English svareni
[Tisk]  [Poslat e-mailem]  [Hledat v článcích]
Historie svařování v českých zemích.
Téma: Úvod do historie svařování. Poznámky k historii obloukového svařování
Datum: 13.5.2009
Autor: Ladislav Sejpka

Po staletí bylo metodou spojování kovů kovářské svařování. Potom v rozpětí několika let před rokem 1900 našly existenci tři nové procesy. Svařování elektrickým obloukem a odporové svařování byly vyvinuty po roce 1880 a zařazeny do průmyslové výroby o několik málo let později.

Kyslíko-acetylenové svařování bylo vyvinuto v průběhu stejného časového období a poprvé použito průmyslově časně po roce 1900.

Není známo, kdy bylo poprvé použito kovářské svařování. V období renesance však byli řemeslníci v kovářském svařování na velmi vysoké úrovni. Vannoccio Biringuccio v publikaci „Pyrotechnia“ vydané v Benátkách v roce 1540 uvádí několik referencí k takovýmto postupům a píše: „Jeví se mi to jako geniální věc, málo používaná, ale ohromné důležitosti“. Po řadu století byl oheň základním zdrojem tepla pro svařování. Kovářské svařování se rozvíjelo a bylo zaváděno do průmyslu, ale spojování velkých kusů vyžadovalo velkou dovednost a více pracovníků.

Tři nové procesy svařování byly vyvinuty těsně před začátkem dvacátého století. Svařování elektrickým obloukem se projevilo jako nejrozšířenější a komerčně důležitá metoda. Je evidentní, že profesor G.Lichtenberg mohl spojit v Německu kovy elektrickým roztavením již v roce 1782, ale nejprokazatelnější historická stopa elektrického svařování se vrací k objevení elektrického oblouku sirem Humphrey Davy. V roce 1801 když experimentoval v počátečním stadiu v nauce o elektřině, Davy objevil, že elektrický oblouk může být vytvořen vysokým napětím v elektrickém obvodu přiblížením dvou pólů blízko jeden druhému. Tento oblouk, který dává jasné světlo a značné teplo, může být libovolně udržovaný a jeho délka a intenzita může být měněna v určitém omezení podle napětí a podle typu použitého zdroje. Davy demonstroval oblouk v Královském institutu v Anglii v roce 1808, kde jeho objev vzbudil velký zájem. Přesto objev zůstal po mnoho let pouhou hříčkou jako jev pro nepraktické použití. Ve skutečnosti Davy nepoužil termínu oblouk a užil jej až o 20 let později.

Po objevení elektrického oblouku, první známá osoba, která záměrně použila oblouk ke spojování kovů elektrickým svařování byl Angličan jménem Wilde. Začátkem roku 1860 roztavil dohromady malé kousky železa a v roce 1865 mu byl udělen patent na jeho postup-první patent ve vztahu k elektrickému svařování.

Přesto však zůstává elektrický oblouk až do roku 1881 pouze ve vědeckém zájmu, kdy byly představeny uhlíkové elektrické lampy. Krátce poté se objevily v Anglii elektrické pece. Jedna z prvních byla instalována v roce 1886 pro výrobu hliníkových slitin. Tato dílčí aplikace elektrického oblouku byla důležitým krokem pro časný rozvoj hliníku v průmyslu.

První zavádění svařovacích metod do výroby

Pravděpodobně první pokus k využití intenzivního tepla elektrického oblouku pro svařování uhlíkovou elektrodou byl proveden v roce 1881 když Auguste de Meritens použil uhlíkovou elektrodu připojenou k deskám akumulátorových baterií. Při tomto pokusu de Meritens připojil pracovní kus k plus pólu zdroje proudu a uhlíkovou tyčku připojil k minus pólu takovým způsobem, že vzdálenost mezi uhlíkovou elektrodou a plechem mohla být kontrolována. Část vyvinutého tepla se ztratila v okolní atmosféře, ale přesto dostatečné množství tepla se dostalo k plechu, roztavilo jej a spojilo části. Jiná časné snaha, obdobná svařování elektrickým obloukem uhlíkovou elektrodou, byla využita v obloukových lampách. Teplo elektrického oblouku bylo odchýleno proti svařovanému kusu působením magnetickéhých polí nebo paprskem stlačeného vzduchu.

