti. Kısa uzunluklardaki çıplak demir teli kalın karbonat ve silikat karışımlarına batırıp kaplamanın kurumasını sağlayarak çubuk elektrotlar üretti.

Aynı dönemde mucitler Edmund Davy’nin asetilen keşfinden de yararlandılar. 1903 yılında Edmond Fouché ve Charles Picard, daha yaygın olarak oksi-yakıt kaynağı olarak adlandırılan oksijen-asetilen kaynağını geliştirmek için birlikte çalıştılar. Fouché ve Picard, asetilenin oksijenle birleştiğinde yanmasından ortaya çıkan inanılmaz ısının, metalleri birbirine kaynaklamak için yeterli ısıyı sağladığını buldu.

Bu arada, nokta kaynağı, dikiş kaynağı, projeksiyon kaynağı ve flaş alın kaynağı dahil direnç kaynağı işlemleri geliştirildi. Elihu Thompson direnç kaynağını ortaya çıkardı. Patentleri 1885-1900 tarihlidir. 1903 yılında Goldschmidt adlı bir Alman, ilk kez demiryolu raylarının kaynaklanmasında kullanılan termit kaynağını icat etti.

İlk direnç nokta kaynak makineleri üretildi. 1906’dan 1910’a kadar yaklaşık 367 adet punta ve dikiş kaynak makinesi üretildi.

LaGrange-Hobo kaynak yöntemi tanıtıldı. 

Bernardos, işçilerin kalın levhaları tek geçişte kaynaklamalarına olanak tanıyan elektro-cüruf işleminin patentini aldı. Ana hatlarını çizdiği süreç bugün hala popüler.

Lincoln Electric, ilk ticari kaynak makinelerini pazara sunuyor.

İlk otomobil gövdesi EG Budd tarafından punta kaynağı kullanılarak kaynaklandı.

AP Strohmenger tarafından tanıtılan kaplamalı metal elektrotlar. Kaplamalar kil veya kireçten yapılmıştır. Ayrıca mavi asbest ve sodyum silikat bağlayıcıyla kaplanmış bir elektrot için de patent aldı. Bu, bir sarf elektrotunun yabancı madde içermeyen bir kaynak ürettiği ilk seferdir.

1919’daki savaşın hemen ardından, Acil Durum Filo Şirketi’nin Savaş Zamanı Kaynak Komitesi’nin 20 üyesi, Comfort Avery Adams’ın önderliğinde, kaynak ve ilgili süreçlerin geliştirilmesine adanmış kar amacı gütmeyen bir kuruluş olarak American Welding Society’yi kurdu.

CJ Holslag 1919’da alternatif akımı icat etti; ancak ağır kaplamalı elektrotun yaygın kullanım alanı bulduğu 1930’lara kadar popüler olmadı.

Alternatif akım kaynağı CJ Holslag tarafından icat edildi ancak on yıl daha popüler olmadı. Elektrik ark kaynağı Amerika Birleşik Devletleri’nde 1920 yılına kadar kullanılan yöntemdi. Ancak ark kararsızdı ve üretilen kaynaklar, kaynak yapılan metal kadar güçlü değildi. 

Başlangıçta, taşınabilirliği ve nispeten düşük maliyeti nedeniyle oksigaz kaynağı daha popülerdi. 20. yüzyıl ilerledikçe, endüstriyel uygulamalarda gözden düştü ve elektrot kaplamaları veya kaplamaları (örn. akı) geliştirilmeye devam edildikçe yerini büyük ölçüde ark kaynağı aldı. Metal elektrotlara uygulanan kaplamalar arkı stabilize etti ve temel malzemeyi havadaki yabancı maddelerden korudu.

1920 yılında General Electric Company’den PO Nobel otomatik kaynağı icat etti. Besleme hızını düzenlemenin temeli olarak doğru akımla çalıştırılan çıplak elektrot teli ve ark voltajı kullanıldı. General Electric, aşınmış motor millerini ve aşınmış vinç tekerleklerini onarmak için otomatik kaynak kullandı. Otomobil endüstrisi de bunu arka aks muhafazaları üretmek için kullandı.

