Archiv autora: kovovyroba@seznam.cz

Úvod do svařování elektrickým obloukem v ochranných atmosférách

Svařování elektrickým obloukem je jednou z nejčastěji používaných výrobních technologií svařování, respektive procesů svařování, bude-li se posuzovat objem svařovaných dílů a konstrukcí. Při svařování v ochranných atmosférách je oblouk hořící buď mezi odtavující nebo neodtavující se elektrodou chráněn ochrannou atmosférou před účinkem okolí. Při popisu historie vývoje procesů svařování elektrickým obloukem v ochranných atmosférách je potřeba popisovat vývoj a zavádění dvou hlavních procesů TIG/GTAW a MIG/MAG/GMAW současně, neboť postupným vývojem procesu prvního bylo umožněno vzniknout procesu druhému a to postupným zaměněním neodtavující se wolframové elektrody za odtavující se drát. Prvním procesem, který byl vynalezen a začal se průmyslově šířit, byl proces dnes známý jako TIG/WIG (Tungsten Inert Gas/ Wolfram Inert Gas), i když správně musíme dodat že procesu TIG předcházel proces svařování atomického AHW (atomic hydrogen welding). Následován procesem s odtavující se elektrodou v netečném plynu dnes všeobecně označovaným zkratkou MIG (Metal Inert Gas) a v aktivních plynech MAG (Metal Active Gas).

Historie vývoje procesů svařování el.obloukem v ochranných atmosférách

Historie vývoje svařování v ochranných atmosférách plynu začíná v USA a začíná vývojem svařování s použitím netavící se wolframové elektrody. A to proto, že první pokusy se svařováním vznikaly na základě použití grafitové elektrody ještě v 19. století. Byl to tedy přirozený proces rozvíjené tohoto procesu. Od samého počátku vývoje svařování elektrickým obloukem vpodstatě řešili objevitelé problém s kvalitou takto vzniklých svarů, na které měla přímý negativní vliv okolní atmosféra. Dokonce ještě ve 30. letech 20. století neposkytovalo svařování elektrickým obloukem obalenými elektrodami dobré kvality svarů, zejména hliníku a jeho slitin a v té době velmi rozšířeného magnézia - používaných v letectví. Na teoretické úrovni si výzkumnící uvědomovali nepříznivý vliv okolní atmosféry, praktické aplikace zavedení ochrany elektrického obkouku se však prosazovaly pomalu a obtížně.

Situace nebyla o moc lepší ani u svařování nelegovaných ocelí, uvědomíme-li si, že do začátku druhé světové války nebyl k dispozici bázický obal poskytující houževnaté svarové spoje pro dynamicky namáhané konstrukce. První "obalené" elektrody pro ruční svařování elekktrickým obloukem začala vyrábět okolo roku 1920 A.O. Smith Corporation. Byly to ocelová jádra obalená spirálovitě v papíru - první celulózové elektrody. Až v roce 1927 byly tyto celulózové elektrody doplněny dalšími obalovými materiály a vznikly první opravdu obalované elektrody v dnešním pojetí umožňující ovlivňovat vhodnými přísadami vlastnosti těchto elektrod. V té době rovněž nebyla dostatečně známa problematika metalurgie svařování. To vedlo ke značným ekonomickým ztrátám například v souvislosti s katastrofami amerických dopravních lodí Liberty. U těchto lodí vznikal křehký lom v teplem ovlivněné oblasti základního materiálu, nicméně hlavní příčinou bylo neporozumění metalurgii svařování jako takové. Jde o typický příklad nasazení nové technologie před jejím dostatečným osvojením a porozumění daným procesům.

I v současnosti se lze snadno dostat do podobné situace, kdy nové technologie a procesy svařování, které nám umožňují současní světoví výrobci svařovací techniky, nejsou dostatečně osvojovány výrobními organizacemi a nejsou dostupné dostatečné odborné informace k aplikaci těchto technologií. Případné slepé dodržování norem pro kvalifikace postupů svařování a kvalifikace svářečů a operátorů bez znalosti problematiky těchto procesů pak zavede nejednoho technologa či svářeče do slepé uličky. Situace v ČR je ještě o poznání horší, pokud je technik/technolog organizace odkázán jen na českojazyčné (a slovenské) zdroje. Jedná se zejména o aplikace pulzních procesů svařování MIG/MAG a TIG popřípadě s dalšími kombinacemi procesorem řízených charakteristik elektrického svařovacíh oblouku, kdy fyzikální podstaty těchto procesů jsou když ne tajeny, tak alespoň zastřeny pod roušku různých obchodních názvů jako je STT, CMT, aj.

Ochrana svarového kovu nebyla dobrá v obdomí 20. a 30 let minulého století a proto se začaly hledat jiné způsoby a poprvé se použilo ochrany netečným plynem plněným v tlakové lahvi (30. léta v USA). V té době bylo jednoznačně upřednostňováno svařování plamenem a svařování elektrickým obloukem se rozvíjelo pomaleji. Ještě než došlo k rozšíření použití netečných plynů, zejména argonu a hélia, byly první úspěšné pokusy provedeny s ochranou atmosférou vodíku (svařování atomickým vodkem - založené na generaci tepla rozkladem/ disociaci a opětným sloučením molekuly vodíku). Souběžně s vývojem svařování v ochranných atmosférách a svařováním obalenými elektrodami probíhaly pokusy se svařováním elektrickým obloukem drátem pod ochranou tavidla v podobě sypké hmoty zasypávané do oblasti hořícího elektrického oblouku. Všechny dnes známé a běžně používané procesy svařování elektrickým obloukem tak v podstatě vznikaly a vyvíjely se současně v období před druhou světovou válkou. Širšího uplatnění a dalšího rozvoje pak bylo dosaženo následně v 50. a 60. letech minulého století v souvislosti s poválečným rozvojem kosmického, leteckého, jaderného a petrochemického průmyslu. Postupným odstraňováním "dětských nemocí" těchto procesů se postupně vyvinuly další dnes známé a používané procesy, jako je plazmové svařování a pulzní svařování tavící se elektrodou v ochranné atmosféře plynů doplněné případně o procesorem řízené charakteristiky elektrického oblouku.

Charles L. Coffin uvádí v patentu z roku 1890 (viz.obr. níže) popis schránky, ze které je potřeba při svařování odčerpat vzduch a naplnit ji plynem bránícím oxidaci. Je to jedna z prvních zmínek o důležitosti ochrany svaru před přístupem okolního vzduchu. Uvedeny jsou plyny jako vodík, dusík, uhlohydáty, aj.

coffin-1890

V roce 1924, tj. až po dalších třiceti letech byl zapsán patent Irvinga Langmuira na svařování kovů mezi dvemi wolframovými elektrodami v ochranné atmosféře vodíku a současně byly vyvinuty první svařovací hořáky pro tento svařovací proces. Odtud název svařování atomárním vodíkem, atomic welding respektive atomic hydrogen welding (AHW). Recombinací vodíku (rozkladu dvou atomů vodíku a jejich zpětnému sloučení v el.oblouku) lze dosáhnout teploty tavení 3400 až 4000 stupně Celsia. Dosažení této teploty a s poměrně značnou koncentrací bylo v té době velkým pokrokem. Pro srovnání kyslíko acetylénový plamen dosahuje teplot okolo 3300 stupňů Celsia. Proces se též nazýval Arc-Atom. Komerční použití procesu AHW se uplatnilo od 30.let a zejména v průběhu druhé světové války v souvislosti s prudkým rozvojem techniky pro válečné účely a to nejen v USA ale např. v předválečném a válečném Německu. Dnes bohužel je o aplikacích AHW v předválečném Německu jen málo informací. Historické zdroje dnes již většinou dávají přednost popisu historie svařování TIG.