Další dva vědci, N.Benardos a S.Olszewski se zajímali o Meritensův proces a experimentovali s ním. V roce 1885 byl vydán britský patent pro metodu svařování uhlíkovou elektrodou. Benardos nechal patentovat proces také ve své rodné zemi, v Rusku. Ve své přihlášce popisuje proces, při kterém je pracovní kus připojen k minus pólu a uhlíková elektroda je připojena na plus pól okruhu stejnosměrného proudu. Uhlíková tyčinka nebyla fixována jako u Meritensovi metody, ale byla připevněna v izolovaném držadle tak, aby mohla být ručně ovládána. Tento proces byl patentován v roce 1887. A tak je Benardosovi, jako prvnímu, udělen patent na svařování elektrickým obloukem.

Benardosova metoda svařování uhlíkovou elektrodou elektrickým obloukem byla do výroby zavedena v Anglii v omezeném měřítku brzy po jejím objevení. V roce 1887 dílny používaly metodu k výrobě nádrží, sudů a železného zahradního příslušenství. V roce 1890 jiná anglická dílna svařovala potrubí z kujného železa až do průměru 300 mm. Ve Spojených státech firma Baldwin Locomotive Works založila v roce 1892 dílnu, kde bylo svařování uhlíkovou elektrodou v širším měřítku použito pro údržbu lokomotiv. Obecně však přijetí svařování uhlíkovou elektrodou probíhalo pomalu, protože používané postupy v této době vnášeli do svarového kovu částice uhlíku. Tyto částice způsobovaly, že svarový spoj byl tvrdý a křehký.

V prvých dnech obloukového svařování byly zdrojem proudu bloky akumulátorů. Napětí mohlo být řízeno pomocí počtu článků akumulátorů zapojených do série. Svařovací proud mohl být určen počtem článků akumulátorů zapojených paralelně a řízen pomocí sériových odporů. Akumulátory byly dobíjeny dynamem nebo generátory poháněné dílenským parním strojem nebo vodním kolem.

Dva roky po Benardosovu patentu byl udělen další, Rusovi N.G.Slavjanovovi, oznamující, že uhlíková elektroda byla nahrazena kovovým drátem. Po zapálení elektrického oblouku kovová elektroda se postupně odtavovala a roztavený kov byl přidáván do svaru. Ve stejném roce – 1889, netuše Slavjanovovu práci, byl Charlesi Coffinovi udělen U.S.patent na podobnou obloukovou svařovací metodu. Metoda svařování elektrickým obloukem souběžně vyvinutá Coffinem a Slavjanovem představuje obrovský krok vpřed pro svařování kovovou elektrodou, ale též fakt, že je dodáván přídavný kov nezbytný pro svarový spoj. Při svařování uhlíkovou elektrodou byl svarový kov navíc dodán podélně ve směru svaru, nebo svářeč držel drát v ruce. Přes výhody této technologie komerční využití svařování kovovou elektrodou v následujících letech probíhalo pomalu, protože vyhovující kovové elektrody nebyly dostupné.

