náhled|Patent pro svařování elektrickým obloukem Nikolaje Benardose a Stanislase Olszewskeho udělený roku 1887 Historii svařování lze datovat již od doby prvních pokusů člověka při tepelném zpracování kovů zhruba již k roku 4000 př. n. l. Technika kovářského svařování byla používána od nejranějších metalurgických pokusů, výroby zbraní i primitivních nástrojů, vykování Železného pilíře v Dillí, výrobu mečů a dýk z Damascenské oceli a až do 19. století jako hlavní a jediná technika pro spojování kovů.

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 první a druhé světové války. V druhé polovině 20. století byly vyvinuty speciální metody svařování využívající plazma, laser i elektronový paprsek. Poslední velkou invencí na poli svařování je metoda třecího svařování promíšením vyvinutá v 90. letech minulého století.

V tehdejším Československu bylo svařování využíváno pro výstavbu tlakových nádob i mostů již v meziválečné době. Dva mosty v Plzni byly postaveny technologií svařování pod vedením Františka Faltuse. V roce 1949 byl Jozefem Čabelkou založen v Bratislavě mezinárodně uznávaný Výskumný ústav zváračský.

Vývoj zpracování kovů Zpracováním kovů se zabývá člověk již od nepaměti, kdy si našel vhodný kus železné nebo měděné rudy, kterou cíleným poklepáváním tvaroval ku své představě. Zpracované odlitky mědi nebo cínu s cizími vměstky lze nalézt z období ne staršího než 4000 př. n. l. Slitiny mědi a cínu, tj. bronzy, se objevily již ve třetím tisíciletí př. n. l. v zemích Blízkého východu.World of Metals, str. 4 Egyptské bronzové zbraně jako dýky a oštěpy lze datovat již do roku 3200 př. n. l.. Velkým centrem zpracování bronzů byl Hissarlik, odkud byly bronzové výrobky vyváženy do celé oblasti Středozemního moře, na Britské ostrovy i do Číny.World of Metals, str. 8

náhled|upright|vlevo|Železný pilíř v Dillí V Hissarliku (historická Trója v Malé Asii), Mezopotámii i Egyptu znali železo meteoritického původu – s vysokým obsahem niklu – okolo 3000 př. n. l.,World of Metals, str. 6 ale až zhruba v roce 1500 př. n. l. bylo zcela záměrně vyrobeno na jižních svazích Kavkazu. V 1350 př. n. l. měli znalosti o železe v Mezopotámii, Egyptě a Palestině, kde produkovali i významné objemy železa.World of Metals, str. 10

Syrský Damašek se stal okolo roku 1300 př. n. l. významným výrobcem mečů a dýk, které vykazovaly vysokou pevnost a houževnatost zároveň. Karbonizované železo – wootz – pro výrobu Damascenské oceli bylo dováženo z Golkondy (centrální Indie). Meče a dýky byly vyráběny z prostřídaně kladených plátů oceli a železa, které byly rozžhaveny do červeného žáru a na plocho kovářsky po jednom svařeny s předchozími vrstvami.World of Metals, str. 11

V Evropě lze hovořit o počátcích doby železné okolo roku 700 př. n. l., kdy byla do Římské říše dovážena ocel z indického Hajdarábádu.World of Metals, str. 14

V Dillí byl někdy v letech 0 až 40 n. l. vyroben železný pilíř, který má průměr asi 40 cm, celkovou délku přibližně 19 m a v délce 12 m je zapuštěn do země. Pilíř je evidentně vyrobený technikou kovářského svařování z bloků vážících zhruba 33 kg.World of Metals, str. 15

V Čínském císařství byla vyráběna ocel a odlitky z ní již za vlády dynastie Suej. Z Činy se dostala ocel přes Korejský poloostrov do Japonska okolo roku 400 n. l. Znalost zpracování si však Japonci osvojili až v osmém století.

V Evropě se začaly hutě dominantně používat během 11 až 13. století. Jedny z prvních se objevily ve španělském Katalánsku. Během 14. a 15. století docházelo k dalšímu vývoji pecí pro tavení železa a bronzů. Roku 1540 italský metalurg Vannoccio Biringuccio vydal publikaci De la pirotechnia, která jako první popisovala procesy zpracování kovů. V 16. století bylo odlito první železné dělo. V následujícím století byla zvýšena výkonnost pecí výstavbou vyšších komínů. V polovině 18. století pak v Anglii začala průmyslová revoluce, kdy byly zdokonaleny postupy pro výrobu železa a oceli.World of Metals, str. 16World of Metals, str. 17

Na počátku 19. století byl objeven elektrický oblouk, který byl později využit nejenom při zpracování železa ale i při svařování oceli a dalších kovů.

