Кафедра зварювального виробництва була створена на механічному факультеті Київського політехнічного інституту в 1935 році з ініціативи видатного вченого та інженера академіка Євгена Оскаровича Патона. Він і став її першим завідувачем. Шляхом переведення студентів з інших спеціальностей були сформовані групи на 2-му і 3-му курсах навчання, і вже в 1938 р. відбувся перший випуск 17-ти інженерів-механіків за спеціальністю "Обладнання та технологія зварювального виробництва".
Видатний учений і педагог Є.О.Патон в основу підготовки інженерів зі зварювання заклав принципи поєднання теоретичної та практичної підготовки, підпорядкування змісту підготовки практичним завданням розвитку зварювального виробництва, високу вимогливість до студентів, широке використання в навчанні сучасних досягнень науки і техніки. Цих принципів колектив кафедри дотримується і нині.
Активну участь у навчальному процесі на кафедрі в ті роки брали наукові співробітники організованого в 1934 р. Інституту електрозварювання АН УРСР (ІЕЗ), зокрема В.І.Дятлов,А.М.Сидоренко, В.В.Шеверницький, Ф.Е.Сороковський. Профілюючі дисципліни викладали також запрошені співробітники інших кафедр інституту – доценти І.П.Трочун і Н.В.Пінес, асистент Г.К.Блавдзевич та головний металург авіаційного заводу М.М.Борт.
Через велику завантаженість роботою на посаді директора ІЕЗ Є.О.Патон у 1938 р. залишив КПІ. Кафедру очолив доц. В.Л.Уласик. Водночас Є.О.Патон і надалі надавав кафедрі всебічну допомогу, розвиваючи співпрацю обох своїх дітищ.
Коли почалася Велика Вітчизняна війна, КПІ було евакуйовано до Ташкента. Багато викладачів, співробітників, аспірантів і студентів були мобілізовані в Червону Армію, частина перейшла на заводи, у зв'язку з чим підготовка інженерів для зварювального виробництва припинилась.
Кафедра відновила діяльність зразу ж після повернення КПІ з евакуації до Києва в 1944 р. Перший повоєнний випуск інженерів-механіків за спеціальністю "Обладнання та технологія зварювального виробництва" відбувся в 1947 р. З липня по листопад 1944 р. завідувачем кафедри був проф. Г.І.Погодін-Алексєєв, з кінця 1944 р. по 1947 р. – доц. І.П. Трочун і деякий час у 1947 р. доц. М.М. Гапченко і асист. М.М.Борт. Великий внесок у розвиток кафедри зробив академік К.К.Хренов, який завідував кафедрою з 1947 по 1957 рр. Після К.К.Хренова кафедру очолювали проф. І.П.Трочун (1957–1967 рр.) і проф. В.І.Дятлов (1967–1969 рр.).
У 1969 р. на посаду завідувача кафедри (за сумісництвом) був запрошений завідувач відділу Інституту електрозварювання д.т.н., проф. Б.С.Касаткін, який керував кафедрою до червня 1972 р. і суттєво розширив співпрацю між кафедрою і ІЕЗ ім. Є.О.Патона.
На початку 70-х років на базі КПІ та ІЕЗ було створено Навчальний центр для спільної підготовки і підвищення кваліфікації інженерів-зварників. У вересні 1977 р. кафедра переїхала в нові навчально-наукові приміщення площею 6000 м2, оснащені сучасним обладнанням і приладами (нині – 23-й корпус НТУУ "КПІ"). На базі Навчального центру зварювання розпочав роботу семінар ЮНІДО та курси підвищення кваліфікації вітчизняних фахівців у галузі зварювання та курси підготовки робітників-зварювальників. Для викладацької роботи на кафедру на умовах сумісництва запрошувалися такі провідні вчені ІЕЗ, як А.Г.Потап’євський, Г.І.Лесков, А.І.Чвертко, В.Р.Рябов, В.М.Замков, В.Е.Моравський, В.І.Махненко, А.А.Россошинський, Б.А.Мовчан та інші.
З 1972 по 1974 рр. завідувачем кафедри був д.т.н. М.М.Гапченко, а з 1974 р. її очолював д.т.н., проф. І.Р.Пацкевич.
У 1978 р. з кафедри зварювального виробництва виділено кафедру зварювального устаткування під керівництвом д.т.н., проф. В.П.Черниша.