Komerční obloukové svařování přichází do Ameriky

Dvě německá svařovací zařízení, která pracovala metodou svařování obloukem kovovou elektrodou v Evropě, přišla do Spojených států v roce 1907. Byla vyrobena firmou Siemund-Wienzell Electric Welding Company a patentována pro svařování obloukem kovovou elektrodou. Za krátký čas potom, jiný německý koncern Enderlein Electric Welding Company též začal provozní činnost ve Spojených státech. Potom nastaly menší pokusy o intriky. Bylo oznámeno, že Enderlein nabídl se postarat o platnost Siemund-Wienzell patentu ale zneužil jej, když Siemund-Wienzell podal žalobu potom Enderlein předstoupili se slabou obhajobou. Stav byl takový, že se dvě společnosti podílely na patentových právech. Siemund-Wienzell návrh odmítl. Když Enderlein začal metodu používat, firma Enderlein byla okamžitě a obžalována.

Držitelé patentu byly kompletně zmateni když Enderlein předložil kopii „The Mechanic Handbook“ vydanou v Anglii v roce 1888. Tato příručka obsahovala dřevoryt, neomylně ukazující dílnu používající obloukové svařování obalenou elektrodou a tato publikace byla vydána před tím, než byl jakýkoli patent vydán. Toto odhalení vzalo v pochybnost platnost jakýchkoli patentů na procesy obloukového svařování a tak otevřelo pole obloukovému svařování kovovou elektrodou ve Spojených státech.

V roce 1917 byly ve Spojených státech čtyři dobře zavedené výrobny pro zařízení na svařování elektrickým obloukem. Jedna z nich byla Lincoln Electric Company, která je nyní největším světovým výrobcem zařízení pro svařování elektrickým obloukem. Lincoln začal experimentovat se svařováním v roce 1902 a představil první svařovací zařízení v roce 1912.

Elektrody, klíč k pokroku

Po prvních pracech při svařování elektrickým obloukem kovovou elektrodou bylo zřejmé, že limitujícím faktorem jsou elektrody.

První elektrody byly holé dráty z norského nebo švédského „železa“, které dávaly křehké a špatné svary. Elektrický oblouk často přehříval svarový kov a vytavený svarový kov z elektrody byl po reakci působení vzduchu křehký. Při pokusech překonat tyto těžkosti, výzkumníci vyvinuli velké množství elektrod, které byly slabě obaleny různými organickými a minerálními materiály. Oscar Kjelberg ze Švédska obdržel v roce 1907 patent, který jej uznává jako průkopníka ve vývoji obalených elektrod.

Obaly elektrod byly vyvíjeny v průběhu času, avšak větší měrou stabilizovaly elektrický oblouk než chránily nebo čistily svarový kov. To bylo až do roku 1912, kdy Strohmenger obdržel U.S.patent pro silně obalené elektrody a tak měl průmysl elektrody schopné dávat svarový kov s velmi dobrými mechanickými vlastnostmi. Přesto začátky zavádění obalených elektrod byly pomalé z důvodů jejich vyšší ceny. Proces obalování elektrod vyžadoval nákladné výrobní operace, zahrnující azbestové obaly, tenké hliníkové dráty a jiné materiály.

Impuls vpřed-první světová válka

První hlavní nárůst svařování nastal v průběhu první světové války. Náhlá potřeba nárůstu počtu velkých transportních lodí byl přispívající činitel. V prudkém začátku války byly lodě stavěny relativně pomalým procesem nýtování. Vládní představitelé si uvědomili, že by bylo potřeba rychlejší výrobní metody. A Emergency Fleet Corporation byla ustanovena najít zlepšené metody stavby lodí. Profesor Comfort Adams z Harvardu byl požádán aby ustanovil komisi pro prozkoumání tohoto problému a v červenci 1917 byla první porada této komise.

Mnoho členů této komise mělo názor, že klíč pro zvýšení produkce bude v odporovém svařování a to v procesu, který byl vynalezen v roce 1886 profesorem Elihu Thomsonem, který byl i členem této komise. Ke shromáždění základních informací komise navštívila Anglii kde stavitelé lodí využívali svařování poněkud v širším měřítku. Tady komise zjistila, že to bylo svařování elektrickým obloukem a ne elektrickým odporem, které Britové využívali. Anglie byla pod tlakem nedostatku plynu a omezena ve svařování plamenem a využívala obojího svařování elektrickým obloukem, holými dráty a obalenými kovovými elektrodami pro k výrobu bomb, min a torpéd. Britové šli tak daleko, že v té době už vyráběli celosvařované trupy námořních lodí.

