POVIJEST ZAVARIVANJA

Većina postupaka zavarivanja otkriven je u ovom vijeku. Samo neki postupci kao što su zavarivanje (spajanje) kovanjem, zavarivanje lijevanjem i lemljenje bili su poznati već u starom vijeku. Zavarivanje metala je vezano za njegovo dobivanje.

Prvo korištenje samorodnog bakra započelo je prije 10000 godina, ali korištenje metala nije bilo šire moguće dok čovjek nije naučio izdvajati metale iz ruda taljenjem.

Prije 7000 godina, oko 5000 godina prije Krista (p.K.) u Perziji i Afganistanu je započelo izdvajanje metala bakra iz ruda - kamena, taljenjem u vatri.

Oko 3800 g. p. K. otkrivena je na srednjem istoku bronca, a kasnije je prenesena vještina njena dobivanja u Kinu, čime je potpomognut procvat kineske civilizacije, posebno za dinastije Čang oko 1500 g.p.K. Bronca je mnogo tvrđa od bakra, pa je bila i korisnija za upotrebu. Talište bakra i bronce je znatno niže od tališta željeza, što olakšava njihovo dobivanje.

Zavarivanje se razvijalo kao sastavni dio vještina kovača, zlatara i ljevača pri izradi oruđa za rad, oružja, posuda, nakita i građevina (ograde, vrata, mostovi, okovi, rešetke na prozorima,...).

Ljevačko zavarivanje se razvilo usporedo s vještinom lijevanja. Krasne tankostijene lijevane vaze iz bronce imaju na sebi i "zavarenih" dijelova. Kasnijim lijevanjem su se spajali razni držači, oslonci i figure na već ranije odliveno osnovno tijelo vaze ili nekog drugog predmeta [ 1] .

Lemljenje je spajanje taljenjem legure s nižim talištem od materijala predmeta koji se spajaju. Kroz povijest se lemljenje kao tehnika spajanja primjenjivalo na nakitima i figurama.

Željezo se također prvo počelo koristiti samorodno. Izprva se našlo na površini zemlje od meteorita (meteorit je meteor koji stigne do zemlje), pa su ga Sumerani zvali "nebeski metal". Prvi tragovi izdvajanja željeza iz ruda datiraju oko 2500 g. p.K., a do šire primjene dolazi kasnije. Željezno doba odnosno željezni predmeti se počinju nalaziti oko 1500 g.p.K., a prvi zapisi (Herodot) o kovačkom zavarivanju željeza u staroj Grčkoj govore da je zavarivanje korišteno u VI st. p.K., za izradu postolja posuda. Dobivanje čelika počinje oko 1000 g.p.K. u Indiji.

Kovačko zavarivanje. Najbolji mačevi iz čelika u srednjem vijeku bili su rađeni iz niskougljičnog čelika, a na njihove rubove su kovački zavarivane (udarcima čekića u toplom stanju) oštrice (trake) od visokougljičnog čelika (1.0-2.1%C), koje su uz određenu toplinsku obradu davale tvrde, čvrste i oštre bridove. Mačevi, vrhovi strijela i koplja, bodeži i drugo oružje kod kojih su primjenjivali kovačko zavarivanje bili su poznati u Grčkoj, Franačkoj državi, Kini, Japanu, Indoneziji, te u Siriji. Poznata je tehnika spajanja traka iz različitih vrsta željeznih materijala kovanjem kao "damasciranje" (od Damask-Sirija) [ 2] , a u cilju postizanja posebnih dobrih svojstava za mačeve i puške. I za današnji stadij razvoja tehnike ova tehnologija izrade dijelova iz kompozitnih materijala kovačkim zavarivanjem je interesantna.

Kod kovačkog zavarivanja se krajevi dva dijela koje želimo zavariti - spojiti zagriju u kovačkoj vatri do bijelog usijanja i ako je potrebno pospu određenim prahom (pijeskom) za čišćenje". Čekićanjem spoja istiskuju se s dodirnih površina rastaljeni oksidi ili troska, te se sučeljavaju čiste metalne površine kada počinju djelovati međuatomske sile dvaju dijelova i dolazi do čvrstog zavarenog spoja.

Razvoj današnjih postupaka zavarivanja [ 3, 4, 5 i 6]

*1802. Petrov istražuje elektrčni luk za opću namjenu; još ne za zavarivanje.

*1856. Joule prvi primjenjuje sučeono elektrootporno zavarivanje žica.

*1882. N.N. Bernardos (Rusija) prvi koristi električni luk između ugljene elektrode i metala kao izvor energije za zavarivanje uz dodavanje žice u metalnu kupku. Kao izvor istosmjerne struje koristio je bateriju galvanskih članaka (akumulatora). Do tada se električni luk izmđu dvije ugljene elektrode koristio za osvjetljenje.

*1888. N.S. Slavjanov (Rusija) je predložio postupak elektrolučnog zavarivanja metalnom elektrodom. Električni luk je uspostavio između metalne elektrode i metalnih predmeta, koji su spajani.