Pro zajímavost uveďme v kontextu s vývojem procesu svařování obalenou elektrodou, že vynález rutilového obalu pro elektrody typu AWS 6010 schopné svařování v polohách byl učiněn v roce 1927 a první ve světě svařovaný most byl postaven v roce 1928 v USA, East Pittsburgh, Pennsylvania, Turtle Creek. Ve stejném roce byl vydán první technický kód pro výrobu svařovaných konstrukcí, předchůdce dnešní AWS D 1.1. V roce 1929 Lincoln Electric Co. zahájil výrobu tlustě obalených elektrod. V Evropě první celosvařovaný most je postaven v roce 1927 v Polsku. V roce 1931 staví Prof. Ing.Dr Faltus první svařovaný čs. most. Je to tedy období slibného rozvoje svařování obalenou elektrodou (MMA). V roce 1930 dochází k objevu svařování pod tavidlem v National Tube Co. in McKeesport, později patent prodán Linde Air Product pod názvem Union-Melt. Ve stejném roce byla postavena první svařovaná obchodní loď v Charleston, South Carolina.

Následující obrázky uvádí patent I. Langmuira z roku 1924-1925.

langmuir-1924_1  langmuir-1925_2

atomic-hydrogen-welding-torch-1926

Níže je obrázek hořáku AHW z Anglie 30.let.  Na obrázku jsou vidět dvě wolframové elektrody, mezi kterými se zapaloval střídavý elektrický oblouk otevřeného obvodu o napětí cca 300V a proudu typicky cca 50 až 60 ampér. Ochranný plyn v podobě vodíku proudil okolo hubic držících wolframové elektrody. Proces dosahoval vysoké energetické koncentrace (vyšší než u dnešního procesu TIG/GTAW) umožňující např. navařování tenkých vrstev nástrojových ocelí a svařování korozivzdorných ocelí a speciálních slitin (v období před druhou světovou válkou a v průběhu války zejména v Německu, umožňující mimo jiné speciální projekty v raketové, letecké a energetické technice tehdejšího Německa). Tj. od samého počátku existence byl AHW proces používán pro svařování kovů jinými metodami nesvařitelnými s vyhovujícími výsledky.

atomic-hydrogen-arc-welding-torch-early-1930s-uk

Na dalším obrázku je schema procesu arc-atom AHW a svařovacího hořáku z roku 1947.

arc-atom ahw-horak Další obrázek ukazuje dobový svařovací zdroj a svařovací hořák pro AHW. atomic-hydrogen-welder   atomic-hydrogen-torch

Mezi první svařovací proces v ochranné atmosféře plynů byl tedy vyvinut proces AHW následován v roce 1941 dnes známým procesem svařování netavící se wolframovou elektrodou v ochranné atmosféře plynu, značené zkráceně TIG/GTAW respektive WIG. Zpočátku však byl proces zaveden jako "Heliarc", nebo atomární svařování, později jako GTAW. Obrázky z dobových patentů ukazují, že ochranné hubice těchto hořáků byly velmi úzké a až pozdější doba přinesla vylepšení vedoucí až k vynálezu tzv. čočky (sítka v keramické hubici), značně zlepšující ochranu argonem.

První pokusy s procesem tavící se elektrody je datován do 20. let 20.století, kdy byl zpočátku experimentálně použit drát bez ochranné atmosféry . Až později v roce 1948 H.E. Kennedy v Battelle Memorialle Institutu vyvíji komerčně použitelný proces svařování  s tavící se drátovou elektrodou v ochranné atmosféře netečného plynu (argonu) MIG s použitím malého průměru drátu, svařovacího zdroje o konstatním napětí a ochranné atmosféry argonu s použitím osového/axiálního sprchového přenosu kovu. Až v roce 1953 dojde k použití levnějšího plynu oxidu uhličitého a tím k vyvinutí metody MAG s aktivním ochranným plynem. Zpočátku se u metody MIG jednalo o proces s globulárním/kapkovým přenosem kovu a s ním dané charakteristické použití. Až v roce 1958 dochází k zavedení zkatového přenosu kovu a tím i rozšíření možností procesu pro svařování tenkých plechů. Sprchový přenos kovu byl objeven v roce 1960 při zkoumání vlivu různých plynů. Postupný vývoj procesu MIG/MAG byl tedy provázen objevováním vlivu jednotlivých plynů na hoření elektrického oblouku a způsobu přenosu kovu. U tohoto procesu dnes známe a rozlišujeme procesy přenosu kovu:

  • krátkým zkratovým obloukem (short circuit)
  • kuličkový přenos (globular transfer)
  • axiální sprchový přenos (axial spray transfer)
  • pulzní přenos (pulsed transfer)

V průběhu sedmdesátých let s rozvojem elektroniky dochází k rozvoji dalšího přenosu kovu procesem pulzním, na základě porozumění vztahu mezi rychlostí podávání svařovacího drátu a frekvencí jeho odtavování, které vedlo k vývoji jednoovladačového synergického řízení, které je v současnosti zaváděno ve stále větší míře pro svařování korozivzdorných ocelí a neželezných kovů (slitin hliníku aj.). Počátkem devadesátých let jsou inverotrové zdroje MIG/MAG vybavovány řídící elektronikou, která dále rozšiřuje možnosti řízení charakteristiky svařovacího oblouku a přenosu kovu. Nejnovější svařovací zdroje umožňují řízení a regulaci el. oblouku v reálném čase. To vede k rozvoji mnoha různých aplikací softwarového řízení el. oblouku různými výrobci těchto zařízení. Každý výrobce používá různé obchodní názvy pro tyto aplikace, fyzikální podstata těchto procesů je však vždy stejná - jde o porozumění a chápání procesů přenosu svarového kovu a jeho řízení, viz. následující obrázek druhů přenosu svarového kovu a jeho použitelnosti podle svařované tloušťky. STT (Surface Tension Transfer) je obchodní název procesu vyvinutý počátkem 90. let Lincoln Electric.

Základní výhodou pulzního MIG/MAG procesu oproti sprchovému přenosu svarového kovu je objem energie a tudíž tzv. velikost vneseného tepla, která je v některých případech mnohem nižší než u sprchového přenosu. To přináší výhody u aplikaci citlivých na velikost vneseného tepla, jako je svařování korozivzdorných ocelí, navařování s požadavkem minimalizace promíšení, svařování hliníku a jeho slitin do tl. cca 5mm, svařování vysokopevných ocelí, svařování slitin na bázi niklu (Inconely) apod. Další výhodou se může jevit možnost lépe ovládat tavnou lázeň ve srovnání se sprchovým ale i zkratovým přenosem umožňující svařování v polohách s využitím výhod typických pro sprchový přenos.