Americká komise se vrátila jako zastánce obloukových metod svařování. Různí zastánci svařování plamenem a odporového svařování nenašli přízeň a následné debaty se týkaly vzájemné podstaty věci uhlíkových, kovových elektrod a obalených elektrod a stejnosměrného a střídavého proudu.

Průběh diskusí a dramatický incident ozřejmily možnosti obloukového svařování. Při vypuknutí války německá loď, která byla zadržena v přístavu v New Yorku a její posádka potopila a zničila loď tak, že loď nemohla být použita ve spojeneckém válečném úsilí. Poškození bylo tak rozsáhlé, že revoluční opravný proces byl nezbytně nutný aby loď byla dána zpět do provozu bez dlouhého prodlení. Vojenské námořnictvo povolalo svářečské experty od železničních společností a tito doporučili provést opravu obloukovým svařováním. Většina poškozených dílů byla následně opravena svařováním a loď se rychle vrátila do provozu. Dosud neobjevené možnosti svařování obloukem byly jasně prokázány.

V Evropě ve stejném čase byly dány do provozu celosvařované čluny plující přes Lamanžský průliv. Britové též vypustili v roce 1920 celosvařovanou loď „Fuglar“. Svařování elektrickým obloukem se stalo akceptovatelnou metodou pro výrobu lodí.

První aplikace svařování elektrickým obloukem v letectví nastala též v průběhu první světové války. Anthony Fokker holandský letecký výrobce, použil metodu pro výrobu trupů letadel pro některé německé bojové plány.

Období pomalého růstu

V letech krátce po první světové válce se znatelně nezvýšily aplikace obloukového svařování. V roce 1919 byl udělen patent na celulózové elektrody, které nenechávají strusku pokrývající spoj, ale přesto dávají houževnatý a tažný svar. Tyto svařovací elektrody byly použity v roce 1925 pro velké tlakové nádoby pro ropné rafinerie. Tříobloukový celosvařovaný most, 152 m (500 ft), byl postaven v roce 1923 v Torontu v Kanadě. V této době výrobci začali používat stále více svařování elektrickým obloukem pro výstavbu skladovacích nádrží na naftu, benzin a ropné destiláty. První aplikace velkých rozměrů byly konstrukce nádrží pro miliony galonů, které byly 38,7 m (127 ft) vysoké.

V roce 1928 byla vybudována rámová konstrukce pro Upper Carnegie Building v Cleavlendu v Ohaiu, kde bylo použito obloukové svařování společným úsilím společností Austin a Lincoln Electric Company. Konstrukce této budovy přinesla několik důležitých pokrokových prvků v technice konstrukcí. Nebylo použito spojení úhelníků nebo plechů jak bylo obecně požadováno při montáži nýtovaných konstrukcí. Protože byly použity svařované příhradové stropní nosníky, mohla být trubková vedení ukryta mezi podlažími. Budova byla 18,3 x 36,3 m (60ft x 119ft) a čtyři podlaží vysoká. Bylo použito 115 tun oceli, což bylo o 15% méně než bylo požadováno pro nýtovanou konstrukci. Faktor, který přispěl k této úspoře bylo použití průběžných trámů, které dovolily lehčí trámy a sloupy bez ztráty pevnosti a tuhosti.

Ve dvacátých letech výrobci rovněž využili svařování elektrickým obloukem při výrobě konstrukcí z ocelových plechů jako větráků u vzduchových potrubí, krytů motorů a základního strojního nářadí. Započal předvídatelný potenciál obloukového svařování v průmyslu pro záměnu litinových dílů za svařované sestavy.

