123



Do sborníku přispěli:

Ing. Antonín Svítil, CSc.


Aktualizováno: 08/03/2008

Ing. Antonín Svítil, CSc.

Odporové svařování

Elektrickým odporovým teplem je možno svařovat kovy, které při ohřevu procházejí, třeba jen v malém teplotním rozsahu, plastickým, tvárným stavem. To znamená, že možností svařování je např. proti svařování obloukovému méně. Naopak však lze některými způsoby odporového svařování spojovat kovy, které se tavně nedají třeba vůbec svařovat. Vlastní proces svařování probíhá tak, že se spojované kovy ohřejí do plastického stavu a svaří, nebo se součásti v místě styku ohřejí až do roztavení a roztavený kov buď při stlačení ze spoje vystříkne, jako je tomu třeba u svařování na tupo odtavovacím způsobem, nebo zůstane ve svaru, např. při bodovém svařování. V každém případě však svařovací operace končí stisknutím svařovaných součástí tlakem.

Odporové svařování se dělí na dvě hlavní skupiny a to buď na tupo nebo přeplátováním a to bodově, švově a bradavkově. Rozsah materiálů vhodných pro odporové svařování je značně široký od ocelí až po barevné a lehké kovy.

Odporové svařování je technologií, která nachází uplatnění především v sériové a hromadné výrobě. Je proto přirozené, že bylo zaváděno především ve výrobě vozi-del, zejména automobilů a motocyklů, leteckém průmyslu, výrobě nástrojů (spojení nástrojové oceli na řeznou část s konstrukční ocelí na stopku nástroje), ve stavebnictví pro výrobu výztuží do betonu, výrobu řetězů, v elektrotechnické výrobě a i v jiných oborech.

Pro realizaci odporového svařování je nezbytné vhodné zařízení, kterým je odporová svářečka. Pro různé metody odporového svařování se vyrábějí různé typy odporových svářeček. Historický vývoj odporového svařování je možno doložit jednak popisem jeho uplatnění ve výrobě a jednak informací o postupném zavádění výroby odporových svářeček a jejich aplikací ve výrobě.

První odporové svářečky se začaly v ČSR vyrábět již v roce 1927, kdy vyrobila elektrotechnická továrna ČKD Vysočany pro automobilku Praga řadu mechanických bodových svářeček o příkonu 25 kVA.

V letech 1927 až 1930 byla tomuto oboru věnována větší pozornost a byly konstrukčně připraveny podklady pro výrobu svářeček bodových, švových, poloautonatických na tupo pro svařování drátů a ručních pro svařování na tupo ocelí větších průřezů. Mezní příkon těchto strojů byl 35 kVA.

V období 1930 až 1936 se již vyráběly pro české automobilky bodové svářečky automatické s pohonem motorickým s max. počtem 120 svarů za minutu. Tyto stroje byly dlouho v provozu a dokládají kvalitní práci naší elektrotechnické výroby.

Od roku 1936 byla věnována soustavná pozornost automatickým bodovým svářečkám i poloautomatům na tupo pro větší svařovací výkony podle tehdejších požadavků našeho průmyslu.

Rozvoj odporového svařování v závodech i pokrok ve výrobě odporových svářeček byl z počátku brzděn i nepochopením některých vedoucích činitelů, kteří neměli důvěru v kvalitu odporových svarů. Ale požadavky průmyslových závodů, které během doby zjistily, že odporové svařování urychluje výrobu a snižuje výrobní náklady, byly důvodem k tomu, že pro urychlení vývoje odporových svářeček u nás byla v roce 1938 uzavřena licenční smlouva ČKD s francouzskou firmou La Soudure électrique Languepin. Spolupráce s touto firmou umožnila technikům továrny ČKD Vysočany rychlejší rozvoj modernějších odporových svářeček. Přestože byla smlouva o spolupráci celkem výhodná, bylo by se dosáhlo asi stejných výsledků, kdyby se věnovaly přiměřené prostředky na vybudování vlastního vývojového oddělení pro odporové svařování a odporové svařovací stroje.

Iniciativou a technickým rozhledem několika jedinců, zejména Prof. Ing. Dr. Faltuse, někdejšího přednosty podnikového svařovacího referátu Škodových závodů v Plzni, byl umožněn rychlejší rozvoj uplatnění odporového svařování v našich velkých strojírenských závodech, které objednávaly odporové svářečky, které byly na základě licence vyrobeny v ČKD. Tyto stroje se svým provedením blížily tehdejším strojům zahraničním.