V současnosti lze najít mnoho diskuzí ohledně problematiky kvality svarových spojů provedených pulním procesem MIG/MAG. S ohledem na snížené vnášené teplo je tento proces citlivý na vznik neprůvarů případně na pórovitost. Použití pulzního přenosu svarového kovu tak musí být doprovázeno zvýšenou opatrností při zavádění do výroby. Pro správné a efektivní využití nových pulních svařovacích zdrojů, případně doplněných o procesorem řízenou charakteristiku elektrického oblouku (STT, CMT, IAC, Quick Set, aj.) anebo dále doplněné o funkci tepelného pulzu (Super Pulz, Duo Plus, aj.) je potřeba plně chápat a rozumět MIG/MAG procesu a jednotlivým způsobům přenosu svarového kovu a možnostem procesorového řízení charakteristik el. oblouku, které dnešní invertorové zdroje umožňují. V opačném případě dochází stále častěji k nasazení těchto moderních zdrojů na takové aplikace, kde dosahované výsledky jak v kvalitě svarů tak produktivitě  nedosahují výsledků dosahovaných při použití správně nastaveném konvenčním odbočkovém svařovacím zdroji při zkratovém nebo sprchovém přenosu. V kontextu je nutné uvést, že současné normy pro kvalifikace postupů svařování neobsahují dostatečné nástroje pro zvládnutí a kontrolu pulzního MIG/MAG procesu. Platí tak to, co bylo ve výrobních organizacích kdysi běžné, tj. nutnost osvojení si nové technologie na základě získání vlastního know-how a aplikování specifických znalostí, které nás však zavede do oblastí dnes nově objevovaných jako je knowledge management neboli management znalostí či ještě lépe řízení, udržování a rozvíjení znalostní báze organizace. V současné éře informatiky a digitalizace a "hnutí" Industry 4.0, Intenet of things aj. se to zdá být oblast zvládnutá a samozřejmá, opak je však pravdou. Úroveň znalostí nutně nemusí odpovídat objemu zpracovávaných dat, ba naopak dle současných trendů vede k degradaci znalostí, jak tomu mimochodem odpovídá i stav českého školství. Knowledge managemet se tak v posledním desetiletí stává novým zaklínadlem (trendem), jehož základem však je to co znaly dřívější generace jako předávání získaných znalostí a vědomostí. V oblasti techniky to pak můžeme nazvat "správnou inženýsrkou či technickou praxí". Věcný obsah správné inženýrské praxe je pak na příslušných prakticích. I takovéto odkazy, jako je správná inženýrská praxe, lze dnes najít v platných technických normách.

Nové počítačem řízené svařovací zdroje a procesy vedou ke značnému snížení nároků na svářeče. Prodejci a výrobci marketingově vyzdvihují možnost řízení všech proměnných parametrů procesu MIG/MAG jedním tlačítkem či voličem. V neposlední řadě jsou tyto moderní zdroje používány ve svářečských školách, neboť narozdíl od minulých generací, v nich najdeme uchazeče, kteří musí složit zkoušku bez ohledu na jejich skutečné schopnosti a to je u klasických odbočkových zdrojů přeci jen náročnější jak z pohledu vedení tavné lázně tak z pohledu nastavení zdroje. Generace těch nejmladších svářečů pak může mít značné problémy s nastavením standardních odbočkových zdrojů MIG/MAG, jak také ukazují dnešní zkušenosti. Vysoce kvalifikované a zručné svářeče a zkušené technology tak nezískáme absolvováním příslušných kurzů ale soustavnou praktickou i vzdělávací činností v daných oblastech a udržování dosažených zkušeností v organizaci.

Problematika pulzu se také týká procesu TIG/WIG, kde jsou stejně jako u zdrojů MIG/MAG stále častěji zaváděny procesorem řízené, dokonce již i synergické, svařovací pulzní zdroje. Současně však odborná literatura a know how nastavení parametrů a použití na vhodné aplikace je téměř nedostupné. V praxi pak se většina technologů i svářečů raději těmto procesům vyhýbá. Bez skutečného zaznamenání průběhu pulzu na osciloskopu není v technické praxi možné monitorovat pulzní svařování a vyhodnocovat tzv. vnesené teplo, které je jednou ze základních sledovaných hodnot (viz.termín welding metallurgy, weldability, metalurgie svařování, svařitelnost).

gmaw-metal-transfer

Metoda TIG byla zpočátku použita v leteckém průmyslu USA pro svařování hořčíku a jeho slitin, hliníku a jeho slitin, později se aplikace rozšířila na tzv. Cr-Mo oceli používané v letectví pro stavbu draků a podvozkových dílů letadel. Následně byl proces rozšířen na svařování korozivzdorných ocelí, niklu, mědi, mosazi, bronzu, titanu, zirkonu aj. slitin kovů do té doby těžko svařitelných či nesvařitelných vůbec. Značný rozvoj procesu probíhá v období 50tých a 60tých let v souvislosti s bouřlivým rozvojem jaderné energetiky, raketového, leteckého a zbrojního průmyslu. Zpočátku se před druhou světovou válkou používalo jako plynu vodíku (patent z r.1924), odtud pochází původní název procesu svařování "atomárním vodíkem". Protože se však magnéziové slitiny snadno vznítí, nebylo svařování atomárním vodíkem bezpečné a použitelné. Hledalo se tedy lepší řešení.

V podobě, jak tento proces známe dnes, byl proces použit poprvé v roce 1941 v Northrop Aircraft Inc. s použitím ochranného plynu hélia, podle kterého proces pojmenovali "Heliarc". Patent později firma Northrop Aircraft Inc. prodala firmě Linde, která později pokračovala ve vývoji tohoto svařovacího procesu s ohledem na výrobní portfolio firmy - výrobu netečných plynů. Zpočátku se jednalo o vývoj vodou chlazených hořáků, jelikož se používalo zapojení s + pólem na elektrodě způsobuující značné přehřívání a teplotní namáhání hořáku (1946).

Autorem patentu byl Russell Meredith z Northrop Aircraft. Je málo známé, že podstatné zlepšení svařovacího hořáku R.Mereditha provedl jeho kolega a český emigrant Vladimír H.Pavlečka - geniální letecký konstruktér světové úrovně. Metoda byla určena pro magnésiové slitiny s pomocí ochranné atmosféry hélia. Proces přesto vykazoval nedostatky jak v oblasti zapojení polarit, tak zejména v nedostatečně řešeném způsobu proudění ochranného plynu - viz. také obrázek hubice hořáku z dobového patentu, který jednoznačně neumožňoval zajištění správné ochrany plynem a jeho laminární proudění. Tato problematika byla následně řešena firmou Linde.

meredith-fig1

Obr.: Výtah z patentu Russella Mereditha z Northrop Aircraft - celková konfigurace procesu svařování

meredith_fig2

Obr.: Výtah z patentu Russella Mereditha z Northrop Aircraft - detail svařovacího hořáku

pila-water-cooled-46

Obr.: Patentový obrázek vodou chlazeného hořáku pro proces Heliarc od firmy Linde (1946)

Proces svařování dostal od americké svářečské společnosti (American Welding Society - AWS) název Gas Tungsten Arc Welding, zkráceně GTAW. Zajímavým faktem je, že v této době se používalo zapojení neodtavující se wolframové elektrody na + pól. Znalosti, které máme dnes o vlivu polarity zapojení a vlivu ochranných plynů byly tehdy neznámé. Toto zapojení vede k extrémnímu přehřívání hořáku a vedlo k intenzivnímu vývoji vodou chlazených hořáků. Později se přešlo na zapojení elektrody na - pól a v 50. letech 20 století rovněž bylo použito poprvé pulzního procesu, oba druhy zapojení používané pro většinu kovů dodnes. Jako poslední byla vyvinuta alternativa se střídavým proudem, stabilizující oblouk a vhodná pro svařování lehkých kovů - hliníku a jeho slitin. V posledních desetiletích tento proces zaznamenal další rozvoj v oblasti automatizovaných procesů s použitím zpravidla pulzního režimu a automatického podávání buď studeného nebo horkého drátu.

gorman_60_gl_cocka

Obr.: Patent fy Linde s plynovou čočkou v hubici (pozice 56) pro metodu GTAW

Proces byl tedy v průběhu druhé poloviny 20. století dál vyvíjen. Bylo zkoušeno použití levnějších plynů než je argon a hélium, jako je oxid uhličitý, ale to vedlo k rychlé oxidaci elektrody a její opotřebování - postupný vývoj však později došel k vzniku procesu dnes známém jako MIG/MAG s tavící se elektrodou v ochranné atmosféře plynu.