V roce 1927 vývoj protlačovacích procesů a jeho využití pro protahování kovového jádra snížilo cenu obalených elektrod. Toto snížení ceny elektrod se ukázalo být jedním z nejvýznamnějších kroků vpřed při rozvoji obloukového svařování. Protahovací proces dovolil různá složení obalených elektrod, tak aby dávaly požadované operativní charakteristiky a splňovaly specifické aplikační požadavky. Obal elektrod a ochrana elektrického oblouku, desoxidace, ochranné plyny a struska se staly realitou.

Roky rychlého pokroku

Aplikace svařování elektrickým obloukem rychle rostla po roce 1929 a prudkým začátkem druhé světové války. Tato metoda se stala dominantní svařovací metodou. Před rokem 1929 bylo svařování nejvíce využito při výstavbě vodovodního potrubí o průměru 5 stop (1525 mm) v délce 90 mil (cca 145 km) dodávající vodu do měst východně od zálivu v San Francicu. Bylo odhadnuto, že kdyby bylo použito nýtování, uniklo by netěsnostmi takové množství vody, že by stačilo k zásobování města o 10 000 obyvatelích. Při svařovaném potrubí byly úniky vody minimální.

Ve třicátých letech se svařování stává stále více důležitějším při stavbě lodí. Americké vojenské námořnictvo, které výrazně přispělo na výzkum svařování se po jednávání v Londýně v roce 1930 z praktických důvodů zaměřilo na svařování elektrickým obloukem. Toto jednání stanovilo limity pro hrubé tonáže (lodní prostory) hlavních vojenských námořnictev ve světě a tím vojenská námořnictva často shledala výhody jak svařováním minimalizovat hmotnost a tím maximalizovat palebnou sílu danou omezením tonáže. Ze stejného důvodu Němci použili obloukové svařování na jejich obrněných bitevních lodích. Tři z nich byly vypuštěny v letech 1931 až 1934. Pancéřové plechy byly obtížně svařitelné a tak Němci vyvinuli metodu pro jejich úspěšné svařování.

V roce 1930 byla první celosvařovaná obchodní loď postavena v Charlestonu ve státě Jižní Karolina. Tato loď byla předchůdcem tisíců celosvařovaných lodí, které byly vyrobeny během druhé světové války. Rovněž ve třicátých letech se americká armáda zajímala o svařování a důležitým nařízením pro vyzbrojování byly přepracovány předpisy pro svařování ve zbrojní výrobě.

Kolem roku 1935 byly k dispozici zlepšené svařovací zdroje střídavého proudu. Tyto svářečky nabízely jisté výhody, ale elektrický oblouk střídavého proudu se ukázal být obtížněji ovladatelným. K překonání těchto obtíží, výrobci elektrod vyvinuli obaly elektrod, které snadno ionizovaly a tím stabilizovaly oblouk. Též v průběhu této dekády se využívaly ve výrobě nerez oceli. Tyto materiály se relativně obtížně svařovaly, protože vodík, který byl obsažen v obalech elektrod často zapříčinil pórovitost ve svarech. K překonání těchto obtíží byly vyvinuty nízkovodíkové elektrody. Dále začátkem čtyřicátých let bylo objeveno, že nízkovodíkové elektrody též poskytují vyhovující svary při svařování pancéřových plechů. Obaly nerezových elektrod byly též aplikovány na nízkolegované ocelové elektrody a to vedlo k následnému zlepšení kvality svarových spojů pancéřových plechů.

