Povijest zavarivanja

Kovačko zavarivanje je najstarija vrsta zavarivanja metala.

Termitno zavarivanje tračnice. U ljevačkom loncu stvorena talina željeza spušta se na dno lonca, dok lakši dio (aluminijev oksid Al₂O₃) izlazi na površinu kao tekuća troska. Za pokretanje kemijske reakcije potrebno je samo tridesetak sekundi, u ovisnosti od količine pripremljenog materijala, a reakcija je kada jednom započne samoodrživa.

Ručno elektrolučno zavarivanje obloženom elektrodom je najčešći oblik elektrolučnog zavarivanja.

Povijest zavarivanja ili točnije rečeno povijest spajanja metala je započelo prije nekoliko tisuća godina, u brončano doba i u željezno doba, na prostorima današnje Europe i Bliskog istoka. Razvilo se kao sastavni dio vještina kovača, zlatara i ljevača pri izradi oruđa za rad, oružja, posuda, nakita i građevina.

U srednjem vijeku se razvilo kovačko zavarivanje, gdje su se dva dijela koja su se spajala, na kovačkoj vatri, doveli do bijelog usijanja i ako je bilo potrebno, posipali bi se određenim prahom ili pijeskom za “čišćenje”. Čekićanjem spoja istiskivali bi 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 spoja. Najbolji mačevi iz čelika u srednjem vijeku bili su rađeni iz niskougljičnog čelika (do 0,4% ugljika), a na njihove rubove su kovački zavarivane (udarcima čekića u toplom stanju) trake od visokougljičnog čelika (od 1,0 do 2,1% C), koje su uz određenu toplinsku obradu davale tvrde i oštre bridove. Mačevi, vrhovi strijela i koplja, noževi i drugo, kod kojih su primjenjivali kovačko zavarivanje, bili su poznati u Grčkoj, Franačkoj državi, Kini, Japanu, Indoneziji, te u Siriji. Poznata je bila tehnika spajanja traka iz različitih vrsta željeznih materijala kovanjem kao “damasciranje” (od Damask, Sirija), a u cilju postizanja posebnih dobrih svojstava za mačeve i puške.

1802. ruski znanstvenik Vasilij Petrov istražuje električni luk za opću namjenu i predlaže primjenu za zavarivanje. 1882. ruski znanstvenik Nikolaj Benardos prvi koristi električni luk između ugljene elektrode i metala, uz dodavanje žice u metalnu kupku. 1888. ruski znanstvenik Nikolaj Slavjanov je predložio postupak elektrolučnog zavarivanja metalnom elektrodom. 1895. počinje se koristiti aluminotermijsko zavarivanje tračnica i za popravak odljevaka. U isto vrijeme prvi puta se zavaruje plinskim plamenikom, koji je koristio kisik i vodik. Kasnije se razvija plinsko zavarivanje kisik-acetilenskim (O₂ + C₂H₂) plamenom.

Vrlo značajnu ulogu u razvoju zavarivanja su imala braća Siemens (1866.) s razvojem generatora istosmjerne struje. 1879. mlađi brat Carl Wilhelm Siemens (1823. - 1883.) među prvima koristi električni luk za taljenje metala. 1881. francuski izumitelj Auguste de Méritens ostvario taljenje olova i uspio spojiti nekoliko dijelova zajedno pomoću električnog luka. Charles L. Coffin iz Detroita je zaslužan za početke elektrolučnog zavarivanja u SAD.

1907. švedski znanstvenik Oscar Kjellberg prvi patentira i primjenjuje obloženu elektrodu. 1910. u Puli tiskan udžbenik za brodogradnju, autora F. Pitzingera, u kojemu se već navodi zavarivanje električnim lukom. Obložena elektroda se proizvodila uranjanjem gole žice u otopinu minerala, a od 1936. obloga se nanosi isprešavanjem ili ekstrudiranjem. Od 1925. počinje zavarivanje u zaštitnoj atmosferi vodika, a kasnije se prešlo na argon i helij. Od 1930. primjenjuje se automatsko zavarivanje pod praškom u brodogradnji SAD-a.

Pred, a posebno poslije Drugog svjetskog rata, počinje razvoj i primjena zavarivanja u zaštitnom plinu - zavarivanje TIG postupkom. Zavarivanje MIG postupkom se počinje primjenjivati 1948., a od 1953. u Sovjetskom Savezu se prvi puta primjenjuje zavarivanje MAG postupkom s CO₂ zaštitnim aktivnim plinom. Hladno zavarivanje pod pritiskom se primjenjuje od 1948.

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

Prvo zavarivanje i toplinsko rezanje u svemiru izveli su 1969. u sovjetskom svemirskom brodu Sojuz 6. 1932. u Rusiji, Konstantin Khrenov je prvi uspješno primjenio podvodno elektrolučno zavarivanje.