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转自先进焊接技术
造船艺术可以追溯到数千年前，其历史可以从古埃及的陶罐和墓室中的船只图像中证明。几个世纪以来，造船工艺经历了多次演变；通过船只的制造时间轴，可以了解它们从木制到铁制再到钢铁以及后来的发展历程。
孤独的护卫舰
2022年8月的一份新闻稿报道说，位于威斯康星州东北部的Fincantieri Marine Group正在为美国的Constellation号船切割钢铁，这是20艘新级别护卫舰的第一艘，预计将于2026年服役。然而，到目前为止，美国只有一艘被委任的护卫舰，即宪法号。老铁皮（图1）是在波士顿东北部Hartt's Shipyard船厂建造，该船厂的厂主是卓越的木匠大师Edmund Hartt（1794-1797）。
图1 - 2006年的美国宪法号，也被称为老铁皮，是美国唯一一艘服役的护卫舰
用来建造这艘船龙骨的白橡木是在1794年11月种植，它的使用是美国几千年造船传统技术的结晶。美国宪法级船比当时的护卫舰更大，可以与英国的舰船作战，能承受44门大炮的重量，且不会变形。在北美以外无法获得的木材材料被纳入此船：船上的桅杆和横梁是东方白松，甲板是长叶松。白橡木板附着在天然形成的活橡木框架上，有大约150,000个黑褐树脚。
铁质船只
随着钢铁加工的技术不断提高，铁代替钢的过程是一个漫长的过程。最开始的数十年来，只有小物品和附件是铁制的；然后更大的部件，例如铁覆盖层是用铁钉代替栎木钉固定在木头上；最后用铆钉把铁板钉在铁框上。
从19世纪70年代开始的20多年里，蒸汽船取代了帆船，钢铁取代了船上的木材，然而铁帆船继续在长途航行中使用，比如从英格兰到澳大利亚，帆船的速度仍然更快。图3的詹姆斯克雷格号是由英国桑德兰的巴特拉姆哈斯韦尔公司(后来的巴特拉姆父子公司)于1874年建造。
钢的可行性和可用性（1870 年代）
随着美国向西扩张，密苏里州圣路易斯需要建造一条横跨密西西比河的钢桥，马车和行人可以通过它穿过市中心。它需要跨越足够的高度，以允许畅通的河流交通。三跨管形钢结构Eads桥，是全球第一座钢桥，于1874年完工。安德鲁卡内基为这座桥提供资金，第二年在宾夕法尼亚州布拉多克开设了他的钢铁厂。钢取代了造船用的铁，但铆钉装配方法仍在继续。
1907年电弧焊接的可行性和可用性
从19世纪60年代开始，一些国家的一些人研究并申请了电弧焊工艺的专利，但这并没有产生令人满意的焊接效果。1904年，瑞典轮船工程师奥斯卡.凯尔伯格也在进行试验。他成立了 Elektriska Svetsnings-Aktiebolaget 公司，该公司采用了 ESAB 这个首字母缩写，这并不奇怪。1907年，他设计了一种简单的浸渍涂层方法(图4)来生产焊棒，在电弧焊接过程中用二氧化碳取代电弧中的氧气。这项发明的工业意义在十多年的时间里几乎没有被认识到。
第一次世界大战期间，美国电气工程师康福特·A·亚当斯博士帮助成立了紧急舰队公司的焊接委员会，该委员会主张在船上进行焊接。战后(1919年) ，亚当斯博士和其他人创立了美国焊接学会。在英国，1920年，劳埃德增加了全焊接作为一种可接受的船舶装配方法，凯尔伯格随后打造了一艘全焊接船 ESABIV (图5) ，它成为劳埃德批准的第一艘全焊接船。
在第一次世界大战和第二次世界大战之间，铆接仍然是选择钢造船的方法。在第二次世界大战前夕，美国为了跨大西洋的客运贸易而建造的蒸汽船仍然是铆接结构。
第二次世界大战
第二次世界大战期间需要的船只数量空前庞大，这就要求美国找到新的方法，比以往更快的速度建造更多的船只。种族、性别和民族障碍在造船业和全国范围内被消除。美国海事委员会在全国各地的可导航水道上建立了造船业务。