1920’lerde çeşitli tiplerde kaynak elektrotları geliştirildi. 1920’lerde ağır kaplamalı çubukların hafif kaplamalı çubuklara göre avantajı konusunda önemli tartışmalar vardı. 1927’de AO Smith Company’den Langstroth ve Wunder, ağır kaplamalı elektrotlar geliştirdi. Daha sonra 1929’da Lincoln Electric Company, ekstrüzyonlu elektrot çubukları üretip bunları sattı. Halk. 1930’lara gelindiğinde örtülü elektrotlar yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Daha yüksek kalitede kaynak metali gerektiren kaynak kodları ortaya çıktı ve bu da örtülü elektrotların kullanımını artırdı.

1920’lerde ark ve kaynak alanının dışarıdan uygulanan gazlarla korunması konusunda önemli araştırmalar yapıldı. Erimiş kaynak metaliyle temas halindeki oksijen ve nitrojen atmosferi, kaynakların kırılgan ve bazen de gözenekli olmasına neden oldu. Araştırmacılar, gaz koruma tekniklerini kullanarak kaynakları test etti. Alexander ve Langmuir, kaynak atmosferi olarak hidrojeni kullanan odalarda çalıştılar. Karbon elektrotlarla başlayıp daha sonra tungsten elektrotlara geçerek iki elektrot kullandılar. Arktaki hidrojen atomik hidrojene dönüştü. Daha sonra arktan dışarı üflenerek moleküler forma dönüşen ve ısıyı serbest bırakan yoğun sıcak bir atomik hidrojen alevi oluşturuldu. Bu ark, oksiasetilen alevinin yarısı kadar ısı üretti. Bu, atomik hidrojen kaynak işlemi haline geldi. Atomik hidrojen hiçbir zaman popüler olmadı ancak 1930’lu ve 1940’lı yıllarda özel kaynak uygulamalarında ve daha sonra takım çeliklerinin kaynağında kullanıldı.

HM Hobart ve PK Devers benzer çalışmalar yapıyorlardı ancak argon ve helyum atmosferleri kullanıyorlardı. 1926’da başvurdukları patentlerde, arkın etrafından beslenen gazın kullanıldığı ark kaynağı, gaz tungsten ark kaynağı işleminin öncüsüydü. Ayrıca eşmerkezli bir nozulla ve elektrotun nozuldan tel olarak beslendiği kaynaklamayı da gösterdiler. Bu, gaz metal ark kaynağı işleminin öncüsüydü.

New York Navy Yard’daki kaynakçılar, 1930’da özellikle metal bir yüzey üzerine ahşap döşemeyi tutturmak için saplama kaynağı geliştirdiler. Saplama kaynağı gemi yapımı ve inşaat endüstrilerinde popüler hale geldi.

Popüler hale gelen otomatik işlem tozaltı kaynak işlemiydi . National Tube Company, bunu McKeesport, Pensilvanya’daki bir boru fabrikası için toz altında veya boğmalı ark kaynak işlemi altında geliştirdi. şirket, borudaki uzunlamasına dikişlerin yapılmasına yönelik prosesi tasarladı. Robinoff, 1930’da sürecin patentini aldı ve daha sonra Linde Air Products Company’ye sattı. Linde bunu Unionmelt kaynağı olarak yeniden adlandırdı. Tersaneler ve mühimmat fabrikaları, 1938’deki savunma yapılanması sırasında tozaltı ark kaynağını kullandı. Bu, en verimli kaynak süreçlerinden biridir ve günümüzde de popülerliğini sürdürmektedir.

Gaz tungsten ark kaynağının (GTAW) kaynak tarihinde başlangıcı, CL Coffin’in 1890’da patentini aldığı oksitleyici olmayan bir gaz atmosferinde kaynak yapma fikriyle başladı. HM Hobart ve PK Devers, 1920’lerin sonlarında helyum ve argon kullanarak konsepti daha da geliştirdi. sırasıyla koruma için. Bu işlem magnezyum kaynağının yanı sıra paslanmaz ve alüminyum kaynağı için de idealdi. 1941 yılında mükemmelleştirildi, Meredith tarafından patenti alındı ​​ve Heliarc kaynağı adı verildi. Daha sonra su soğutmalı torcun geliştirildiği Linde Air Products’a lisans verildi. Gaz tungsten ark kaynağı işlemi en önemlilerinden biri haline geldi.