Před tím však, v roce 1953 byl postupným vývojem procesu TIG vyvinut proces plasmového svařování el. obloukem, který pomocí trysky umožnil větší koncentraci el.oblouku. Dalším progresem bylo vylepšení proudění ochranného plynu v hubici hořáku GTAW, kdy v roce 1960 byla patentována firmou Linde plynová čočka "gas lense", snižující turbulenci plynu a zlepšující laminární proudění, nebo podávání horkého drátu pro strojní svařování (1961).

Podávání horkého drátu se v produktivitě blíží procesu MIG/MAG, dosahuje však vysoké kvality svarů jako při ručním procesu GTAW/TIG. Při tomto zapojení je svařovací drát podáván z cívky podavačem a současně je zapojen na samostatný svařovací zdroj poskytující proud těsně před hodnotou, kdy by vlivem tohoto proudu docházelo k odtavování drátu. Uvedený proces s podáváním horkého drátu způsobuje jako vedlejší efekt velmi nízké hodnoty vodíku ve svarovém kovu. V roce 1967 byl hořák upraven i pro ruční svařování.

saenger_67

Obr.. Patent fy Linde na GTAW hořák s podáváním drátu pro ruční svařování, dnes podobnou konstrukci hořáku nabízí hořák TOP TIG od firmy AirLiquide.

Dalším zajímavým zlepšením fy Linde je hořák s možností otáčení části hořáku pro zlepšení obtížné přístupnosti v některých místech svařování. Toto řešení dnes různé firmy nabízí u svých moderních hořáků, jako součást aktuálního zlepšování ergonomičnosti hořáků a "vylepšování" svých produktů.

scheller-2_otocny-horak

Obr.: Patent fy Linde s otočným hořákem (1951)

gas_lens_flow

Obr.: Rozdíl mezi GTAW hubicí bez plynové čočky (obr. nahoře) a hubice s plynovou čočkou

manz_hot-wire

Obr.: Patent fy Linde s podáváním horkého drátu (1962)

Základní charakteristika procesu TIG/WIG/GTAW

Při svařování metodou TIG hoří svařovací oblouk mezi neodtavující se wolframovou elektrodou a základním materiálem - za předpokladu správného nastavení procesu je wolframová elektroda neodtavující se. Proces může být bez přidávání svařovacího přídavného materiálu nebo s přidáváním přídavného svařovacího drátu do místa tavení základního materiálu, zpravidla ve formě střihaného drátu nebo drátu navinutého na cívce v případě automatického svařování. V případě svařování automatického lze ještě rozlišit automatické podávání přídavného svařovacího drátu studeného nebo horkého. Podávání horkého drátu znamená, že drát je připojen na „pomocný“ proudový svařovací zdroj pro zvýšení výkonu svařování. V současnosti jsou vyvíjeny a aplikovány automatické procesy s podáváním svařovacího drátu s pulzní (proměnlivou) rychlostí podávání.

tig-sestava

Obr.: Pohled na typické pracoviště pro GTAW/TIG

Ochrannou atmosféru elektrody a tavné lázně před okolní atmosférou tvoří inertní plyn - zpravidla argon nebo hélium anebo jejich směsi. Zejména pro svařování kovů s vysokou reaktivitou na okolní atmosféru (např. korozivzdorné oceli) je nutné použití inertního plynu, který dostatečně ochrání svarovou lázeň před působením vzdušného kyslíku. Proces je vhodný pro tenké materiály od cca 1mm do tl. 3,5 až 5,0mm.

905411_heliarc_application

machine-rebel

Obr.: Typický pohled na svařovací pracoviště pro proces GTAW/TIG/WIG

Základní charakteristikou tohoto procesu je vysoká kvality svarů s ohledem na nepřítomnost strusky a velmi účinnou ochranu tavné lázně a přilehlé oblasti základního materiálu ochranným plynem (za předpokladu správného nastavení průtoku plynu anebo formovacího plynu, volby keramické hubice a wolframové elektrody), schopnost výborně ovládat tavnou lázeň a celý proces odtavování při ručním způsobu svařování. Proces je použitelný ve všech polohách ve výrobě a na montážích.

Svarová housenka a kořen svaru vykazují vysokou geometrickou přesnost a rovnoměrnost kresby, standardně je dosahováno svarových spojů vysoké stupně jakosti s vysokou kvalitou povrchu bez přítomnosti vad majících vliv na životnost a únavovou odolnost.

Nižší produktivita a náročnost na zručnost svářečů je nevýhodou procesu. Odpadá náročné čištění povrchu svaru od strusky, stačí okartáčování. V případě korozivzdorných materiálů se provádí pasivace povrchu. Proces je univerzálně použitelný pro většinu kovů běžně svařovaných.

Proces je s výhodou používán pro svařování jinak obtížně svařitelných materiálů, jako je např. hliník a jeho slitiny, magnézium a jeho slitiny, měď, titan aj. Dále se proces používá pro kořenové partie svarů tlakových nádob a potrubí z nelegovaných, legovaných a korozivzdorných ocelí, titanu a jeho slitin. Při použití pro svařování nelegovaných ocelí je proces náchylný na vznik pórů a vyžaduje pečlivou přípravu svarových ploch, nastavení svařovacích parametrů a zajištění ochrany – vhodné je u náročných svarových spojů formování kořene ochranným plynem. Svarové spoje poskytují vysokou pevnost a korozní odolnost za předpokladu správné technologie a volby přídavných svařovacích materiálů.

Další oblastí aplikace je možnost navařování různorodých materiálů – návary měďi a její slitiny na ocel, niklové návary na ocel, navařování nástrojových ocelí a speciálních např. kobaltových tvrdonávarů.

Základní rozsah aplikovatelnosti procesu TIG na materiály:

  • Vysoce legované slitinové oceli, žárupevné a žáruvzdorné oceli
  • Vysoce legované korozivzdorné oceli
  • Slitiny Ti, Ni, Zr, Mg, Al, Cu, Zn aj.

Svařovací zdroje pro TIG/WIG/GTAW

Jako svařovací zdroj se pro proces TIG používají zdroje stejnosměrného nebo střídavého proudu se strmou charakteristikou označované v anglické literatuře jako CC zdroje (constant current=konstantní proud). Při velké změně napětí (zvětšování délky oblouku- vzdálenosti hořáku od základního materiálu) dochází k malé změně proudu. Charakteristika je vhodná pro ruční obloukové svařování procesy TIG a MMA. Křivku charakteritiky pro proces TIG vyjadřuje rovnice U = 10 + 0,04 I, kde U ke napětí [V] a I je proud [A].