V průběhu třicátých let bylo provedeno množství pokusů dosáhnout určitého stupně mechanizace svařování elektrickým obloukem a jeho ochrany. První pokusy s automatickým svařováním byly provedeny s průběžně podávaným holým drátem bez ochrany, ale někdy se však na svařenci objevila slabá vrstva strusky. Ochrana pro automatické svařování obloukem uhlíkovou elektrodou byla poskytnuta přepouštěním tavidla impregnovaným papírem vedeným blízko oblouku a pohybujícím se podél svaru. V roce 1932 byla dále inovace zavedena. Silná vrstva tavidla byla umístěna na spoj před uhlíkovou elektrodu. Teplo elektrického oblouku roztavilo tavidlo na strusku, která poskytla ochranu. Vývoj byl úspěšně vyzkoušen a tlakové vodovodní potrubí pro TVA projekt vodovodu pro Los Angeles Water Authority bylo svařováno touto metodou.

Použití zrnitého tavidla s průběžně podávaným holým ocelovým drátem, jako elektrodou, vedlo v roce 1935 k vývoji svařování pod tavidlem, které nalezlo první hlavní využití při výrobě potrubí a stavbě lodí. 521 stop (cca 159 m) dlouhý tanker byl vyroben touto metodou v roce 1936. V roce 1940 bylo svařování pod tavidlem přijato velmi dobře, ale bylo prakticky původně odzkoušeno na ocelovém plechu tloušťky nad ¼ palce (6,35 mm). Kolem roku 1942 metoda byla zlepšena a přizpůsobena směrem pro tloušťky dolů na 3/32 palce (cca 2,4 mm) a tak se metoda stala přijatelnou pro využití v automobilovém průmyslu a též všeobecně pro kovovýrobu.

Ruční poloautomatická pistole byla vyvinuta pro poloautomatické svařování pod tavidlem v roce 1946. Napětí a proud byla řízeny automaticky, tak aby kvalita svaru byla stejnoměrná a homogenní a výsledek se neměnil se zručností operátora. Vícenásobný oblouk byl původně zaveden v roce 1948 pro výrobu trub s tloušťkou stěny od ¼ do ½ palce (6,35 až 12,7 mm) a průměru od 18 do 36 palců (458 až 914 mm). Následné zlepšení metody svařování automatem pod tavidlem bylo hlavně v oblastech zlepšení tavidel a důmyslného a výkonného svařovacího zařízení a regulace procesu.

Jediný problém, který čekal na definitivní vyřešení, bylo spojování reaktivních kovů hliníku a hořčíku. Žádná z obou metod, svařování pod tavidlem a také ne svařování obalenými elektrodami neposkytovaly dostatečnou clonu adekvátně ochránit tyto kovy před atmosférickou kontaminací. V začátku třicátých let k odstranění těchto obtíží začali inženýři svařování používat stlačený inertní plyn v lahvích jako ochranný prostředek. V pozdější dekádě byl postup s ochranným plynem urychlen použitím stejnosměrného proudu vycházející z odezvy leteckého průmyslu na potřebu svařovat hořčík.

První metoda svařování pod ochranou plynu používala wolframovou elektrodu a jako ochranný plyn helium a byla známa jako tungsten arc nebo tungsten inert-gas (TIG) proces. Původně byl použit stejnosměrný proud a plus pól na byl elektrodě. Bylo zjištěno, že wolframová elektroda má tendenci k přehřívání a přenosu částic wolframu do svaru, pokud nebude použito nízkého proudu. Výzkum potom objevil, že přehřátí je možné se vyvarovat použitím záporného pólu na elektrodě. Tyto změny se ukázaly být prospěšné pro svařování nerez ocelí, ale ještě ne vhodné pro svařování hliníku a hořčíku. Další vývoj ke stabilizování oblouku směřoval k využití střídavého proudu vysoké frekvence, vysokého napětí a proudu superponovaného nad základní svařovací proud. Toto se ukázalo být řešením problému pro provádění velmi dobrých svarových spojů hliníku a hořčíku. V roce 1953 metoda svařování wolframovou elektrodou byla modifikována řízením oblouku přes trysku a výslednou metodou se stala jako plasma-arc proces.

