Historie a vývoj obloukového bodového svařování průvarem. Obloukové bodové svařování průvarem je technologie spojování plechů vzájemně nebo k libovolně tlustému ocelovému dílci bodově, z jedné strany propálením a zatavením elektrodou v jednom cyklu. První informace se objevují o svařovaní průvarem v literatuře z roku 1955, kde jde o svařování v ochranné atmosféře a pak v roce 1958 svařováním pod tavidlem. S obalovanou elektrodou rutilovou, se svařováním zabýval ing. Müncner, z VÚZ Bratislava, s použitím ruční obloukové bodové svářečky ROB-3, v roce 1959. Jeho výsledky byly neuspokojivé pro praktické využití.
Další neúspěch se objevil v Německu roku 1964.
Průvarová bodovací pistole IVEBA-DSG 2005 přivezena v roce1977 do Žiliny na výstavu SYMPOMECH firmou HILTI z Lichtenštejnska. Byla nakoupena k Vítkovickým stavbám Ostrava v roce 1978. Do Československa bylo dovezeno celkem 100ks pistolí. Pro technologii svařování průvarem byly vyvinuty speciální elektrody v ŽAZ Vamberk, panem Morávkem, pod označením E-R921 v roce 1978. Pistole IVEBA, stejně jako předcházející zaručenou pistole nesplňovala opakovatelnost svaru. Funkce byla závislá na citlivosti práce obsluhy a časové regulaci průběhu svařování.
Ve Francii byl další neúspěšný pokus v roce 1972.
V roce 1981 byla vyvinuta průvarová bodovací pistole s podáním vynálezu autorů ing. Miroslava Štíhla a ing. Vincence Fojtíka. Předmětem vynálezu bylo použití pružiny k posuvu elektrody a vypínání svařovacího procesu měřením napětí na oblouku komparátorem.
Funkční model
Vynález vznikl při řešení vývojového úkolu Vítkovických staveb Ostrava a při spolupráci s MEZ Brumov-výrobcem svařovacích agregátů. S novou průvarovou pistolí vybavenou pružinou a komparátorem byly prováděny zkoušky při použití elektrod E-R921 ø2 a 2,5mm. Makrovýbrusy, mikrovýbrusy a trhací zkoušky svarů byly prováděny ve VÚHŽ Dobrá. Také byly provedeny srovnávací zkoušky mezi spojem šroubu TEX, vstřelovacím hřebem HILTI a průvarem, v chemické komoře při simulaci 20 let na Ostravsku. Průvarový spoj zůstal beze změn pevnosti. Spoje šroubu ani vstřelovacího hřebu nevyhověly.
První prototyp průvarové pistole STIFO (Štíhel- Fojtík), byl vystaven a předváděn na výstavě „Země živitelka“ v Českých Budějovicích roku 1983.
prototyp
V roce 1983 byla zahájena výroba průvarových pistolí v JZD Javorník, Štítná nad Vláří 1. STIFO 100 pro řízený usměrňovač WTU 315.3 2. STIFO 100.1 pro svařovací usměrňovač UTA 200 3. STIFO 100.2 pro středofrekvenční svařovací usměrňovač SMA 250-1 4. STIFO 900 pro svařovací transformátor RTB – 3 Vyráběné pistole nešlo používat k jiným zdrojům než bylo určeno výrobcem a jejich elektronika byla přizpůsobena jen ke svařovacím agregátům MEZ Brumov. Do roku 1990 bylo vyrobeno asi 8000 ks pistolí. Nekvalitní výroba, špatná informační činnost (nevhodný návod k obsluze) a přiřazení pistolí ke konkrétním agregátům, způsobilo její negativní reklamu. V roce 1984 byla vyrobena průvarová pistole PBP 100 s autorským osvědčením vynálezu a byla předváděna také na výstavě Construma 86 v Budapešti.
Nebyla zařazena do výroby.
Pro průvarovou pistoli PBP 100 vyřešil ing. Ferdinand Thér komparátory a elektronické ovládání na která dostal autorské osvědčení vynálezu.