Používají se zdroje proudu určené pro svařování obalenou elektrodou (MMA). Jednoduché zdroje používají zapalování el. oblouku pomocí mechanického kontaktu dotekem („náškrabem“) wolframové elektrody o základní materiál. Kvalitnější zdroje mají možnost přepínání mezi V-A charakteristikou pro MMA a pro TIG lišící se jen v rozdílném napětí, které je pro metodu TIG cca poloviční (9-14V) popřípadě mohou být vybaveny metodou zapalování oblouku „lift arc“, která umožňuje pozvolný nárůst svař. proudu během počátečního kontaktu. Nejdražší zdroje jsou vybaveny bezdotykovým zapalováním el. oblouku vysokofrekvenčním výbojem anebo přepínáním mezi stejnosměrným a střídavým proudem značené AC/DC (alternating current/ direct current)

Dále na trhu jsou zdroje univerzální, které umožňují přepínat mezi základními V-A charakteristikami mezi strmou a plochou označované anglicky CC/CV zdroje (constant current/constant voltage). Strmá charakteristika je určena pro ruční svařování el. obloukem obalenou elektrodou MMA a netavící se wolframovou elektrodou v ochranné atmosféře plynu TIG, plochá charakteristika se pak používá pro metodu svařování el. obloukem tavící se elektrodou v ochranné atmosféře plynů MIG/MAG.

V praxi lze použít pro proces TIG jak jednoduchých zdrojů určených pro metodu MMA, tak složitějších a komplexnějších zdrojů. Platí zásada, že čím náročnější je aplikace, tím kvalitnější zdroj svařovacího proudu by měl být použit. Máme-li dosahovat vysoké kvality svarů, je zpravidla potřebné nastavit délku předfuku a dofuku ochranného plynu, velikost náběhu a doběhu svařovacího proudu, zapalovat oblouk pomocí HF (high Frequency), aj. funkce, které najdeme jen u dražších zdrojů.

Ty nejjednodušší zdroje pro MMA zpravidla nemají přepínání na charakteristiku pro proces TIG a lze je použít na nenáročné aplikace. Mají totiž jak odlišnou charakteristiku U/I tak nevhodné napětí a zapalování jen kontaktem wolframové elektrody o svařovaný materiál.

charakteristika-tig-zdroje

Obr.: Charakteristiky svařovacích zdrojů

Základní charakteristika procesu MIG/MAG

MIG/MAG respektive GMAW svařovací proces používá podávání svařovacího drátu zpravidla z cívky pomocí kontinuálního podavače do svařovacího hořáku, který je vybaven ochrannou hubicí a kontaktním vedením (tryskou, kontaktní špičkou) - odtud také název "poloautomatické svařování či proces". Drát je směrován do místa tavení svarových ploch a vytváření svarového kovu. Kontaktní tryska je připojena na jeden pól zdroje, zatímco druhý pól je uzemněn na svařovaný kus. Ochrannou hubicí proudí ochranný plyn netečný (MIG) nebo aktivní (MAG) chránící oblast roztaveného svarového kovu.

Proces je použitelný pro vysokovýkonné svařování nelegovaných ocelí, korozivzdorných ocelí, slitin niklu, slitin hliníku apod. V závislosti od zvoleného přenosu svarového kovu jej lze použít na tenké až středně tlusté materiály až po velmi silné materiály v mnoha sektorech průmyslu. S ohledem na dosahování velice dobrých výsledků při robotizaci má značné zastoupení v hromadné výrobě různých spotřebičů a zejména v autoprůmyslu. Další značné zastoupení má proces MIG/MAG v oblasti výroby ocelových konstrukcí pro stavebnictví, off-shore stavby, loďařství, ale i v oblastech energetiky a petrochemie při výrobě tlakových nádob a potrubí. Zejména nové procesy synergického řízení pulzního a superpulzního procesu (termálního pulzu) umožňují vysoce efektivní výrobu do náročných podmínek v oblasti energetiky, petrochemie a off-shore průmyslu.

V současnosti se používá mnoho druhů ochranných plynů a jejich směsí. Také v oblasti svařovacích materiálů se používá různých materiálů a tvarů. V posledních letech dochází ke značnému nárůstu používání plněných trubičkových drátů zvyšujících produktivitu. Všechny tyto materiály a jejich kombinace vyžadují znalosti potřebné pro nastavení optimálních svařovacích parametrů a získání požadovaných výsledků.

Mezi nejrozšířenější metody, respektive proces patří dnes zejména metody:

  • Obloukové svařování tavící se elektrodou v ochranné atmosféře plynu MIG/MAG (GMAW dle terminologie AWS, metoda č.13: 131/135, 132, 136 dle ISO 4063),
  • Obloukové svařování netavící se elektrodou v ochranné atmosféře plynu WIG/TIG – Wolfram Inert Gas/Tungsten Inert Gas (GTAW – Gas Tungsten Inert Gas dle terminologie AWS, metoda14: 141,142,143 145,146,147 dle ISO 4063)
  • Plazmové svařování: (PAW – Plasma Arc Welding dle terminologie AWS), MIG plazmové svařování - metoda 15: 151 dle ISO 4063, plazmové svařování s přídavkem prášku (152), plazmové svařování s přeneseným/nepřeneseným/polopřeneseným plazmovým obloukem (153, 154, 155)
  • Svařování pod tavidlem drátovou/páskovou elektrodou (dle ISO 4063 metoda 121/122, 124, 125, 126)
Zajímavé odkazy: https://www.lincolnelectric.com/assets/global/products/consumable_miggmawwires-superarc-superarcl-56/c4200.pdf https://www.giz.de/expertise/downloads/Fachexpertise/en-metalwork-gmaw-welding.pdf http://www.weldingtipsandtricks.com/mig-welding-videos.html http://www.weldingtipsandtricks.com/tig-welding-videos.html    

Konstruktér a nedestruktivní kontroly svarových spojů

1. Úvod

Zatřídění SKK

Při navrhování jakéhokoliv svařovaného systému, konstrukce anebo komponenty (dále jen SKK) je základní činností stanovení požadavků na tyto SKK projektantem/konstruktérem. Termín projektant/konstruktér odpovídá dnešnímu pojetí, kdy nejen v malých ale i větších firmách je pracovní pozice projektanta spojována i s pracovní pozicí konstruktéra. Přitom pracovní náplň obou profesí a druhy dokumentů jimi tvořené jsou tradičně rozdílné. Z hlediska životního cyklu projektu popsaného v článku Úvod do svařování a v článku Konstruktér a svařování I, je na vrcholu pomyslné pyramidy hierarchie projektant (návrhář), následován konstruktérem a technologem. Anglický termín „Designer“ je tak možno v závislosti od etapy a druhu činnosti překládat jako projektant či návrhář anebo jako konstruktér. Tato možnost dvojího překladu v praxi vede k mnohým nedorozuměním, neboť projektová dokumentace ve smyslu stavebního zákona a prováděcích vyhlášek není to samé jako výrobní konstrukční dokumentace a výrobně technická či technologická dokumentace.