У 1991 р. з кафедри зварювального виробництва виділено кафедру відновлення деталей машин, якою на той час завідував к.т.н., доц. В.М.Духно, а з жовтня 1993 р. – д.т.н., проф. В.М.Корж. У 2001 р. кафедру очолив д.т.н., проф. В.Д.Кузнецов, і вона отримала назву "Кафедра інженерії поверхні". Їй було доручено підготовку фахівців за спеціальністю "Технологія і устаткування відновлення та підвищення зносостійкості машин і конструкцій".
З травня 1989 р. по 26 березня 2015 р. завідувачем кафедри зварювального виробництва працював д.т.н., проф. В.М.Прохоренко.
У 1975 р. на базі кафедри зварювального виробництва поновив роботу зварювальний факультет (ЗФ), деканом якого став проф. Анатолій Матвійович Сливінський. З 2002 року ЗФ очолює д.т.н., проф. С.К.Фомічов.
Науково-дослідна робота проводиться на кафедрі з моменту заснування. У 40-х рр. під загальним керівництвом академіка К.К.Хренова виконувалися роботи з дослідження зварювальної дуги (Г.Б.Сердюк, В.Е.Моравський, Г.В.Васильєв, Л.О.Бялоцький), розробки систем керамічних флюсів та технології їх виготовлення (Д.М.Кушнарьов, І.М.Жданов, М.П.Гребельник та ін.), розробкою керамічних флюсів для наплавлення та технології наплавлення (М.А.Горпенюк, Ю.А.Юзвенко, М.С.Самотрясов). Важливі роботи з теоретичних проблем зварювання були виконані під керівництвом В.І.Дятлова. Під керівництвом М.М.Гапченка на кафедрі вивчались зварюваність та крихке руйнування металів. Результати цих досліджень були узагальнені в серії монографій та докторських дисертацій.
У 50–60 рр. під керівництвом М.М.Борта і А.Д.Котвицького виконувались роботи в галузі газополуменевої обробки металів. Під керівництвом І.М.Жданова і І.П.Трочуна проводились дослідження в галузі зварювальних напружень і деформацій. Під керівництвом І.М.Жданова в 60-ті рр. розвивалися дослідження термодеформаційних процесів при зварюванні (роботи І.М.Жданова, І.М.Чертова, Є.О.Коршенка, В.М.Прохоренка, А.С.Карпенка, В.М.Коржа, Б.В.Медка, А.К. Гончара та ін.). Паралельно М.І.Коперсак і А.М.Сливінський вивчали легування зварювальної ванни через флюс, а також процеси, що відбуваються при нагріванні, плавленні і затвердінні зварювальних флюсів. З 1962 по 1978 рр. під керівництвом В.П.Черниша на кафедрі проводилися роботи зі створення методів магнітного керування кристалізацією зварних швів (В.П.Черниш, В.В.Сироватка, І.В.Малінкін, В.Д.Кузнецов, В.А.Пахаренко та ін.).
У 80-ті роки на кафедрі зварювального виробництва виникли нові наукові напрями. Під керівництвом І.Р.Пацкевича і за участю В.П.Бойка почалися дослідження поверхневих явищ при зварюванні. В.Т.Котик, В.І.Прохоров, В.М.Коперсак, О.А.Гаєвський, Л.А.Жданов під керівництвом А.М.Сливінського займалися створенням нових зварювальних матеріалів. Методи підвищення точності виготовлення зварних конструкцій інтенсивно досліджувалися під керівництвом І.М.Жданова і за участю Б.В.Медка, В.В.Лисака та інших. Багато цікавих результатів отримано В.В.Батюком зі співробітниками Б.О.Бобиним, С.М.Мінаковим, І.М.Гришою та іншими з розробки приладів та технології неруйнівного контролю залишкових зварювальних напружень у різних зварних конструкціях. Значні результати були отримані під керівництвом В.М.Коржа в галузі розробки обладнання і технології для зварювання із застосуванням воднево-кисневого полум'я. Дослідження температурного режиму зварювальної ванни і крапель електродного металу виконані В.М.Духно і С.М.Гетманцем. Під керівництвом С.К.Фомічова виконано великий комплекс робіт з підвищення корозійної міцності зварних конструкцій. З 1987 р. на кафедрі під керівництвом І.П.Білокура інтенсивно розробляються питання дефектоскопії та контролю якості зварних з'єднань. Під керівництвом І.П. Корінця за участю В.П. Бойка, Ю.І. Охая активно розвивається напрям, пов'язаний з розробкою систем автоматизованого проектування технологічних процесів зварювання.