Vyrobená zařízení umožňovala používat pistoli PBP100 pro všechny svařovací agregáty MEZ Brumov, které byly určeny pro různé průvarové pistole STIFO. V roce 1987 byla vyrobena průvarová pistole PP-9, která byla přiřazena jako souprava k jednoúčelovému transformátoru se svařovacím proudem 125A a tím bylo její použití omezeno pouze na elektrody ø2mm s kořenem průvaru 4mm a tloušťkou upevňovaného plechu 2mm. Na trh bylo dodáno několik set kusů pistole. Poslední výkřik výroby v JZD Javorník v roce 1991.
V roce 1991 byla vyrobena a v lednu 1992 schválena u VÚZ Bratislava, nová průvarová pistole STIME (Štíhel-mechanizace) univerzál, která s dálkovým ovládáním STIME-D je použitelná pro usměrňovací agregáty MEZ Brumov a s adaptérem STIME-A pro všechny svařovací transformátory. Při použití redukcí je pistole bez komparátoru použitelná také ke svařovacím agregátům MIG-MAG. Elektrodou E-R921 ø2mm, lze přivařit plech tl.2mm, s kořenem svaru ø4mm a elektrodou ø2,5mm, lze přivařit plech tl.3mm, s kořenem svaru ø6mm. Svařovat lze plechy také pozinkované nebo lakované.
Souběžně s pistolí STIME – univerzál, byla schválena pistole STIME – M, která je určena přímo ke svařovacím agregátům MIG-MAG s koncovkou EURO pro připojovací kabel. Ke správnému a bezpečnému používání průvarových pistolí, byl zpracováván kromě návodu, materiál pro kurz průvarového bodového svařování s označením D-E9, který byl u VÚZ Bratislava schválen.
V roce 2009 byla vyrobena nová pistole STIME-091. Při průvarovém bodovém svařování pistolí STIME není nutno používat ochranné prostředky před ozářením elektrickým obloukem. Pro svařování se používají speciální elektrody ø2,5 a 2mm včetně nerezových. S použitím koncovky EURO lze pistoli STIME připojit ke klasickým svařovacím zdrojům MIG-MAG od 250 A výše. Svařovací invertory MIG-MAG lze používat jen výjimečně po odzkoušení. Při stejných svařovacích podmínkách je zaručena opakovatelná kvalita svaru.
Ve spolupráci s firmou ALFA IN a.s. byl upraven svařovací invertor PEGAS 160EP, který svařoval, ale vzhledem k nízkému zapalovacímu proudu a výkonu, nevyhověl v provozních podmínkách.
Dále byly provedeny: Úpravy transformátorové svářečky pro průvarové bodové svařování. Svářečka je doplněna: 1. Stykačem 2. Přepínačem „bod“ – „svar“ ( poz.1) 3. Komparátorem pro vypnutí svařovacího procesu 4. Potenciometrem – regulace referenčního napětí ( poz.2 ) 5. Zásuvkou spínače průvarové pistole ( poz.3 )
Kabel ukostření doplněný kleštěmi pro úchyt na hubici průvarové pistole. umožňuje svařování i lakovaných plechů s kontaktem přes černou nebo nerezovou podložku s použitím nerezové elektrody. Technologie vhodná pro střešní pláště.
kleště s úchytem na hubici průvarové pistole
průvar přes podložku
V roce 2011 byla provedena oprava střešního a obvodového pláště dopravníku z pozinkovaných trapézových plechů.
Průvar pistolí STIME
Nástřik zinkovým sprejem.
Při práci ve výškách je nutno dbát na bezpečné zajištění, ale při průvarovém svařování není nutná přítlačná síla jako pro vrtání a proto lze pracovat i bez lešení nebo lávek.
Detail svarového spoje a celkový pohled na opláštění konstrukce.