Projektant definuje všechny okrajové podmínky a požadavky, které je nutno splnit a dodržet v navazujících etapách životního cyklu svařované konstrukce (projektu) s cílem naplnit jednak požadavky zákazníka jednak platné legislativní požadavky a jsou li na daný SKK vydány samozřejmě i požadavky technických norem (pokud jsou stanovené - legislativou, projektem, zákazníkem aj.). V navazující etapě tvorby výrobní konstrukční dokumentace již konstruktér, tj. pracovník odpovědný za tvorbu výrobní výkresové dokumentace, zpracovává konstrukci s ohledem na požadavky určené projektantem (návrhářem). Následně se v dokumentech v etapě technické přípravy výroby/montáže zpracují výrobně-technologické dokumenty (VTD) pro zajištění výroby/montáže – provede se návrh přípravků, zpracují se technologické postupy, instrukce a návodky apod..

Jedním ze základních požadavků kladených na svařované SKK je požadavek na bezpečnost a s tím související určitou projektovou životnost, zpravidla omezenou vnějšími vlivy jako je mechanické a korozní namáhání. Zajištění požadované úrovně bezpečnosti a životnosti vyžaduje od projektanta/konstruktéra definování požadavků na jakost svařovaných SKK a způsob a rozsah její kontroly a to v celém životním cyklu, včetně doporučení a předepsání kontrol v etapě provozu, stanovení intervalů provozních kontrol, kontrol při prodloužení životnosti např. tlakové nádoby apod.

K stanovení požadavků na jakost svařovaných SKK a svarových spojů je nejdříve nutné příslušné SKK zatřídit, klasifikovat, kategorizovat a stanovit všechny relevantní požadavky na bezpečnost svařovaného SKK.

Pokud na daný výrobek platí národní legislativa (a převzaté direktivy EU), může tato legislativa stanovovat třídy (kategorie) výrobků, jako je to např. u netopených tlakových nádob anebo potrubí, kdy související evropské normy na tyto netopené tlakové nádoby a potrubí jsou tzv. harmonizované a SKK v nich uvedené jsou stejným způsobem kategorizované. Klíčovým zákonem v ČR je tak zákon č. 22/1997 Sb. o technických požadavcích na výrobky, v platném znění a navazujících Nařízení vlády (NV). Znalost aktuální platné legislativy je tak základním a samozřejmým předpokladem pro projektanty a konstruktéry.

V případě svařovaných stavebních konstrukcí je pak zatřídění definováno v tzv. Eurokódech pro navrhování ČSN EN 1990 a související normě pro provádění ČSN EN 1090-1,2,3.

Správným zatříděním svařovaných SKK tak projektant stanoví okrajové podmínky pro kvalitu SKK a svarových spojů a související minimální požadavky na rozsah a způsoby (metody) provádění kontrol. Současná legislativa klade výlučnou odpovědnost vždy na výrobce svařovaných SKK. Výrobce je ten, kdo si uchoval plnou odpovědnost za výrobek a vystavuje k němu příslušnou projektovou, konstrukční a průvodní dokumentaci včetně tzv. prohlášení o shodě nebo jiný druh prohlášení např. dle ČSN EN 1090-1. Systém subdodávek mnohdy vede k zavádějící představě, že za výrobek ručí jen výrobce na konci subdodavatelského řetězce provádějícího výrobu.

Harmonizované normy uvádí zpravidla požadavky odstupňované dle dané kategorie tlakové nádoby, potrubí nebo stavební kovové konstrukce a stanovují i požadavky na zajištění jakosti svarových spojů skládající se zpravidla z určitého souboru opatření (volba materiálu, konstrukční detaily, výpočty, požadavky na výrobu aj.) včetně požadavku na systém zajištění kvality ve svařování dle ČSN N ISO 3834.

Každý projektant a konstruktér si musí uvědomit, že většina dnešních tzv. harmonizovaných norem na stanovené výrobky, jako jsou tlakové nádoby, potrubí, ocelové konstrukce apod. jsou tzv. generické povahy. To znamená že normy jsou navrženy tak, aby vyhovovaly pro použití v různých sektorech a oblastech průmyslu a různé aplikace a provozní podmínky. Požadavky těchto norem je nutné brát jako minimální nutné pro zajištění rozumné technické bezpečnosti a provozní spolehlivosti. Např. normy EN 13480 a EN 13445 neberou příliš v úvahu vliv provozního média a jeho korozních účinků a neřeší příliš ani provozní NDT.

Konrétní specifické aplikace každého projektu musí být vzaty v úvahu a zváženy případná rizika s ohledem na navržené rozsahy a metody nedestruktivního zkoušení. Na základě zkušeností provozních zatížení, degradačních mechanismů, požadavků na provozní spolehlivost aj. požadavků musí konstruktér/projektant navrhnout vhodné a dostatečné NDT, jejich rozsah a zkoušení. Pouhá znalost výrobkových norem se tak jeví nedostatečná a je potřeba, aby konstruktéři/ projektanti měli v závislosti od druhu výrobků dostatečné odborné znalosti z těchto NDT a z chování svarových spojů svařovaných konstrukcí. Spolupráce s NDT specialisty a technology je samozřejmá, přesto v mnohých tzv. pouze projektantských organizacích často podceňovaná a mající za důsledek návrhy s konstrukční dokumentaci s nedostatečným definováním požadavků na NDT. V praxi pak situaci často "zachraňují" technologové, řídící se generickými požadavky norem jako naprostým minimem technické praxe.

Stupně kvality svarových spojů

Mezi opatření umožňující definovat přímo požadavky na kvalitu svařovaných SKK je definování stupně kvality svarových spojů a definování minimálního požadovaného rozsahu kontrol (zpravidla vyjadřováno v % svarů dané konstrukce) a způsobu kontrol (jednotlivé tzv. metody kontrol). Některé normy a předpisy používají i jiný termín, jako je např. kategorie svarového spoje (ASME, PNAEG). V legislativě EU jsou harmonizovány normy ČSN EN ISO 5817, ČSN EN ISO 10042, ČSN EN ISO 13919-1 pro určení kvality svarového spoje.

Nejčastěji aplikovaná ČSN EN ISO 5817 pro ocel, nikl, titan a jejich slitiny stanovují tři stupně kvality svarových spojů B, C, D. Výrobkové normy pak zpravidla konkrétním kategoriím potrubí, tlakových nádob a konstrukcí přiřazují stupně kvality svarového spoje dle této normy, rozsahy kontrol (zpravidla vyjádřené v %) a způsoby kontrol (VT, PT, MT, RT, UT, ET). Na jednom svařenci (svarku), komponentě, systému nebo konstrukci se zpravidla bude vyskytovat více stupňů kvality svarových spojů.

Stupně kvality dle EN ISO 5817:2014:

            B         vysoký stupeň kvality

            C         střední stupeň kvality

            D         nízký stupeň kvality

         B+      vysoký stupeň kvality B s dodatečnými požadavky pro EXC4 dle EN 1090, nebo zvláštní požadavky na tlakové nádoby dle EN 13445 dle FATx.

Do EN ISO 5817:2014 byl zaveden termín hodnocení třídy únavy FAT. Klasifikační odkaz FATx slouží pro navrhování a kontrolu SKK dle např. EN 13480 a EN 13445. Konstruktér/ projektant může definovat na základě návrhu a výpočtu svařované SKK v konstrukční dokumentaci požadavky na FATx, které je nutné dodržet při výrobě a následně kontrolovat. Pro kategorie svarů, respektive stupně kvality B a C dle EN ISO 5847 jsou uvedeny v příloze C této normy dodatečné požadavky pro VT.