Pokračování poválečného vývoje

Metoda svařování obloukového wolframovou elektrodou se ukázala být neúspěšnou pro svařování velkých průřezů vysoce vodivých materiálů, protože svařence měly tendenci odvádět značné množství tepla. K překonání těchto potíží byly netavící se wolframové elektrody nahrazeny tavícími se kovovými elektrodami. Výsledný proces publikovaný v roce 1948 se stal známým jako gas metal-arc welding, metal-inert-gas nebo MIG welding. Tato metoda se ukázala být úspěšnou pro svařování hliníku a byla následně adaptována pro svařování pro jiné neželezné materiály, pro nerez oceli a též pro běžné konstrukční oceli. V tomto čase studie ukázaly, že stabilnější oblouk může být získán užitím směsi plynů místo čistého helia nebo argonu.

Důležitý vývoj v ručním svařování obalenými elektrodami bylo v této oblasti zejména použití železného prášku v obalu elektrod. Přínosem železného prášku v obalu elektrod byl zvýšený výkon odtavení a tím vyšší rychlost svařování. Dalším výhodou bylo, že svářeč mohl elektrodu táhnout podélně ve směru svarového spoje, bez jejího namáhavého držení a dodržování požadované vzdálenosti od svařence. Tím byla požadována menší řemeslná zručnost a správná technika svařování byla snadnější pro zacvičení začátečníků. Nevýhodou použití železného prášku v obalu elektrod byla jeho vysoká výrobní cena. Přesto však v roce 1953 pokroky ve výrobní technologii a konstrukci elektrod vyústily do snížení ceny, kterou obchodně umožnila akceptovatelná cena železného prášku pro elektrody. Použití železného prášku se stalo obecně rozšířené.

Když metody GMA a GTA začátkem padesátých let byly schváleny pro výrobu, uživatelé zjistili, že ceny ochranných plynů na bázi argonu a helia jsou příliš vysoké. Pro nižší ceny materiálů pro uvedené metody, byl jeden z prvních výzkumů zaměřen na obloukové svařování využívající kysličník uhličitý jako ochranný plyn. John C.Lincoln, zakladatel Lincoln Electric Company požádal již v roce 1918 o udělení patentu na tuto myšlenku. Propracování obojího, metod a zařízení, pro svařování ocelí při použití kysličníku uhličitého jako ochranného plynu mělo za výsledek nízkou cenu procesu. Toto bylo okamžitě přijato v automobilních dílnách a ostatních kovozpracujících podnicích, kde kvalita svarů nebyla až tak příliš rozhodující.

Jedním z nejvýznamnějších vývojových trendů tohoto období byla metoda Innershield, předvedená Lincoln Electric v roce 1958 pro svařování oceli. Před tímto vývojem, proces s vlastní ochranou byl odvozen rozkladem chemického složení ochranných plynů od obalených elektrod. Jednou z možností při úvaze o mechanizaci s obalenými elektrodami, kdyby se prováděla, bylo podávání do elektrického oblouku z průběžné cívky. Obaly takovýchto elektrod když byly navinuty na cívku však měly sklon k praskání a nebyla zde též praktická cesta vést elektrický proud do obalu nyvinuté elektrody. Proto nebylo možné použít navinuté obalené elektrody s vlastní ochrannou jako automatický nebo poloautomatický proces.

Metoda Innershield, též uváděná jako obloukové svařování s vlastní ochranou (self-shielded, flux- cored), vyřešila problém včleněním tavidla a ochranných materiálů dovnitř trubičkového přídavného kovového drátu. Výsledkem byla trubičková elektroda s vlastní ochranou, která mohla být navinuta na cívku a využita pro vysokorychlostní automatické a poloautomatické zařízení. Některé z procesů s ochranou kysličníku uhličitého začaly využívat v této době plněné trubičkové elektrody. Koncepce trubičkové elektrody obsahující procesní přísady byla použita již před rokem 1958, ale byla omezena na aplikace navařování.