V letech 1938 až 1940 byla v ČKD vyrobena řada prototypů bodových svářeček s pneumatickým pohonem až do příkonu 275 kVA, s programovým řízením a styka-čovou automatikou, dále pneumatických švových svářeček s plynulou regulací svařovací rychlosti do příkonu 60 kVA, mechanických svářeček na tupo do příkonu 120 kVA a karosářských kleští pneumatických do příkonu 120 kVA. V roce 1941 byla vyrobena první bodová svářečka elektronicky řízená s rtuťovým usměrňovačem pro bodové svařování slitin lehkých kovů. Jako ostatní výrobky ČKD vyznačovaly se i odporové svářečky vysokou kvalitou a velmi dobrým dílenským zpracováním.

Za okupace se rozvoj odporových svářeček zpomalil, ale i přes velké obtíže a neporozumění byly již tehdy připravovány nové typy odporových svářeček a plánován další rozvoj odporového svařování. Za zmínku např. stojí, že se v této době uplatňovalo odporové svařování na tupo při výrobě obráběcích nástrojů kombinací uhlíkové oceli na dřík nástroje a legované oceli na řeznou část.

Po roce 1945 byla výroba odporových svářeček v rámci přestavby našeho průmyslu převedena do závodu ČKD Děčín, který však neměl příznivé podmínky pro další rozvod tohoto oboru. V rámci soustřeďování výroby a postupujícího znárodňování průmyslu byla výroba odporových svářeček neautomatických menších výkonů i automatických svářeček větších výkonů dosud vyráběných v ČKD Děčín převedena do ČKD Česká Lípa. Při tom byl výrobní program soustředěné výroby těchto strojů podroben t?povému výběru.

Pro plnění výrobních úkolů různých výrobních odvětví bylo nutno použít pokrokových výrobních postupů. Jedním z nich bylo odporové svařování, kterým lze při správném používání a přizpůsobení technologických postupů nejen snížit výrobní náklady a zvýšit jakost výrobků, ale i značně zvýšit produktivitu výroby. Nutnost zvyšování produktivity výroby přiměla mnoho závodů, aby si více všímaly odporového svařování a zaváděly je do výroby, popř. jeho používání dále rozšiřovaly. Z požadavků závodů vyplynuly nové vývojové a výrobní úkoly v oboru odporových svařovacích strojů a těsná spolupráce výrobních závodů s vývojovým střediskem pro odporové svářečky. Řešení některých výrobních úkolů si vyžádalo spolupráci střediska s jinými výzkum-nými a vývojovými ústavy a vysokými školami.

V první pětiletce byla vývojově vypracována a vyrobena řada automatických standardních odporových svářeček s příkonem až 300 kVA, které svým řešením umožňují automatizaci a mechanizaci v hromadné a sériové výrobě automobilů, letadel, vozidel, všeobecného strojírenství, stavebního a lehkého průmyslu.

V letech 1949 až 1953 byly vývojově konstrukčně vyřešeny, prototypově vyrobeny a vyzkoušeny:

Automatické bodové svářečky pneumatické do příkonu 300 kVA se svařovací silou do 3000 kg a svařovacím proudem do 30.000 A s typovým označením BP 30, BP 120, BP 200 a BP 300, které umožňovaly svařovat jednotlivými svary nebo automaticky řadou bodů s kadencí do 80 bodů za min.

Svařovací pneumatické lisy typu LP 60, LP 120, LP 200 a LP 300 s příkonem od 60 do 300 kVA s regulovatelnou svařovací silou do 3000 kg a svařovací proudy až do 100.000 A.

Automatické švové svářečky pneumatické typu SP 120 a BŠ 5 s příkonem 60 až 120 kVA. Typ BŠ 5 navržený u výrobce ještě před znárodněním byl rekonstruován, mechanické i elektrické nedostatky odstraněny, takže bylo možno švově svařovat ocelový plech tloušťky 2 x 1,5 mm i plech ze žáruvzdorné oceli 2 x 0,8 mm s použitím elektronického řízení. Automatická švová svářečka SP 120, vhodná pro těžký provoz, měla univerzální svařovací hlavu pro příčné i podélné svařování, plynulou regulaci svařovací rychlosti do 3 m/min, regulovatelnou svařovací sílu do 1200 kg a svařovací výkon 2 x 2,5 mm ocelový plech nízkouhlíkový, 2 x 1 mm ocelový plech žáruvzdorný. Řízení stroje je elektronické. Vyzkoušena byla i sovětská elektronika PIŠ 2-2 a tuzemská elektronika EROS-S 100.

