Nejstarší svářečku představovaly výheň, kovadlina, kladivo a svaly. Pak řada neúnavných vynálezců začala svařovat plynem, elektrodami, elektrickým odporem…
Není svařování jako svařování a některému zařízení ani nelze říkat svářečka. Třeba autogenu. Málokoho napadne, že svařování plamenem, jak se tato metoda správně jmenuje, souvisí s kapáním na karbid.
Vynález kluka z pivovaru
Začněme v roce 1801, kdy jistý Robert Hare (1781-1858) sestrojil kyslíko-vodíkový hořák. Bylo mu tehdy dvacet, žil ve Filadelfii, spravoval otcův pivovar, ale více se zajímal o chemii, kterou také o pět let později vystudoval. Vyřešil řízené mísení obou plynů a naznačil tím, že by tudy mohla vést cesta. Jenže plamen neměl dostatečnou teplotu. A ani s vodíkem nebyla legrace, chtělo to jiný plyn. Acetylen. Poprvé ho popsal Angličan Edmund Davy (1785-1857) v roce 1836 a poprvé syntetizoval Němec Friedrich Wöhler (1800-1882) v roce 1862: karbid nechal reagovat s vodou. To je ono kapání a ti opravdu nejstarší z nás je mají spojené s lampou. Měla nádržku na vodu a hořák, dole se upevnil kousek karbidu, kapající voda vytvářela acetylen, který pak stačilo jen zapálit, přičemž plamínek svítil asi dvacetkrát intenzivněji než plamínek petrolejky. Pravda, nebylo to moc bezpečné, ale třeba mezi dvěma světovými válkami se karbidové lampy užívaly hojně.
Plyn pro svařování musel být stlačen do lahvíAutor: Kostas Restas / Shutterstock.com
Acetylen polapen
Jméno dal acetylenu v šedesátých letech 19. století Francouz Marcellin Berthelot (1827-1907) a také jej dokázal komerčně využívat. A ještě zmíníme Švéda Nilse G. Daléna (1869-1937), který vynalezl pohlcující látku, čímž bylo možné tento plyn relativně bezpečně koncentrovat v tlakových láhvích. Ironií osudu je, že sám po jednom acetylenovém výbuchu oslepl. Máme tedy dva ideální plyny a rok 1901, kdy francouzští inženýři Edmond Foucher a Charles Picards kyslíko-vodíkový hořák zdokonalili na kyslíko-acetylenový hořák, tentokrát už ale opravdu svařovací, a to nejen proto, že výsledný plamínek vyvine až 3200 °C. Míchají-li se plyny 1:1, lze svařovat ocel, pro hliník a jeho slitiny se musí pustit více acetylenu a oxidační plamen je krátký a modrofialový a používá se pro svařování některých mosazí a bronzu. Potřebné jsou dvě tlakové bomby, hadice, hořák, svařovací drát a zápalky – ovšem tím se vracíme k úvodním pochybnostem: můžeme tomu vůbec říkat svářečka?
Svařování obloukem
I drobné svářečky jsou důležité. Za II. světové války opravovaly letecké konstrukceAutor: Everett Historica / Shutterstock.com
Svářečku si představujeme jako elektrické zařízení, takže se toho budeme držet. Za první použitelný zdroj stálého elektrického proudu se považuje elektrický článek Itala Alessandra Volty (1745-1827) z roku 1800, díky čemuž mohl už o osm let později anglický chemik Humphry Davy (1778-1829) předvést elektrický oblouk. Vzal Voltovu baterii, k pólům připojil izolované uhlíkové tyčinky a jejich hroty přiblížil k sobě, aby se v mezeře ionizoval vzduch. Poté přeskočila jiskra a procházející proud začal generovat tak vysokou teplotu, že se vytvořil jasný světelný oblouk.
Davy mimo jiné objevil sedm nových prvku Mendělejevovy tabulky, střední školu dokončil ve čtrnácti, v té době psal básně, a když měl později v Londýně vědecké přednášky, stal se miláčkem dam. Ale to sem nepatří. Oblouk nedokázal prakticky využit, to se podařilo až čtyřicet let poté francouzskému fyzikovi Léonu Foucaultovi (1819-1868), když zkonstruoval obloukovou lampu tím, že jednu uhlíkovou tyčinku upevnil na pohyblivé ramínko ovládané hodinovým strojkem: hroty bylo totiž nutné stále přibližovat, protože uhořívaly a tím ztrácely požadovaný efekt.