V létech 2011 až 2012 byla ověřena použitelnost svařovacího invertoru Aristo™ Mig C3000i, U6 od firmy ESAB. Byly odzkoušeny elektrody OK Femax 33.65 ø 2,5, které jsou plně vyhovující a srovnatelné s elektrodami ER 921. Pro nerezové materiály jsou elektrody OK 68.81, které mají omezení v kadenci průvarů při použití transformátorových svařovacích agregátů. Se svařovacím invertorem Aristo lze nastavit parametry plně vyhovující svařování s elektrodami OK 68.81 ø 2,5 a také ø3,2mm.
Při použití elektrody ø2,5 a : PL 0,8 na 2mm PL 2 na 2mm Plech tloušťky 0,8 mm nelze ukroutit (deformoval se). Kořen utrženého spoje má ø6mm.
Při použití elektrody ø3,2 a plechů nerez tloušťky 3 mm. Kořen utrženého spoje má ø10 mm. Elektrody OK 68.81 plně vyhovují požadavkům technologie průvarového bodového svařování.
Ověřování použití nerezových elektrod se svařovacím zdrojem Aristo™ Mig C3000i, U6
Ověřování bylo prováděno na železničních kolech, při svařování nerezových tlumicích drátů. Při provedené trhací zkoušce vzorků tlumících drátů, svařovaných průvarovou technologií, bylo dosaženo až o 50% vyšší pevnosti než u srovnávaných vzorků, svařovaných původní technologií 135 (MAG). Svařitelnost tlumících drátů byla předmětem bakalářské práce studenta VŠB Ostrava.
Svařování nerezových katalyzátorů automobilových výfuků. Zvláště důležitým zjištěním je u invertoru Aristo™ Mig C3000i, U6 výhodnost použití horkého startu ( zvýšení počátečního výkonu při zapalování svařovacího oblouku a tím také rychlého propálení svařovaného plechu). Nelze však opomenout možnost nastavení induktance a doby zpětného hoření. Je však nutno dodat, že další rozvoj obloukového bodového svařování průvarem, obalenou elektrodou, by měl být dále vyvíjen a vylepšován. Následný vývoj i v oblasti svařovacích zdrojů však vyžaduje zájem jejich výrobců a finanční prostředky.
Co brání využití technologie obloukového bodového svařování průvarem ? Jedním slovem řečeno „legislativa“ . K používání této technologie nejsou zpracovány svařovací normy a není nikoho, kdo by financoval případné nové zkoušky, které v roce 1982 byly zpracovány za 200 tis. Kčs u VUHŽ Dobrá. Zařízení ( průvarové bodovací pistole ), chráněné třemi vynálezy v ČSSR, které umožňuje zaručenou opakovatelnost stejné kvality svaru, nebylo rozšířeno do jiných států světa a tím se stalo neznámým pro možnou registraci uvedené technologie v normách a předpisech. V České republice není výzkumné pracoviště, které by mohlo zajistit uvedení této technologie do současně platných předpisů a certifikáty vydané Výzkumným ústavem zvaračským v Bratislavě na průvarové pistole, ztratily platnost. Žádný projektant ani investor nemůže bez platných norem, certifikátů nebo jiných předpisů tuto technologii uplatnit. Technologie průvarového bodového svařování není v Evropě dostatečně známa, o čemž svědčí fakt, že zatím není k dispozici návrh evropské normy na tuto technologii. Ani konzultace s odborníky z TNK 70 Svařování nepřinesla nějaké pozitivní výsledky. Technologie je známa, ví se o ní, ale to je asi tak vše. Jako řešení tohoto problému je možnost – podat návrh na vytvoření nové české technické normy ČSN, která by popsala tuto technologii. Návrh by byl projednán v TNK 70 Svařování, kde by se k danému problému vyjádřili odborníci z oblasti svařování. Vzhledem k odstraňování bariér obchodu bude nutno návrh nového tématu české technické normy notifikovat v Bruselu, což je standardní postup. Může v této etapě dojít k tomu, že některé členské organizace CEN vysloví zájem o toto téma a pak bude nutno tuto normu zpracovat jako evropský projekt – tzn v angličtině. Podle zákona 22/97 Sb. má náklady na tvorbu technické normy platit ten, kdo vznik normy požaduje.
Zpracoval Ing. Miroslav Štíhel v roce 2014.