*1894. Sottrand zavaruje prvi puta plinskim plamenom O2+H2. Kasnije se razvija plinsko zavarivanje kisik-acetilenskim (O2+C2H2) plamenom, koje se od 1916. uspješno i široko primjenjuje u industriji.

*1895. Počinje se koristiti aluminotermijsko zavarivanje za zavarivanje tračnica i za popravak odljevaka.

*1907. Oscar Kjelberg (Švedska) prvi patentira i primjenjuje obloženu elektrodu. Obložena se elekroda proizvodila uranjanjem gole žice u otopinu minerala, a od 1936. g. obloga se nanosi ekstrudiranjem. Bazične elektrode su se počele proizvoditi 1940. g.

*1925. Otkriće postupka zavarivanja u zaštitnoj atmosferi vodika "arcatom".

*1930. Počela je primjena automatskog zavarivanja pod praškom - EP u brodogradnji SAD.

*1936. Počela je primjena zavarivanja u zaštitnoj atmosferi He -TIG postupak .

Pred, a posebno poslije drugog svjetskog rata, počinje razvoj i primjena zavarivanja u zaštitnim plinovima TIG (arc-atom s vodikom, te argonarc s argonom ili helijem kao zaštitnim plinom). MIG zavarivanje se počinje primjenjivati 1948. kao Sigma postupak (Shielded Intert Gas Metal Arc), a 1953. u bivšem SSSR se prvi puta primjenjuje MAG postupak s CO2 zaštitnim aktivnim plinom. Hladno zavarivanje pod pritiskom se primjenjuje od 1948.g.

Iza 1950. godine se razvijaju mnogi novi postupci kao što su: zavarivanje pod troskom (1951.), trenjem (1956.), snopom elektrona (1957.), ultrazvukom (1960), laserom (1960.), plazmom u SAD (1961.) i drugi.

Prvo zavarivanje i toplinsko rezanje u svemiru izveli su 16. 10. 1969. u sovjetskom svemirskom brodu "Sojuz 6". Zavarivanje se izvodi i pod vodom (primjenjuju se različite tehnike).

Razvoj zavarivanja u Hrvatskoj

U Hrvatskoj se prije II. svjetskog rata primjenjivalo plinsko zavarivanje, ručno elektrolučno zavarivanje s golim, s jezgrom i dijelom obloženim elektrodama. U to vrijeme su se odgovorne konstrukcije izvodile uglavnom u zakovanoj izvedbi. To su bile posude pod tlakom, kotlovski bubnjevi, veliki cilindrični rezervoari, nosive čelične konstrukcije, mostovi, vagoni i drugi proizvodi. Bušači rupa za zakovice, zakivači i podbijači, koji su radili u velikoj buci od zakivanja i podbijanja bila su tada važna zanimanja, koja su danas isčezla zajedno sa zakovanim konstrukcijama.

Značajniji razvoj zavarivanja u Hrvatskoj postignut je uoči II. svjetskog rata kada je realizirano nekoliko većih objekata u zavarenoj izvedbi. Među njima je i veliki zavareni cestovni most preko rijeke Save, u produžetku Savske ceste u Zagrebu. To je jedan od prvih većih uspješno zavarenih mostova u svijetu. Izradilo ga je i montiralo poduzeće "?uro Đaković", Slavonski Brod. (tada "Prva jugoslavenska tvornica strojeva mostova i vagona"). Na tom mostu su se zavarivali limovi debljine do 95 mm, čvrstoće 440 MPa, uz predgrijavanje i kontrolu industrijskom radiografijom (Röntgen).

U periodu 1950 - 1960. brzo se napuštaju zakovane konstrukcije, a pored REL postupka postupno se uvode ostali postupci zavarivanja koji se i danas koriste (poluautomatski i automatski postupci).

Složenost rada u području zavarivanja i dalji razvoj. Zavarivanje je interdisciplinarna tehnologija. Za razumjevanje i korištenje ove tehnologije nužna su znanja sa područja:

Opseg zavarivanja samo na jednom objektu može biti velik. Na primjeru jednog broda tankera nosivosti 82 000 t izgrađenog u našem brodogradilištu zavaruje se 261.6 km kutnih spojeva i 11.6 km sučeonih spojeva. Na postrojenjima velikih termoelektrana ili na nuklearnim elektranama, rafinerijama nafte ima po 10000 do 100000 zavarenih spojeva cijevi pod tlakom. Dovoljno je da samo jedan zavar otkaže (lom, pukotina, poroznost, propuštanje...), pa da dođe do skupog zastoja ili u nepovoljnijem slučaju do katastrofalnog oštećenja s teškim posljedicama za ljude, imovinu i biološku okolinu. Primjer je lom primarnog cjevovoda nuklearne elektrane na mjestu zavarenog spoja. Budući da zavareni spoj može biti najslabije mjesto u konstrukciji, on je najvažniji za istraživanje. "Lanac je toliko jak koliko je jaka najslabija karika lanca".

Povratak na početnu stranicu - povratak na popis pitanja iz Tehnologije zavarivanja !!