Spoluprací střediska pro odporové svářečky s MEZ Vývoj Vilsnice a Křižík Děčín byly vyvinuty a vyrobeny prototypy elektronického řízení bodových a švových svářeček se silovým stupněm s usměrňovači a běžně vyráběné elektronické skříně typu EROS B 100 a EROS S 100 s ignitrony sovětské výroby.

Pro všechny dříve uvedené typy bodových a švových svářeček a lisů bylo k dispozici také elektronické řízením EROS, které umožňovalo odporové svařování slitinových ocelí, slitin lehkých i barevných kovů jakož i řešení obtížných technologických postupů při svařování materiálů citlivých na teplotu.

Ve svářečkách na tupo byla v první pětiletce vyvinuta a vyrobena řada typů menších a středních výkonů jako např. automat na tupo TAU 120 s elektrohydraulickým řízením s příkonem 120 kVA a svářecím výkonem do 4500 mm2 nízkouhlíkové oceli plného průřezu a otevřených délek. Pro svařování na tupo drátů ocelových, měděných a hliníkových byly vyvinuty a zavedeny do výroby typy TAK 1, TAK 2, TAK 3 a TAK 8. Jako poloautomat na tupo středního výkonu byla vyvinuta a vyráběna poloautomatic-ká svářečka na tupo TPAU 30 P s pneumatickým upínáním a automatickým pěchováním pružinou pneumaticky napínanou se svařovacím výkonem je do 750 mm2 nízkouhlíkové oceli plného průřezu a otevřených délek. Automat na tupo TAU 120 (prototyp byl vyroben v roce 1954) měl původní řešení sekundárního obvodu o minimální impedanci, chráněné čs. patentem. Výroba stroje kladla značné požadavky na zařízení i kvalitu pracovníků výroby a předpokládal přísné dodržování technologické kázně. Svým uspořádáním se podobal složitým obráběcím strojům.

Ve spolupráci a podle požadavků automobilového průmyslu bylo vývojově vyřešeno a vyrobeno speciální prototypové zařízení pro bodové svařování typu PK 60 pro při-pojení pneumatických svařovacích kleští, svařovací karotky nebo jednopólové pistole.

Značná pozornost byla také věnována technologickým otázkám odporového svařo-vání podle potřeb různých výrobních oborů a na odporových svářečkách tuzemské výroby byl vyřešeno mnoho výrobních úkolů a podklady byly předána do výroby. Týká se to zejména svařování součástí nejrůznějšího druhu na lisech, švové svařování žárupevných ocelí pro letecký průmysl, svařováno na tupo mědi a hliníku a svařování na tupo nástrojů z rychlořezné oceli.

V období po roce 1948 se politické a státní vedení začalo při koncipování rozvoje československého hospodářství stále intenzivněji odvolávat na nutnost využívání zkušeností Sovětského svazu jako univerzálního vzoru v budování ekonomiky. Tento trend se nutně uplatnil podobně jako v celém strojírenství i v oboru svařování. Jak jistě může řada pamětníků potvrdit, důraz byl kladen zejména na zvyšování produktivity práce a snižování nákladů na materiál i potřebnou energii. Bez ohledu na politické klima je ale zřejmé, že tyto zásady byly, jsou a budou uznávány a prosazovány v jakémkoliv politickém systému. Je přirozené, že politická situace má významný vliv na metody, jak těchto cílů dosahovat.

Není proto divu, že pod heslem "Sovětský svaz náš vzor" se i ve svařování začaly prosazovat metody přebírané ze "země, kde zítra znamená již včera". Není snad nutno zvlášť zdůrazňovat, že s přihlédnutím k historickému vývoji hospodářství a zejména průmyslu v českých zemích jak v habsburské monarchii, tak i po skončení 1. světové války, jsme měli všechny předpoklady i po roce 1945 pokračovat v úspěšném rozvoji celé společnosti a udržet si místo na předních místech jak evropského, tak i světového žebříčku.

