В основу электрической сварки металлов положено явление электрического разряда в виде электрической дуги, открытой русским академиком Василием Владимировичем Петровым.
В 1802 году Петров в своем физическом кабинете при Медико-хирургической академии проводил опыты с электричеством, пропуская его через угли. Когда ученый сблизил концы двух углей до соприкосновения, то угли раскалились добела, при их медленном раздвигании вспыхнул ослепительно-яркий свет. Так была открыта электрическая дуга. Это открытие имело огромное значение для развития науки и техники.
Результаты опытов Петров опубликовал в 1803 году в книге «Известие о Гальвани-Вольтовских опытах, которые производил Профессор физики Василий Петров, посредством огромной наипаче баттереи, состоявшей иногда из 4200 медных и цинковых кружков и находящейся при Санкт-Петербургской Медико-Хирургической Академии». Петров заметил, что угли, образующие электрическую дугу, давали температуру до трех тысяч градусов.
Заменив один уголь железной проволокой, ученый наблюдал, что между углем и проволокой появлялось большое яркое пламя, проволока почти мгновенно расплавлялась.
Петров не только открыл электрическую дугу, но и указал на возможность использования ее для освещения и для плавления металлов.
В 1811 году выдающийся английский химик и физик Гемфри Деви наблюдал аналогичное явление электрической дуги и назвал ее именем Александра Вольта — известного итальянского физика и физиолога. В 1812 году Деви дал описание вольтовой дуги. Но правильнее вольтову дугу называть дугой Петрова, потому что русскому академику Петрову принадлежит честь ее открытия.
Сварка металлов с глубокой древности применялась и до изобретения электрической сварки металлов — это сварка горновая, или кузнечная.
Но такая сварка имеет ряд существенных недостатков, главные из них: необходимость длительного нагрева металла в больших печах и применения мощного осадочного оборудования (для быстрой ковки металла молотами, прессования или прокатки). Горновая сварка крупных деталей — операция трудоемкая и малопроизводительная.
Горновая сварка требует высокой температуры, значительно превышающей точку плавления металла (не менее трех тысяч градусов). Промышленные источники тепла, позволяющие достичь такой температуры, появились только после открытия электрической дуги. Вот почему сварщики обратили внимание на тепло, выделяемое электрической дугой.
Первую попытку сваривания металла электрическим током предпринял американский инженер Э. Томсон в 1867 году. Он брал два куска металла, плотно сдвигал их и пропускал через них электрический ток большой силы, но малого напряжения. В месте стыка металлических кусков начиналось интенсивное выделение тепла, и кромки их плавились. В это время свариваемые куски металла сильно сжимались и проковывались молотом. По мере того как они сплавлялись, сопротивление тока уменьшалось, температура понижалась и металл быстро остывал. Сварка готовых деталей при этом способе была невозможна: они деформировались.
В 1868 году немецкий инженер Г. Церенер для сварки применил угольный электрод. На специальном станке деталь, предназначенная для сварки, закреплялась горизонтально на станине. Горизонтально, параллельно со свариваемыми деталями, на двух бабках укреплялись четыре, по два с каждой стороны, угольных электрода. Через электроды пропускался ток, и образовавшаяся электрическая дуга быстро нагревала концы свариваемых деталей до белого цвета. Ток выключался, свариваемые детали быстро сжимались и проковывались специальным приспособлением, как это было и у Томсона.
В 1871 году на речке Данилихе в Перми стал работать первый в России завод по производству фосфора. Владельцем предприятия был Евграф Кузьмич Тупицын, бывший крепостной крестьянин Владимирской губернии.
Завод Тупицына первое время вырабатывал только желтый фосфор, транспортировка которого была очень трудным и опасным делом. Фосфор заделывали в бочки с водой, но во время транспортировки бывали случаи, когда бочки давали течь и от трения сухой фосфор загорался и даже давал взрывы.