Svary pomocné a mírně staticky namáhané zpravidla stačí zatřídit dle ČSN EN ISO 5817-D. Svary tlakových nádob vystavené cyklickému namáhání pak nejčastěji lze zatřídit dle ČSN EN ISO 5817 do stupně C nebo B. Nově je možné používat i stupeň B+, pokud na základě výpočtu tlakové nádoby je potřeba zvýšit únavovou životnost svarového spoje.

Projektant a konstruktér by měl být seznámen i se základním popisem vad, které uvádí ČSN EN ISO 6520 a také se základní terminologií zejména v ČSN EN ISO 17659. Znalost obou norem je nezbytná pro používání správných odborných termínů, nemá-li docházet mezi profesemi a dokumenty k nedorozuměním.

Nejčastější zkušební metody pro svarové spoje

Projektant/konstruktér by měl být dobře seznámen se základními zkušebními metodami. Přehled uvádí norma ČSN EN ISO 17635.

Většina výrobkových norem uvádí pouze kontroly hotového svarového spoje po svaření. Pro předepisování NDT uvádí určitá doporučení norma ČSN EN ISO 17635.

Norma uvádí základní druhy NDT a jejich vhodnost. Dále je v příloze přiřazena k jednotlivým stupňům kvality svarů a metodám NDT i kritéria vyhodnocení. Norma řeší pouze kontroly po svařování.

Projektant/konstruktér je však odpovědný za stanovení i ostatních kontrol, jako je např. kontrola sestavení spoje, kontrola svarových ploch, mezikontroly apod., které stanovuje na základě požadavků vzniklých např. z provozních zkušeností, důležitosti konstrukce, zvyklostí v daném oboru apod.

Tabulka uvádí nejčastější metody NDT a jejich užívané značky.

Zkušební metoda Zkratka
Zkoušení vířivými proudy ET
Zkoušení magnetickým práškem MT
Kapilární zkoušení PT
Radiografické zkoušení RT
Zkoušení ultrazvukem UT
Vizuální zkoušení VT

Vliv návrhu, mezní stavy

Požadavky ve výrobkových normách jsou tzv. generické, stanovující minimální požadavky na stupně kvality a NDT, vycházející ze zatřídění a následné etapy návrhu a výpočtů. Projektant/konstruktér musí při návrhu svařované SKK určit požadavky na stupně kvality a rozsah NDT svarových spojů s ohledem na skutečné parametry a okrajové podmínky navrhovaného a konstruovaného SKK. Mnohdy požadavky na stupeň kvality vycházejí přímo z výpočtů a přímo mohou ovlivňovat rozsah NDT (viz. např. EN 13445-3).

Při navrhování svařovaných SKK vychází projektant/konstruktér zejména z tzv. mezních stavů únosnosti a použitelnosti, zpravidla uvedených v příslušných výrobkových normách (EN 1990, EN 13445). Jistou komplikací pro projektanty/konstruktéry je, pokud projektují a konstruují výrobek, na který nejsou výrobkové normy, který by je vedly při stanovování požadavků na stupeň kvality svarových spojů a rozsah a způsob provádění NDT. V takovém případě je běžnou inženýrskou praxí vypracování technických podmínek na výrobu, které definují požadavky na výrobu a kontroly.

Jedním ze základních faktorů majících vliv na kvalitu a tedy i požadovanou pevnost, korozní a únavovou životnost svarových spojů je přítomnost jak povrchových tak vnitřních vad. Geometrické provedení svarového spoje, geometrické vady tvaru a povrchu, aj. mají přímý vliv na únavovou životnost.

Konstruktér by měl mít základní znalosti z problematiky navrhování svarových spojů a o doporučeních při navrhování svarových spojů vydaných např. mezinárodní svářečskou federací IIW. Některá tato odporučení jsou promítnuta např. do výrobkových norem pro netopené tlakové nádoby a potrubí. Existuje rovněž rozsáhlá anglicko jazyčná literatura o únavovém chování svarových spojů a hodnocení jejich životnosti.

Předepisování kontrol

Předepsání požadavku na kvalitu svarových spojů a požadavků na rozsah a způsob NDT provádí projektant/konstruktér v závislosti na druhu dokumentace. Obecné požadavky uvádí projektant v příslušných technických zprávách, výpočtových zprávách a projektových výkresech. Může být vyžadováno vypracování technických podmínek na výrobu anebo plánů jakosti, kde budou stanoveny obecné anebo konkrétní postupy pro zajištění jakosti pro daný projekt nebo konstrukci. Nedílnou součástí stanovení požadavků na kvalitu svařovaných SKK je urční požadavků na svařování dle ČSN EN ISO 3834 uvádějící tři stupně zajištění jakosti ISO 3834-2,3,4.

Ve výkresové dokumentaci lze požadavky uvádět různými způsoby v závislosti od zažitého systému projektové organizace. Obecné údaje platné pro celý výkres se uvádí v rohovém razítku nebo v poznámkách. Konkrétní požadavky ke konkrétním svarovým spojům lze uvádět do symbolu dle ČSN EN ISO 2553.

Projektová/konstrukční dokumentace musí jednoznačně definovat stupně kvality svarových spojů, druhy NDT a rozsah NDT. Projektant/konstruktér je odpovědný za stanovení všech požadavků na NDT a vyžaduje to zpravidla spoluúčast specialisty na NDT anebo svářecího technologa.

Každá metoda NDT vyžaduje např. různý stupeň opracování povrchu (jeho drsnosti) nebo geometrické provedení a zajištění přístupu ke svaru. Pokud např. chce konstruktér předepsat u konkrétního svarového spoje kapilární kontrolu, musí předepsat požadované obrobení povrchu anebo volit takové metody svařování, které umožňují přímé provedení PT na neobrobeném povrchu. To však může být v rozporu s požadavkem provést před PT kontrolu vizuální. Konstruktér tak může rozepsat sled kontrol následovně: provést VT hotového neobrobeného svaru, obrobit, provést PT obrobeného svaru.

Při návrhu NDT musí být vzata v úvahu i přístupnost k provedení dané metody NDT. Pro přístup s ultrazvukovými sondami může být potřeba, aby konstrukce k tomu byla geometricky uzpůsobena.

V neposlední řadě musí být stanoveny kontroly ve vhodném pořadí a vhodných etapách výroby. U výrobků na které jsou kladeny vysoké požadavky, je zpravidla potřeba předepsat kontroly před svařováním popřípadě dozor v průběhu svařování. Dále může být potřeba zohlednit metalurgické aspekty výroby. Je-li např. materiál citlivý na vznik trhlin (horkých, studených), může konstruktér předepsat NDT po svaření a následně je zopakovat po tepelném zpracování. To platí zejména u nákladných výrobků, kde je vhodné ověřit stav hned ve stavu po svaření, aby se případně předešlo dalším finančním ztrátám prováděním tepelného zpracování u nevyhovujícího výrobku.

Technická příprava výroby

V etapě technické přípravy výroby/montáže se na základě projektové a konstrukční výkresové dokumentace vypracují výrobně-technologické dokumenty pro výrobu, které obsahují jak požadavky na stupně kvality svarových spojů, tak rozsah zkoušení a způsoby zkoušení. Jedná se zpravidla o tyto dokumenty:

  • Plán kontrol a zkoušek (dosud je ve firmách často používána jen průvodka)
  • Instrukce pro provádění jednotlivých metod NDT
  • Technologický postup výroby/montáže a případných prav
  • Technologický postup svařování (WPS)

V případě určených výrobků může být požadováno schválení některých typů dokumentů v závislosti od modulu shody a zatřídění SKK autorizovanou osobou. Tyto požadavky by měly být stanoveny v projektové etapě a např. uvedeny ve zpracovávaných plánech kvality.