O tom, že by se obloukem dalo svářet, přemýšlelo hned několik lidí. Předně francouzský elektrotechnik Auguste de Méritens (1834-1898), který používal uhlíkovou elektrodu, takže jeho oblouk teplotou stačil nanejvýš na svařování olova. Na druhou stranu experimentoval s magnetickými generátory pro výrobu elektřiny a přišel na to, že jsou lepší nejen než baterie, ale i předchozí generátory pracující na jiném principu. Leč je spíše používal pro napájení obloukových lamp, které pak svítily souvisle a rovnoměrně. Lepší výsledky s obloukovým svařováním měli Rus Nikolaj N. Benardos (1842-1905) a jeho bohatší polský kolega a sponzor Stanisław Olszewski (1852-1898). Druhý jmenovaný se vzdělával v Belgii, byl jedním z ředitelů velké varšavské firmy a zároveň zástupcem pro celou ruskou říši, přičemž v Sankt Peterburgu založil vlastní společnost. Oba se znali už od Mériténse, protože to byli jeho žáci, a jak už to bývá, učitele překonali: třeba Benardos patentem na držák elektrody.
V roce 1888 Rus Nikolaj G. Slavjanov (1854-1897) jako první úspěšně vyzkoušel kovové elektrody při obloukovém svařování, byť Američané považují za vynálezce téhož jistého Charlese L. Coffina z Detroitu. Ale je tam rozdíl deseti let. Leda bychom uznali, že on kovem elektrod roztavených elektrickým obloukem plnil spáry mezi spoji, kdežto Slavjanov takto vzniklý tekutý kov odléval do formy. Ale nebuďme puntičkáři, museli bychom uvádět jména mnoha dalších techniků, kteří přicházeli s vlastními nápady a zdokonaleními. Za všechny jmenujme snad jen Američana Henryho E. Meyerse, který si v roce 1902 nechal patentovat přenosný svařovací agregát využívající střídavý proud a psal o něm, že „pracuje efektivně, hospodárně, je jednoduchý, výkonný a levný“.
Svářečky umí vytvořit velmi vysokou teplotuAutor: Praphan Jampala / Shutterstock.com
Sváření odporem
Elektrické odporové svařování, které nepotřebuje elektrody, vymyslel v roce 1867 Elihu Thomson (1853-1937). Byl to jeden z jeho asi sedmi set vynálezů, což hovoří samo za sebe. V tomto případě experimentoval se střídavým proudem, potažmo s transformátory, z nichž dokázal dostat až několik tisíc ampér při napětí jednoho voltu. Pro svařování železa se využívá toho, že se místo, které má větší odpor, zahřívá na 2000 °C a více. Spojované konce se roztaví a tlakem spojí a výsledkem je třeba bezešvé svařování trubek nebo plechů v automobilovém průmyslu. A Thomson také přispěl k mýtu, kterému se říká americký sen. Narodil se v Anglii jako druhý z pozdějších jedenácti dětí, rodina se doma neuživila, takže odjela do Států, základní školu ukončil v jedenácti a než ho o dva roky později přijali na střední, jen tak mimochodem si z kondenzátorů, částí telegrafu, galvanických článků, láhve a dalších součástek sestrojil vlastní zdroj elektrické energie. Ve čtyřiadvaceti byl jmenován profesorem chemie a mechaniky a o pět let později už měl svou společnost, která se zabývala mimo jiné výrobou už nám známého obloukového osvětlení a která se později spojila s Edisonovou společností, aby vznikla General Electric se čtyřmi tisíci zaměstnanci. Když ve čtyřiaosmdesáti zemřel, byl nejen velmi bohatý, ale také vážený, jeho dům ve Swampscottu je dnes národní kulturní památkou.
Ale abychom nebyli chytáni za slovo, musíme dodat, že existují i jiné způsoby svařování, například laserové, elektronové, difúzní, třecí, výbuchem a další. To úplně nejstarší se však datuje do doby několik tisíce let před začátek našeho letopočtu, kdy tehdejší kováři kovy spojovaly tak, že je rozpálili a údery vtloukali do sebe. Svářečku pak představovaly výheň, kovadlina, kladivo a svaly.