Kovářské svařování Historicky prvním způsobem svařování bylo svařování kovářské, které vznikalo spolu s poznáním tepelného zpracování kovů.

Svařování elektrickým obloukem Obloukové svařování se začalo vyvíjet až v devatenáctém století po objevu fenoménu elektrického oblouku nezávisle na sobě Angličanem Humphrey Davyem (1801) a Rusem Vasilijem Petrovem (1803). V roce 1808 předvedl Humphry Davy hoření elektrického oblouku v Royal Institute v Anglii. Název elektrický oblouk však použil o mnoho let později

Na základě poznatků Humphrey Davyho provedl Angličan Wilde jednoduché spojení dvou kusů železa elektrickým obloukem (1860), pro tento postup mu byl v roce 1865 udělen první patent týkající se svařování kovů za použití elektrického proudu.

Teprve až v roce 1881 francouzský vědec Auguste DeMeritens použil, pravděpodobně jako první, elektrický oblouk jako takový při svařování olověných desek uhlíkovými elektrodami. Uhlíkovou elektrodu připojil na záporný pól a svařované předměty na kladný, tzv. přímé zapojení. Pro svůj postup si nechal ve Francii vydat patent (číslo 146010). Jako zdroj elektrického proudu posloužily akumulátorové baterie.

náhled|Nikolaj Benardos Jeho žáciWorld of Metals, str. 18 Nikolaj Benardos a Stanislaw Olszewski rozvinuli tuto metodu pro svařování ocelových plechů. Mj. oproti postupu podle DeMeritense, obrátili schéma zapojení elektrického oblouku. V roce 1885 si nechali metodu svařování uhlíkovou elektrodou patentovat ve Velké Británii (číslo patentu 12984), v USA, Belgii, Německu, Švédsku, Francii a v roce 1887 v Rusku. Svoji metodu pojmenoval Electrohefest () na počest starořeckého boha ohně a kovářství Héfaista. Při použití uhlíkové elektrody vznikala hořením oblouku ochranná atmosféra CO2, která chránila svarovou lázeň od přístupu okolního vzduchu. Uhlíková elektroda ale zároveň způsobovala nauhličení svarového kovu a tím se zvyšovala jeho křehkost a tedy i náchylnost k praskání. Zdrojem stejnosměrného elektrického proudu byla baterie, případně generátor připojený k parnímu stroji. Benardos se stal prvním, kdo prakticky aplikoval metodu obloukového svařování. Jeho postup se využíval v Anglii při výrobě sudů, nádrží a litinových trubek, ve Spojených státech, kde jej společnost The Baldwin Locomotive Works používala pro opravy parních lokomotiv.

Další Rus Nikolaj Slavjanov použil v roce 1888 kovovou elektrodu, která se při svařování postupně odtavovala. Svůj postup nazval svařování kovů odléváním.

náhled|vlevo|Charles L. Coffin Charles L. Coffin si byl vědom potřeby ochrany roztaveného svarového kovu před negativními vlivy působení okolní atmosféry, proto v roce 1889 požádal o patent, ve kterém navrhl proces svařování v neoxidujícím médiu, které je možno aplikovat za zvýšeného i normálního atmosférického tlaku jako plyn nebo roztok. A v následujícím roce – bez znalosti práce Nikolaje Slavjanova – si nechal patentovat vlastní postup svařování elektrickým obloukem při použití kovových tyček jako elektrod.

Na počátku 20. století se používalo ve Vítkovických železárnách a ve Škodových závodech obloukové svařování pro opravy ocelových odlitků. Pro špatnou kvalitu svarů bylo však obloukové svařování nahrazeno plamenovým.

Již v roce 1902 si nechal patentovat Henry E. Meyers z Montany ve Spojených státech přenosný svařovací agregát využívající střídavý proud.