Battelle Memorial Enstitüsü’nün – Air Reduction Company’nin sponsorluğunda – 1948’de gaz metal ark kaynağı (GMAW)  işlemini başarıyla geliştirmesiyle kaynak tarihinde bir dönüm noktası yaşandı. Bu gelişmede gaz tungsten arkına benzer gaz korumalı ark kullanıldı, ancak tungsten elektrotunu sürekli beslenen bir elektrot teliyle değiştirdi. Süreci daha kullanışlı hale getiren temel değişikliklerden biri, küçük çaplı elektrot telleri ve sabit voltajlı güç kaynağıydı. HE Kennedy daha önce bu prensibin patentini almıştı. GMAW’ın ilk tanıtımı demir dışı metallerin kaynaklanması içindi. Yüksek biriktirme oranı, kullanıcıların işlemi çelik üzerinde denemesine neden oldu. İnert gazın maliyeti nispeten yüksekti ve maliyet tasarrufları hemen sağlanamadı.

1950’ler kaynak yenilikleriyle doluydu. Diğer yeni süreçler şunları içeriyordu:

• Elektron ışın kaynağı işlemi: Adından da anlaşılacağı gibi, bu yöntem, ısı kaynağı olarak odaklanmış bir elektron ışınını kullanır. Amerikan otomotiv ve uçak motoru endüstrilerinde popüler hale geldi.
• Sürtünme kaynağı: Eski Sovyetler Birliği’nde geliştirilen süreç, dönme hızı ve yüksek basınç kullanarak ısı üretir.
• Elektroslag kaynak işlemi : Bu yöntem, sarf malzemesi bir kılavuz tüp kullanır ve kalın malzemelerin dikey konumda kaynaklanmasına olanak tanır.

1953 yılında Lyubavskii ve Novoshilov, karbondioksit gazı atmosferinde tükenebilir elektrotlarla kaynak yapmanın kullanıldığını duyurdu. CO2 kaynak işlemi, inert gaz metal ark kaynağı için geliştirilen ekipmanı kullandığından ancak artık çeliklerin ekonomik olarak kaynaklanması için kullanılabildiğinden hemen popülerlik kazandı. CO2 arkı sıcak bir arktır ve daha büyük elektrot telleri oldukça yüksek akımlar gerektirir. Süreç, daha küçük çaplı elektrot tellerinin ve geliştirilmiş güç kaynaklarının kullanıma sunulmasıyla yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Bu kısa devre ark varyasyonu, Mikro-tel, kısa ark ve dip transfer kaynağı olarak biliniyordu ve bunların tümü 1958’in sonlarında ve 1959’un başlarında ortaya çıktı. Bu varyasyon, ince malzemeler üzerinde her pozisyonda kaynağa izin verdi ve kısa sürede en popüler kaynak haline geldi. gaz metal ark kaynağı prosesindeki değişiklikler.

Gage, 1957’de plazma ark kaynağını icat etti. Bu işlemde, tungsten arkından daha yüksek sıcaklığa sahip bir ark plazması oluşturan, daraltılmış bir ark veya bir delik boyunca uzanan bir yay kullanılır. Ayrıca metal püskürtme, oluk açma ve kesme işlerinde de kullanılır.

Fransa’da geliştirilen elektron ışın kaynağı işlemi, bir vakum odasında ısı kaynağı olarak odaklanmış bir elektron ışınını kullanır. Fransız Atom Enerjisi Komisyonu’ndan JA Stohr, prosese ilişkin ilk kamu açıklamasını 23 Kasım 1957’de yaptı. Amerika Birleşik Devletleri’nde otomotiv ve uçak motoru endüstrileri, elektron ışın kaynağının başlıca kullanıcılarıdır.

