Varjenje v kovinski industriji

Varjenje v kovinski industriji

Varjenje je bila v preteklosti ena najbolj zapletenih in nevarnih postopkov, ki so zahtevali veliko izkušenj in spretnosti. Delavci so morali biti zelo pozorni pri uporabi ognja in kovinskih materialov, da bi se izognili poškodbam in izgubam. Vendar pa je z razvojem nove opreme in tehnologij varjenje postalo veliko bolj enostavno in varno.

Danes imamo na voljo napredno varilno opremo, ki omogoča bolj natančno in učinkovito varjenje. Tehnologije, kot so lasersko varjenje, plazemsko varjenje in robotsko varjenje, so postale vse bolj priljubljene zaradi svoje sposobnosti za hitro in natančno varjenje. Te tehnologije so tudi veliko bolj varne za uporabo, saj delavci ne potrebujejo več neposrednega stika z ognjem in kovinskimi materiali.

Poleg tega so se razvile tudi nove tehnike varjenja, ki temeljijo na uporabi posebnih materialov in postopkov. Na primer, varjenje z uporabo plina za zaščito (MIG) in varjenje z elektrodo v plinu (MAG) sta postala zelo priljubljena zaradi svoje sposobnosti za varjenje tankih kovinskih materialov in zaščito varjenih materialov pred oksidacijo.

Vse te nove tehnologije in tehnike varjenja so pripomogle k temu, da je varjenje postalo veliko bolj enostavno in varno kot v preteklosti. Kljub temu pa je še vedno pomembno, da delavci, ki se ukvarjajo z varjenjem, upoštevajo varnostne smernice in se izobražujejo o najnovejših tehnikah in opremi, da bi zagotovili, da varjenje ostane ena najbolj varnih in učinkovitih industrijskih dejavnosti.

Kratka zgodovina varjenja

Najzgodnejša znana uporaba varjenja, kot ga poznamo danes, se je pojavila v šestem stoletju na Kitajskem. Kitajski obrtniki so uporabljali metodo imenovano “hua hong”, ki je vključevala segrevanje kovinskih delov, ki so jih nato združili s kladivom. Ta postopek je bil uporabljen za izdelavo orožja in drugih kovinskih izdelkov. Kitajski mojstri so razvili tudi druge metode varjenja, kot je na primer “ju hua”, ki je vključevala uporabo bronaste žice za spajanje kovinskih delov. Ta metoda se je uporabljala predvsem za izdelavo dragocenih predmetov, kot so nakit in posode.

V zahodni kulturi se je varjenje kot obrtna veščina pojavilo šele v 19. stoletju, ko so se začeli razvijati različni postopki za varjenje kovin, kot so na primer plamensko varjenje, električno varjenje in TIG varjenje. Danes se varjenje uporablja v številnih industrijskih panogah, od gradbeništva in proizvodnje do vesoljske tehnologije in medicine. Postopki varjenja so se skozi leta še naprej razvijali in izboljševali, kar je prispevalo k temu, da je varjenje postalo ena najpomembnejših in najbolj uporabnih industrijskih veščin.

Varjenje je veščina, ki se uporablja že tisočletja

Najstarejši znani primeri varjenja segajo v stara egipčanska obdobja, kjer so kovinske materiale, kot je baker, združevali v zapletene vzorce na stenah grobnic.

Egipčanski kovinarji so uporabljali postopek imenovan “fajansiranje”, ki je vključeval taljenje bakra, zlata ali srebra skupaj z drugimi kovinami in nato oblikovanje v želeno obliko. Ti kovinarski izdelki, ki so bili izdelani s fajansiranjem, so bili uporabljeni za dekoracijo templjev, grobnic in drugih pomembnih zgradb.

Poleg tega so egipčanski kovinarji uporabljali tudi postopek, imenovan “soldersko varjenje”, za povezovanje kovinskih delov. Soldersko varjenje vključuje uporabo trosila kot veziva med dvema kovinskima deloma, nato pa segrevanje trosila, da se stopi in združi kovinske dele.