Proces svařování holými kovovými elektrodami nebyl dostatečně efektivní při zvyšující se průmyslové potřebě. Pro zvýšení kvality svarů – zejména tažnosti – byly vyvinuty elektrody s kovovým jádrem a obalem z prvků a sloučenin, které zvýšily ochranu svarového kovu, pomohly při rafinaci svarové kovu a zvýšily stabilitu hoření elektrického oblouku. Právě Oscar Kjellberg, zakladatel švédské firmy ESAB, v roce 1907 opatřil kovovou odtavující se elektrodu obalem z uhličitanů a křemičitanů (Německý říšský patent č. 231733 a US patent v roce 1910), tzv. obalovaná elektroda.

náhled|Patent mechanismu podávání svařovacího drátu Paula O. Nobleho V roce 1908 Nikolaj Benardos vyvinul proces elektrostruskového svařování, který umožňoval svařit silné plechy jedním průchodem ve vertikální pozici – zdola nahoru. Roztavený kov se do svarové lázeň se přidával při hoření elektrického oblouku pod tavidlem ze svařovacího drátu. Z boku chránily svarovou lázeň chránily uhlíkové příložky a shora tekutá struska.World of Metals, str. 20

Firma Lincoln Electric Company představila v roce 1912 po pětiletém vývoji vlastní svařovací zařízení.

Ve Velké Británii Arthur Percy Strohmenger experimentoval v letech 1909 až 1912 s tlustými obaly kovových elektrod, používal širokou škálu materiálů od azbestové tkaniny až po jíl a vápenec. Výsledek své práce si nechal patentovat v USA až v roce 1928. Teprve při použití jeho elektrod bylo konečně možné svarový kov provést ve vysoké kvalitě bez jakýchkoliv nečistot. Obalované elektrody si hledaly dlouhou cestu ke svářečům, na vině byla jejich cena způsobená nákladným technologicko-výrobním postupem. Ke zlevnění došlo až po změně technologie výroby kovového jádra elektrody tažením a zároveň průtlačného lisování použitého při výrobě jejího obalu.

Během první světové války byly kladeny zvýšené požadavky na vývoj nových postupů svařování v souvislosti se zbrojní výrobou. Obloukové svařování se používalo zejména v Anglii při opravách lodí, výrobě ocelových plášťů pum, min a torpéd. Angličané tak řešili nedostatek plynu při tehdy běžném svařování plamenem. Ve Spojených státech v Newyorském přístavu byly opraveny obloukovým svařováním kotle německých lodí, které byly zadrženy po vypuknutí světové války, a které jejich vlastní posádky poškodily. Rychlá oprava značně poničených lodí obloukovým svařováním přesvědčila – do té doby váhající – o přednostech tohoto postupu. I na opačné straně válečné line bylo použito obloukové svařování Anthony Fokkerem, a to při výrobě příhradových konstrukcí trupů německých stíhacích letadel Fokker z tenkostěnných ocelových trubek.

V roce 1919 byla vyvinuta a patentována kovová elektroda s celulózovým obalem, která umožňovala vyrábět svary o vysoké houževnatosti a bez strusky. Ve stejném roce Claude Joseph Holslag použil svařovací zdroj střídavého proudu. O rok později se podařilo vyvinout elektrody pro nízkouhlíkové a niklové oceli a litinu.

Krátce po válce, v roce 1920 Angličané již vyrobili svoji první celosvařovanou loď HMS Fuglar, ve Švédsku Kjellberg člun ESAB IV a v USA byl spuštěn na vodu celosvařovaný tanker Poughkeepsie Socony. O tři roky později byl v Torontu postaven první celosvařovaný most, dlouhý 152 m.

Jedním z klíčových momentů pro následující vývoj obloukového svařování byla práce Paula O. Nobleho, který si nechal v roce 1924 patentovat svůj postup svařování stejnosměrným proudem za použití svařovacím napětím ovládaného podávání svařovacího drátu.

náhled|vlevo|Schéma uspořádání wolframových elektrod z Langmuirova patentu Významný americký fyzik a chemik, nositel Nobelovy ceny za chemii, Irving Langmuir studoval chování elektrickým obloukem ionizovaného plynu, který nazval plazmatem. Své výzkumy zaměřil i na chování atomárního vodíku a v roce 1924 navrhl a požádal si o patent, jehož předmětem bylo tzv. svařování atomárním vodíkem. Hoření elektrického oblouku mezi dvěma elektrodami z ohnivzdorného kovu např. wolframu, jak je uvedeno v patentové přihlášce ve vodíkové atmosféře způsobuje disociaci a rekombinaci molekul vodíku za uvolnění velkého množství tepla.

Langmuir spolu s Peterem P. Alexanderem představili a nechali si patentovat v roce 1925 zařízení pro svařování využívající externě dodávanou ochrannou atmosféru směsi vodíku a dusíku o vysoké čistotě.