Önceki on yılda olduğu gibi 1960’lı yıllar da çeşitli yeniliklere sahne oldu. Önemli olanlar dahil:

• Püskürtme tipi ark transferi: Bu yöntem, yüksek kaliteli bir yüzey elde edilmesini sağlayan elektrot metalinin buharlaştırılmış bir spreyini üretir.
• Elektrogaz: Elektrocürufa benzer bir dikey kaynak yöntemi, yalnızca özlü bir elektrot teli ve dışarıdan sağlanan bir gaz kalkanı kullanır.
• Lazer kaynağı: Güçlü ısı kaynağı bu işleme daha yüksek hızlar, güçlü kaynak bağlantıları ve daha az çatlama olasılığı gibi avantajlar sağlar. Robotik otomotiv ve endüstriyel üretimde kullanılır.

Diğer bir varyasyon ise sprey tipi ark aktarımını sağlayan az miktarda oksijen içeren inert gazın kullanılmasıydı. 1960’ların başında popüler oldu. Son zamanlardaki bir varyasyon, darbeli akımın kullanılmasıdır. Akım, hat frekansının bir veya iki katı oranında yüksek bir değerden düşük bir değere geçer.

CO2 kaynağının kullanılmaya başlanmasından kısa bir süre sonra, özel elektrot telinin kullanıldığı bir varyasyon geliştirildi. İç-dış elektrot olarak tanımlanan bu telin kesiti boru şeklindeydi ve eritici maddeler iç taraftaydı. İşlem, ark koruması için telin çekirdeğindeki akı tarafından üretilen gazın yanı sıra harici koruyucu gazın da kullanıldığını belirten Dualshield olarak adlandırıldı. Bernard tarafından icat edilen bu süreç 1954’te duyuruldu, ancak 1957’de Ulusal Tüp Gaz Şirketi tarafından yeniden tanıtıldığında patenti alındı.

1959’da harici gaz koruması gerektirmeyen bir iç-dış elektrot üretildi. Koruyucu gazın bulunmaması, prosesin kritik olmayan işler için popülerliğini sağladı. Bu işleme Innershield® adı verildi.

Sovyetler elektroslag kaynak işlemini 1958’de Belçika’daki Brüksel Dünya Fuarı’nda duyurdu. Bu yöntem Sovyetler Birliği’nde 1951’den beri kullanılıyordu ancak 1940’ta patenti alınan RK Hopkins’in Amerika Birleşik Devletleri’nde yaptığı çalışmalara dayanıyordu. Hopkins katılım için süreç hiçbir zaman çok büyük ölçüde kullanılmadı. Ukrayna’nın Kiev kentindeki Paton Enstitüsü Laboratuvarı ve Çekoslovakya’nın Bratislava kentindeki Kaynak Araştırma Laboratuvarı süreci mükemmelleştirdi ve ekipmanı geliştirdi. Chicago’daki General Motors Corporation’ın Elektromotiv Bölümü, bu prosesi ABD’de ilk kez üretimde kullandı. Buna Elektro-kalıplama prosesi adını verdiler ve kaynaklı dizel motor bloklarının imalatında kullandılar. Üreticiler, daha kalın malzemeleri kaynaklamak için sarf malzemesi kılavuz borusu kullanarak işlemi ve varyasyonunu kullanır.

Arcos Corporation, 1961’de Elektrogaz adı verilen başka bir dikey kaynak yöntemini tanıttı. Elektroslag kaynağı için geliştirilen ekipmanı kullandı, ancak özlü bir elektrot teli ve dışarıdan beslenen bir gaz kalkanı kullandı. Cüruf banyosu içermediğinden açık ark prosesidir. Daha yeni bir gelişme, kendinden korumalı elektrot telleri kullanır ve bir varyasyon, katı tel kullanır, ancak gaz korumalıdır. Bu yöntemler, elektroslag işleminde izin verilenden daha ince malzemelerin kaynaklanmasına olanak tanır.

CO2 lazerlerle kaynak ve kesme.

Ruslar SOYUZ-6’da uzayda kaynak yapıyor.

1980’li ve 1990’lı yıllarda birçok değişiklik meydana geldi.

• Robotik kaynak
• Yerleşik bilgisayarlar
• Son teknoloji elektrotlar
• Egzotik çoklu gaz karışımları

TWI tarafından sunulan Sürtünme Karıştırma kaynağı.

Manyetik darbe kaynağına giriş.