Primeri egipčanskega varjenja so bili odkriti v arheoloških najdiščih in so pomembni dokazi o razvoju kovinarstva in varjenja v zgodovini človeštva.

• Bronasta doba

  Za najzgodnejše oblike varjenja se lahko zahvalite našim prednikom iz bronaste dobe. Vse se je začelo z majhnimi zlatimi okroglimi škatlami, ki so bile izdelane s tlačnim varjenjem prekrivnih spojev. Prekrivni spoj nastane, ko sta dva kosa materiala, običajno različne debeline, postavljena v prekrivajočem se vzorcu drug na drugega. V bronasti dobi so iz kovine oblikovali nakit, jedilno posodo in celo orožje.

• Železna doba

  V tem obdobju so se Egipčani in prebivalci vzhodnega Sredozemlja naučili skupaj variti železo. To so storili tako, da so uporabili toploto, ustvarjeno z ogljem, da so železovo rudo spremenili v spužvasto železo. Ta postopek so uporabljali tudi za izdelavo orožja.

• Srednjeveška doba

  V srednjem veku je varjenje postalo še posebej pomembno. V Evropi naj bi plemiči vzdrževali bojne konje, železne oklepe in fina rezila. Ta pričakovanja so pripeljala do prvih kovačev – elitnih trgovcev, ki so razumeli, kako uporabiti toploto za ustvarjanje finih kovinskih predmetov. To je bila ključna veščina, zaradi katere so kovači postali spoštovani člani družbe.

• 1800.

  Edmund Davy iz Anglije je bil profesor kemije na Royal Cork Institution v začetku 19. stoletja. Leta 1836 so mu pripisali odkritje acetilena, brezbarvnega plina, ki se pogosto uporablja kot gorivo, pa tudi kot kemični gradnik ki se običajno uporablja pri plinskem varjenju.

  V istem obdobju je Sir Humphry Davy zaslužen za proizvodnjo obloka med dvema ogljikovima elektrodama z uporabo baterije, sicer znan kot električni oblok. V istem času je bil izumljen električni generator in razsvetljava z oblokom je postala bolj priljubljena.

  Proti koncu stoletja se je razvilo plinsko varjenje in rezanje.

  Poleg tega napredka je C.L. Coffin iz Detroita prejel prvi ameriški patent za obločno varjenje s kovinsko elektrodo. To je bil prvi zapis o uspešnem zvaru.

• 1900.

  V začetku leta 1900 sta A. P. Strohmenger in Oscar Kjellberg iz Velike Britanije predstavila prevlečeno kovinsko elektrodo. Strohmenger je za stabilizacijo obloka uporabil premaz iz gline in apna, medtem ko je Kjellberg potopil železno žico v mešanice karbonatov in silikatov, da je prevlekel elektrodo. Na žalost je visoka cena teh elektrod preprečila, da bi bile zelo priljubljene. Vendar pa je njihovo trdo delo prispevalo k razvoju zaščitenega kovinskega obločnega varjenja, bolj splošno znanega kot varjenje v obliki palice.

  Uporovno varjenje je v tem času postalo praktičen postopek zahvaljujoč Elihu Thompsonu, ki je začel ta postopek spajanja. S tem napredkom je prišel razvoj postopkov uporovnega varjenja, kot so točkovno varjenje, varjenje z šivi, varjenje s projekcijo in sočelno varjenje.

  V tem času je bilo plinsko varjenje in rezanje izboljšano zahvaljujoč proizvodnji kisika in utekočinjenju zraka, skupaj z uvedbo pihalne cevi/gorilnika leta 1887. Pred letom 1900 sta se vodik in plin iz premoga uporabljal s kisikom, vendar so začetkom 1900 razvil gorilnik, primeren za uporabo z nizkotlačnim acetilenom.