Nebylo by proto asi správné považovat vývoj ve svařování po roce 1948 za optimální cestu, ale nelze jej ani považovat za jeho devastaci. Vzhledem k tomu, že mezi priority rozvoje ekonomiky byl považován průmysl a zejména strojírenství, mělo svařování jako technologie významně přispívající k dosahování úspor materiálu, energie i pracnosti významnou podporu. Protože jedním z hlavních cílů bylo posílení slovenské ekonomiky, která již v dobách před první světovou válkou v porovnání s českými zeměmi výrazně zaostávala, byl vedle podpory budování průmyslu na Slovensku založen v roce 1951 Výskumný ústav zváračský (VÚZ) se sídlem v Bratislavě jako rezortní ústav Ministerstva hutí a rudných dolů. Tento počin, vzhledem k určité řevnivosti mezi českými a slovenskými svářeči, nemohl zůstat dlouho bez odezvy a proto byl k 1.1.1954 zřízen Výzkumný ústav svařovacích strojů a technologie svařování (VÚSSTS) se sídlem v Praze jako rezortní ústav tehdejšího Ministerstva strojírenství pod vedením Ing. Jana Prudkého sloučením těchto pracovišť

1. Výzkum technologie svařování Výzkumného ústavu materiálu a technologie (VÚMT) - Ing. Jozífek
2. Vývoj odporových svařovacích strojů ČKD Česká Lípa - Ing. Honzík,
3. Školské svářečské středisko n. p. Vývoj Praha, pracoviště Žižkov - Ing. Plešinger,
4. Kovotechna, později MEZ - Vývoj Brno, pracoviště Chotěboř pro mechanizaci svařovací techniky - Ing. Padevět

V tomto ústavu byla soustředěna všechna střediska a pracoviště Ministerstva strojírenství, zabývající se výzkumem svařovacích strojů a zařízení a technologie svařování pro celý obor svařovací techniky, která byla rozptýlena v rámci různých podniků a ústavů. Tento krok, ať již máme na tehdejší tendenci zřizování nejrůznějších výzkumných a vývojových ústav jakékoliv názory, je možno s odstupem času považovat za krok správným směrem, protože tzv. výrobní závody byl motivovány hlavně na hmotné plnění výrobních úkolů a řada tehdejších "dělnických" ředitelů často neměla pro technické inovace pochopení. Vzpomeňme si jenom na to, že bezprostředně po roce 1948 nebyla ani technická inteligence preferovanou skupinou společnosti.

VÚSSTS se zabýval řešením výzkumných a vývojových úkolů ručního i automatického obloukového svařování a svařování v ochranných atmosférách, svařování plamenem a řezání kyslíkem svářečského vybavení, organizací svářečských pracovišť, školením svářečů a také odporovým svařováním. V této souvislosti bylo přínosem, že do ústavu přešli pracovníci, kteří se zabývali odporovým svařováním již dříve, zejména v ČKD Praha a v pražském vývojovém pracovišti ČKD Česká Lípa. Postupným náborem mladých pracovníků byla vytvořena skupina asi čtyřiceti pracovníků včetně zkušebních techniků, kteří v průběhu dalších let řadu odporových svářeček, které byly postupně zaváděny do výroby z počátku v ČKD Česká Lípa a následně i ve znárodněném závodě patřící podnikateli Ježkovi v Hořicích v Podkrkonoší. Tento závod, který byl začleněn do národního podniku Závody elektrotepelných zařízení (ZEZ) v Praze, byl v dalších letech hlavním výrobcem odporových svářeček v Československu.

VÚSSTS měl rozsáhlou spolupráci s výrobními podniky, za zmínku stojí zejména spolupráce při postupném budování svařovny karoserií v AZNP Mladá Boleslav.

VÚSSTS byl zrušen v roce 1964. Do n.p. Závody elektrotepelných zařízení (ZEZ) Praha Hloubětín byla začleněna pracoviště pro odporové svařování v Praze a pro mechanizované a automatizované obloukové svařování v Chotěboři. Oddělení ško-lení svářečů byl začleněno do Státního výzkumného ústavu materiálu a technologie v Praze a přesídlilo do areálu výzkumných ústavů v Praze Běchovicích. Vývoj svařovacích zařízení i v novém organizačním uspořádání pokračoval v tradici zrušeného ústavu. V letech 1972 až 1976 byla činnost vývojových pracovišť v Praze i Chotěboři postupně omezována o od roku 1976 byl vývoj svařovacích zařízení převeden do Bratislavských elektrotechnických závodů (BEZ) Bratislava.

Zpět do historie