图6--妇女参加造船工作
图7--破冰船海岸巡逻艇(CGC)
图8--密苏里号战列舰访问悉尼
在西海岸，亨利·J·凯泽的七大造船厂引进了新的模块化组装方法，这大大减少了生产时间和成本。凯泽的模块化组装方法被全国采用，此方法有利于焊接和埋弧焊。
SAW 工艺似乎不止一次被发明出来，宾夕法尼亚州的国家管材公司为其管材厂开发了该工艺，并于1930年获得专利，它于1935年也在乌克兰获得专利。这个过程最初在美国被称为 UnionmeltTM。埋弧焊和特殊金属电弧焊取代了谢尔曼坦克上的铆钉组件。
在第二次世界大战期间，关于船舶焊接的文献很少，但是在1943年5月28日的一封信中，美国总统罗斯福给英国首相的丘吉尔写道: “ 我们发展了焊接技术，这使我们能够建造一艘标准的商船，其速度是商船历史上前所未有的。”很明显他指的是埋弧焊,美国在第二次世界大战期间建造了5300艘有名称的焊接船。
另一场战争
美国企业家安德鲁•杰克逊•希金斯曾担心，由于第二次世界大战即将来临，钢铁将出现短缺。他的公司购买并储存了整个1939年菲律宾国家收获的红木。他设计了一艘36英尺长的军用登陆艇，进行了演示，并赢得了生产合同；他雇佣了超过85,000名工人，他在路易斯安那州新奥尔良的工厂制造了超过23,000艘登陆艇、车辆、船只。德怀特·艾森豪威尔认为是希金斯使诺曼底登陆成为可能。
图9--1965年在格陵兰岛搁浅的海岸警卫队西风号(CGC Westwind)上拍摄的一艘希金斯船
第二次世界大战后的美利坚合众国
在1949年，美国政府赞助航运公司订购了一艘新的远洋客轮，这艘客轮将在跨大西洋客运贸易中与皇家邮船玛丽女王号和伊利莎白皇后号展开竞争。这艘新船——美国号游轮(如图10所示)由威廉弗朗西斯吉布斯设计，建造于弗吉尼亚州的纽波特新闻造船厂。利用二战期间获得的能力和专业知识，美国号游轮成为美国有史以来建造的最大的远洋班轮，也是世界上最快的远洋班轮。
与铆钉结构相比，全焊接船体减少了航行摩擦。铝合金上部结构降低了它的重心，仅需采用少钢结构支撑，排水量大大减少。在这艘船的处女航中，它赢得了从最快越洋的蓝丝带奖,此前从来没有远洋客轮打破过它的记录。
铝焊接
在第二次世界大战期间，被称为 HeliarcTM 的钨极气体保护电弧焊工艺被商业化引入，最初是用于焊接镁，同时也发现它适用于铝合金的焊接。1948年，一种惰性气体保护连续焊机被专门用于铝合金的焊接。 AircomaticTM 使用商业熔化极气体保护电弧焊，尽管它不适用于钢铁；事实上，在6XXX 美国号游轮的上层结构上几乎没有铝焊接。1956年，北爱尔兰贝尔法斯特的哈兰德与沃尔夫造船厂建造了泰坦尼克号，并由半岛和东方蒸汽导航公司订购了堪培拉号(图11)。该船于1957年建成，1960年下水，1961年投入服役，堪培拉有一个全焊接的铝上层建筑。
图11-堪培拉号
福克兰群岛战争(1982)
从1974年开始，堪培拉号就是悉尼港的常客，直到1982年它被英国征用作为与阿根廷74天的福克兰群岛战争的运兵船。在战争期间，一枚飞鱼导弹击中并击沉了女王陛下的谢菲尔德号(HMS) ，这成为了全世界的新闻，有人认为谢菲尔德号沉没是因为它的铝制上层建筑着火了。二十年后，当美国正在考虑建造全铝制的海军舰艇时，这个争论被搁置了: 铝金属不会燃烧，而 HMS 谢菲尔德号实际上有一个钢制的上层结构。
结论
在最近的一次造船和铝业会议上，有研究人员特别注重铝合金，在场的其他人员也是铝合金的拥护者。这并不是说焊接铝将永远取代钢铁、木材用于造船。但是它已经成为船舶零部件，甚至是一些全铝船舶的重要附加造船材料--图12。
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