Результати цих досліджень також були узагальнені в серії монографій та докторських дисертацій. К.О.Зворикін разом з Г.О.Кривовим видав фундаментальний підручник "Виробництво зварних конструкцій", який у 2015 році став лауреатом університетського конкурсу.
В останні роки молоде покоління викладачів продовжує на новому якісному рівні дослідження своїх попередників.
Дослідженнями напруженого стану зварних конструкцій займаються О.В.Прохоренко, А.О.Перепічай; вивчення властивостей зварювальної дуги продовжує В.Л.Коваленко; досліджують технологічні можливості зварювання і паяння Н.М.Стреленко і В.В.Гаєвський. О.А.Сливінський разом з магістрантами і аспірантами досліджує проблеми зварювання тонколистових конструкційних металів за допомогою сучасних зварювальних апаратів.
За 80 років кафедра підготувала декілька тисяч висококваліфікованих фахівців. Багато хто з випускників кафедри стали видатними діячами науки в галузі зварювального виробництва. Серед випускників кафедри понад 350 кандидатів і 45 докторів технічних наук, у тому числі академіків і членів-кореспондентів НАН України. В рамках цієї статті важко назвати імена всіх відомих випускників кафедри. Відзначимо лише кілька імен, серед яких академіки Б.І.Медовар, І.К.Походня, С.І.Кучук-Яценко, А.М.Макара і К.А.Ющенко. Багато випускників обіймали і обіймають високі керівні посади в промисловості. Наші випускники плідно працюють не тільки в Україні, а й за кордоном.
Багато славних сторінок в історію кафедри вписали її студенти. Вони активно працювали в студентських будівельних загонах в Тюмені, на Сахаліні та в інших регіонах Радянського Союзу, а також в Чехословаччині. В 1985–1987 роках спеціалізовані студентські бригади кафедри брали участь у великомасштабному науково-технічному експерименті з будівництва трубопроводів з поліетиленових труб для газифікації та водопостачання населених пунктів Новоодеського району Миколаївської області. Це було гарним прикладом плідного співробітництва кафедри з ІЕЗ ім. Є.О.Патона, коли студенти під керівництвом викладачів брали участь у впровадженні розробок учених.
Студенти кафедри – постійні учасники Всеукраїнських студентських олімпіадах зі зварювання, займають перші та призові місця в індивідуальному і командному заліках. Студенти й аспіранти регулярно виступають з доповідями на наукових конференціях. Наша команда в 2010 р. виборола призове місце у Всеукраїнських інженерних змаганнях і презентувала Україну на Європейських змаганнях.
Кафедра зварювального виробництва завжди відзначалася своїми активістами, які брали участь у проведенні Днів факультету, випуску багатотиражної студентської газети, організації радіомовлення в нашому корпусі, створенні факультетської бібліотеки з декількома тисячами книг зі зварювання.
Найкращі студенти кафедри за результатами наукової та громадської роботи отримують стипендії ім. Є.О.Патона і Б.Є.Патона, а також стипендії ректора НТУУ "КПІ" і мера м. Києва.
На кафедрі зварювального виробництва в різні роки навчалось багато студентів з Китаю, Ірану, В'єтнаму, Куби, Польщі, Угорщини, Болгарії та інших країн. Останніми роками ряд студентів навчається за кордоном за програмами подвійного диплома з Університетом ім. Отто-фон-Герике в м.Магдебург (Німеччина) та Федеральним університетом в м. Уберландія (Бразилія). Декілька наших студентів отримали дипломи магістра українського та німецького зразка, а також українського та бразильського зразка відповідно.
Останнім часом колектив кафедри значно оновився. Прийшли молоді перспективні викладачі. Очолив кафедру д.т.н., проф. В.В.Квасницький.
Колектив кафедри зварювального виробництва НТУУ "КПІ" зустрічає своє 80-річчя сповнений рішучості і надалі здійснювати на високому рівні підготовку фахівців-зварників та науковців.
