Svařování a robotizace - od pravěkých kovářů k průmyslové hi-tech
K moderním průmyslovým výrobním technologiím ve strojírenství patří neodmyslitelně také svařování ve svých nejrůznějších podobách – technologií, které se v tomto oboru uplatňují jsou prakticky desítky, včetně vysoce specializovaných postupů. Mají však společnou dlouhou historii, která začíná u prastarých kovářských výhní.
Při pohledu na moderní robotické svařovací pracoviště připomínající scénu z vědeckofantastického filmu si asi těžko dokážeme představit, že spojování kovů je činnost, která provází lidstvo už od počátku jeho samostatné cesty dějinami.
Historii svařování lze vystopovat už na úsvitu dějin lidské civilizace - první pokusy člověka při tepelném zpracování kovů byly zaznamenány již v době odpovídající na časové ose zhruba roku 4000 př. n. l. Historicky nejstarší je (dodnes používaná) technika kovářského svařování využívaná od nejranějších metalurgických pokusů výroby zbraní i primitivních nástrojů. Ta se v průběhu věků postupně zdokonalovala a od primitivních forem dospěla až do špičkových technologií, jako ve své době představovala výroba zbraní z tzv. damascénské oceli či téměř magické rituály zhotovování samurajskýchh mečů, proslulých katan, v Japonsku. Podobně vzkvétala v dalších místech především na asijském kontinentu v Číně a v Indii, ale i v Evropě, proslulá byla např. výroba ve španělském Toledu. Nicméně až do 19. století to byla hlavní a v podstatě jediná technika pro spojování kovů.
Novinky průmyslové éry
Pro průmyslové účely to však nebyla zdaleka technologie ideální a tak rozmach svařovacích technik přišel až s industriálnim rozvojem a s ním spojenými vynálezy, mezi nimiž hrála významnou roli elektřina. Ke konci 19. století se začalo rozvíjet svařování plamenem a obloukové svařování, které se stalo ve 20. století dominantní. Urychlení vývoje metod svařování nastalo především během dvou světových válek v první polovině minulého století – což je logickým důsledkem mohutného rozmachu zbrojní výroby, která je na průmyslové kovovýrobě přímo závislá.
Svařování v moderním pojetí, jak je obvykle chápeme dnes, je po technologické stránce mnohem mladšího data a jeho rozvoj začíná na počátku 19.století, kdy byl objeven elektrický oblouk, který byl později využit nejenom při zpracování železa, ale i při svařování oceli a dalších kovů. Během 19. století se uplatňovalo a rozvíjelo svařování plamenem, ale postupně se objevily, a byly zavedeny do praxe i další moderní svařovací technologie. Existuje řada druhů svařování, využívajících různé technologie, v současné době je využíváno hlavně odporové a obloukové.
V druhé polovině 20. století byly vyvinuty speciální metody svařování využívající plasmu, laser i elektronový paprsek. Poslední velkou invencí na poli svařování je metoda třecího svařování promíšením, vyvinutá v 90. letech minulého století.
Obecně lze svařovací technologie rozdělit podle hlavní technologie na svařování za působení tepla (tavné), tlaku, a svařování za působení tepla a tlaku. Do první supiny patří svařování aluminotermické, plamenové, svařování elektrickým obloukem, elektronovým paprskem, laserem, plazmou a svařování difuzní. Druhou skupinu reprezentuje svařování tlakem za studena, svařování ultrazvukem a svařování výbuchem. Třetí technologickou skupinu pak tvoří svařování za působení tepla a tlaku, kam patří rovněž laserové svařování, a svařování elektrickým odporem, indukční a svařování třením.
Objevily se rovněž metody, které umožňují pomocí svařování spojovat materiály, které dříve tímto způsobem bylo možné spojovat jen obtížně, případně vůbec ne. Typickým příkladem je hliník a jeho slitiny s dalšími kovy, případně nekovovými materiály.
Nastupují roboty
Zřejmě nejvýraznější novinkou v rozvoji tohoto typu spojování materiálů nikoli po technologické, ale procesní stránce, je nástup robotického svařování v posledních dekádách. Umožňuje zaručit bezchybnou a opakovatelnou kvalitu svárů a především vysokou rychlost prací. Prosadilo se hlavně v automobilovém průmyslu ale i v dalších oblastech strojírenské výroby. V automobilkách jsou moderními svařovacími roboty osazeny celé výrobní linky. V průmyslovém nasazení se vzhledem ke snaze o vysokou efektivitu a bezpečnost práce prosazují zejména buňky pro robotické svařování.
Tam, kde není možné docílit potřebně přesnosti přípravy výroby - obvykle jde hlavně o stehované polotovary svařenců středních a větších rozměrů - se uplatňuje při robotickém svařování dotekové vyhledávání, které však vyžaduje složitější programování a prodlužuje čas cyklu, neboť je nutno provést vyhledávácí sekvence na relativně nízkých rychlostech. Jako standardní metoda vyhledávání je obvykle používáno vyhledávání hubicí svařovacího hořáku, případně vyhledávání koncem svařovacího drátu nebo pomocí optického senzoru.
Roboti – česká stopa v technickém slovníku
Je-li řeč o robotech, hodně lidí si vzpomene, že tento název má kořeny v Čechách. Roboti v Čapkově hře R.U.R., kde bylo toto slovo poprvé použito, jsou ovšem biologické stroje vytvořené uměle, ne mechanické bytosti nebo zařízení, jak vnímáme roboty obvykle v moderním slova smyslu. Mají tak sice spíš blíže k výtvoru Dr. Frankensteina, nicméně zasloužili se o nepopiratelný přínos do terminologie novodobé techniky. Obecně je tento pojem přisuzován Karlu Čapkovi, který hru R.U.R. napsal, ovšem jak on sám vysvětluje, věci se mají - jak bývá často obvyklé - trochu jinak.
648