V roce 1961 Lincoln Electric představil Innershield plněnou elektrodu dávající mimořádně vysoký výkon odtavení. Tato plněná trubičková elektroda je uváděna jako „fast-fill“ (s vysokým výkonem odtavení) elektroda a je široce používána pro poloautomatické svařování. Protože tepelný příkon s touto elektrodou je značně nižší než u starého typu, držáky elektrod s automatickým podáváním nebo pistole vyvinuté pro toto použití nevyžadují vodní chlazení a jsou proto lehčí a snadno ovladatelné. Plněné trubičkové elektrody dávají svary, které mají velmi dobrou odolnost proti praskavosti a operativní charakteristiky, které snížily požadované nároky na přípravu před svařováním.

Když byla poprvé představena plněná trubičková elektroda „fast-fill“, bylo její použití limitováno pro jednovrstvé svary v polohách vodorovné shora a horizontální. V roce 1962 byla tato elektroda již použitelná pro vícevrstvé svařování. Tlusté plechy mohly být proto svařovány při velkém výkonu odtavení. V roce 1967 byla tato elektroda zavedena pro svařování ve všech polohách svařování a bylo tak umožněna široká aplikace této metody. American Weldig Society (AWS) vydala specifikaci pro svařování plněnou trubičkovou elektrodou. Tato specifikace je pro obojí, jak pro plněnou elektrodu s vlastní ochranou, tak pro plněnou elektrodu vyžadující ochranný plyn.

Když metoda v šedesátých letech dosáhla ve vývoji vysoké úrovně, důležitost výzkumu se poněkud posunula. Aby byly provedeny spolehlivé svary to bylo nezpochybnitelné, ale byly zde některé potíže s určením zda určené svary provedené v závodě nebo v na montáži splňují metalurgické standardy pro dílčí aplikace. Důležitá pozornost byla proto zaměřena na nedestruktivní zkoušky-zejména na ultrazvukové, radiografické, magnetické a penetrační.

Výzkumníci rovněž rozšířili svůj program na vývoj zvláštních metod, jako svařování laserem a elektronovým paprskem, které využívají elektrickou energii, ale nevyužívají elektrického oblouku. Přestože novějšími metodami lze zhotovit svary, které nebylo možné dřívějšími metodami provádět, jejich používání se striktně omezuje na poměrně menší a specializované aplikace.

Obloukové svařování pokračuje a má stále primární význam při spojování kovů. Záření, dým a rozstřik, které vyšly z evropských laboratoří vytvořily jeden z nejdůležitějších procesů moderního průmyslu.

Literatura: The procedure Handbook Of Arc Welding, Lincoln Electric Co., 1995


 Související

Související články
Historie svařování v českých zemích. - Téma: Svařování na montážích a ve stavebnictví. Svařování betonářských ocelí – historie (2.12.2009)
Historie svařování v českých zemích. - Téma: Přínos některých výrobních závodů k rozvoji svařování.Svařování pro energetiku podniku Modřanské stroiírny. (13.5.2009)
Historie svařování v českých zemích. - Úvod do historie svařování.Příspěvek č. 2: POČÁTKY SPOJOVÁNÍ KOVŮ. (17.3.2008)
Historie svařování v českých zemích. - Téma: Úvod do historie svařování. Příspěvek č. 1: VÝROBA A ZPRACOVÁNÍ KOVŮ. (11.3.2008)
Historie svařování - slovo úvodem (19.12.2007)
Počátky svařování ve Škodových závodech (1.12.2005)

Diskuze ke článku
V diskuzi není žádný příspěvek
Přihlášení/odhlášení odběru příspěvků e-mailem:
váš e-mail:

CWS ANB, Velflíkova 4, 160 75, Praha 6 - Dejvice
Tel.: 224 310 394, Fax. 224 310 406
© Copyright CWS-ANB 2006-2019, všechna práva vyhrazena.