  Seveda moramo zahvaliti prvi svetovni vojni, ker je prinesla osupljivo povpraševanje po proizvodnji. Za zadovoljevanje povpraševanja je postal potreben naprednejši razvoj varilnih strojev in elektrod. Do tega obdobja je bilo najbolj priljubljeno varjenje z acetilenom. To priljubljenost so kmalu zamenjali stroji za obločno varjenje.

  Leta 1932 James Donovan Forney izumi revolucionaren nov izdelek ki ga poimenuje “The Forney Instant Heat Soldering Iron”. Forney je nadaljeval svoj uspeh leta 1936, ko je izumil in izdelal prve uspešne 110-voltne/125-amperske in 110-voltne/150-amperske varilne naprave.

  Približno v istem času so se pojavila tudi velika imena v varjenju, kot so Hobart, Lincoln, Forney Industries in Miller.

  V tridesetih letih 20. stoletja je elektroobločno varjenje postalo pogostejši postopek v Združenih državah. Vendar pa so leta 1940 uvedla dva revolucionarna procesa in sicer, obločno varjenje s plinskim volframom (GTAW) in obločno varjenje s plinskim oblokom (GMAW), vendar je trajalo nekaj časa, da sta ta postopka postala priljubljena.

  Osemdeseta in devetdeseta leta prejšnjega stoletja so varjenje spremenila iz umetnosti v znanost z napredkom robotskega varjenja, vgrajenimi računalniki, najsodobnejšimi elektrodami in mešanjem več eksotičnih plinov. Inženirji so začeli razvijati bolj eksotične materiale, kar je povzročilo potrebo po napredni elektroniki.

• Sodobno varjenje

  Od začetka leta 2000 je varjenje postalo še bolj dragocena veščina in iskana obrt. Svet je opazil znatno povečanje števila varilnih postopkov in strokovnjaki za obdelavo kovin nenehno raziskujejo načine, kako jih ustvariti več. Čeprav se razvija več postopkov, so najbolj priljubljeni postopki še vedno varjenje s palico, MIG in TIG. Plazemsko rezanje je prav tako dragocena veščina, ki jo je treba obvladati.

  V avtomobilski industriji je varjenje aluminija pridobilo popularnost. Čeprav je bolj zapleten material za varjenje, je lažji od jekla in je lahko enako močan. Lasersko varjenje je eden novejših postopkov varjenja. Laser je bil prvotno razvit kot komunikacijska naprava, vendar se je ogromna količina koncentrirane energije v majhnem prostoru izkazala za močan vir toplote. Zdaj se lahko uporablja za rezanje kovin in nekovin, zlasti pri avtomobilski obdelavi kovin.

  Varilni stroji postajajo vse bolj tehnološko napredni, a varjenje še nikoli ni bilo bolj preprosto.

Prihodnost varjenja

Varilni postopki morajo biti popolnoma integrirani v agilne proizvodne procese in krmilne sheme. Poleg tega bodo varilni inženirji razvili nove materiale in prilagodili obstoječe materiale za varjenje v izdelane izdelke svetovnega razreda.

Domneva se, da bo varjenje še naprej postajalo še preprostejše, zaradi česar bodo stroji za obdelavo kovin naprednejši. Tekmovanje med drugimi varilnimi podjetji za ustvarjanje uporabniku prijaznejših in trajnejših strojev bo spodbudilo napredek. Morda boste opazili tudi porast bolj eksotičnih materialov, zlasti v vesoljski tehniki.

Varjenje z elektronskim snopom bo rinilo v prihodnost. Ta napredna oblika varjenja je odlična za spajanje različnih kovin, ki jih je težko variti.

Kakorkoli že pogledate, varjenje je bilo vedno pomembna obrt. Zahvaljujoč preteklim in sedanjim varilskim tehnikom in inženirjem se zdi, da je pred varilstvom bogata prihodnost. Če se želite naučiti varjenja ali želite samo izvedeti več o poslu, je na voljo ogromno virov, ki vam bodo pomagali začeti.