2.       Etapy provádění NDT

Základní etapy, kdy se provádějí NDT, lze rozdělit na tyto:

  • Před svařováním
  • V průběhu svařování
  • Po svařování

Ve výrobkových normách ČSN EN ISO 13480 a ČSN EN ISO 13445 je např. požadováno provádět kontrolu všech sestavených tupých svarových spojů před svařováním, neuvádí však požadavky na provádění kontrol a zkoušek v průběhu svařování, které však požaduje provádět EN ISO 3834-2 a EN ISO 3834-3. Není tak jednoznačně určen výrobkovou normou požadavek na rozsah kontrol a popsána metoda kontroly, tj. detailní postup provádění kontroly. Samotná norma ČSN EN ISO 17637 uvádí, že nedefinuje rozsah vizuální kontroly a požaduje, aby rozsah kontrol byl definován předem, a dále popisuje provádění kontroly před svařováním velmi stručně: „Pokud se vizuální kontrola přípravy požaduje, musí být u spoje kontrolováno, zda:“

  • Tvar a rozměry přípravy svaru odpovídají požadavkům specifikovaným v postupu svařování
  • Svarové plochy a přilehlé povrchy jsou čisté a požadované opracování povrchu bylo provedeno podle uživatelské nebo výrobkové normy
  • Svařované díly jsou správně sestaveny a odpovídají výkresům nebo instrukcím

Z nové normy ČSN EN ISO 17637 vypadl požadavek na provádění VT před jakýmkoliv opracováním povrchu. Je proto vhodné stanovit požadavek na povrchový stav svarů pro kontrolu v konstrukční a VTD (výrobně-technologické dokumentaci). Pokud konstrukční a VTD neuvádí obrobení či jiné opracování povrchu svaru, provádí se VT hotového neobrobeného povrchu svaru a očištěné přilehlé plochy. Svarové spoje, které podléhají následné tlakové zkoušce a opakované kontrole, musí být čisté, bez povrchových úprav.

Ve větším rozsahu je pak kontrola před svařováním zmíněna v ČSN EN ISO 3834-2 takto: „Před zahájením svařování se musí zkontrolovat:“

  • Vhodnost a platnost osvědčení o zkouškách svářeče
  • Vhodnost specifikace postupu svařování (WPS)
  • Označení základního materiálu
  • Označení přídavných svařovacích materiálů
  • Příprava svarového spoje
  • Sestavení, upnutí a stehování
  • Jakékoliv zvláštní požadavky ve WPS
  • Vhodnost pracovních podmínek ke svařování…

Kontrola v průběhu svařování je v ČSN EN ISO 17637 popsána následovně: „Pokud se požaduje, musí být svar kontrolován během procesu svařování a kontroluje se, zda:“

  • Každá housenka nebo vrstva svarového kovu je vyčištěna před položením další housenky, zvláštní pozornost se věnuje napojení mezi svarovým kovem a svarovou plochou
  • Nejsou viditelné vady, například trhliny nebo dutiny, pokud jsou vady zjištěny, musí být zaznamenány tak, aby mohly být nápravným opatřením (rozuměj opravou) odstraněny před navařením další vrstvy svarového kovu
  • Přechod mezi housenkami a mezi svarem a základním materiálem je proveden tak, aby mohlo být dosaženo dostatečné natavení při svařování další housenky[1]
  • Hloubka a tvar drážkování je v souladu s WPS nebo srovnatelná s původním tvarem svarového úkosu tak, aby bylo zajištěno úplné odstranění svarového kovu dle požadavků[2]
  • Po nezbytných opravách/nápravných opatřeních svar vyhovuje původním požadavkům WPS

Ve větším rozsahu je pak kontrola v průběhu svařování zmíněna v ČSN EN ISO 3834-2 takto: „Během svařování se musí ve vhodných intervalech nebo průběžně monitorovat:“

  • Základní svařovací parametry (např. svařovací proud, napětí na oblouku, rychlost svařování)
  • Teplota předehřevu a teplota interpass
  • Čištění a tvar housenek a vrstev svarového kovu
  • Drážkování kořene
  • Sled svařování
  • Správné používání a zacházení se svařovacími/přídavnými materiály
  • Kontrola deformace
  • Každá mezioperační kontrola (např. kontrola rozměrů)

Výše uvedené kontroly před a v průběhu svařování uvedené v ČSN EN ISO 3834-2 jsou tedy ve srovnání s ČSN EN ISO 17637 výrazně rozšířené, a to o vlastní aspekty technologie svařování. Z toho plyne, že kontroly související s rozsahem dle ČSN EN ISO 17637 pro vlastní vizuální (a rozměrovou) kontrolu, vyžadují odborné znalosti stanovené kvalifikační normou EN ISO 9712. Naopak kontroly související s rozšířeným rozsahem dle ČSN EN ISO 3834-2 pro kontrolu zajištění celkového procesu svařování vyžadují odborné znalosti stanovené pro pracovníky koordinace svařování/svářečského dozoru ve smyslu ČSN EN ISO 14731.

Praxe ukazuje, že pokud pracovníci technické kontroly mají kvalifikaci dle ČSN EN ISO 9712, zpravidla nemají rozšířené znalosti tak, aby mohli odborně provádět rozšířené kontroly související s technologií svařování, jako je dodržování WPS, parametrů svařování, apod.

Pokud je požadováno (v dokumentech QMS anebo v konstrukční a VTD) provádění kontrol a zkoušek před svařováním a v průběhu svařování, je vhodné, aby NDT pracovník byl kvalifikován vedle standardní normy ČSN EN ISO 9712 také některou z vhodných kvalifikací dle schématu IIW, jako je např. mezinárodní svářečský inspektor nebo mezinárodní svářečský technolog. Praxe totiž ukazuje nutnost rozšířených znalostí, než které zajišťuje kvalifikace pracovníka dle schématu v ČSN  EN ISO 9712. V praxi osvědčeným řešením pak je provádění kontrol před a v průběhu svařování pracovníkem svářečského dozoru s kvalifikací rozšířenou o osvědčení VT dle ČSN EN ISO 9712.

Pracovníci kontroly svařování (koordinátoři svařování, NDT pracovníci) musí mít přístup ke všem potřebným dokumentům. Zajištění kvality svarových spojů v etapě výroby anebo montáže začíná, ještě než je svařování zahájeno. Nastudování výrobní anebo montážní dokumentace (výkresy, návodky, instrukce, technologické postupy, postupy svařování, plány kontrol a zkoušek, programy jakosti, apod.) je nezbytné k získání potřebných vstupních dat k zajištění kontrol v celém procesu svařování, tj. v etapách před svařováním, v průběhu svařování a po svařování, zjištění konfigurace svařence nebo potrubních tras, požadavků na rozsah kontrol, požadavků na kritéria přípustnosti a další specifické požadavky. Přezkoumání jakýchkoliv požadavků konstrukční a VTD uplatněné v celém procesu svařování je tak nezbytnou schopností pracovníka provádějícího kontrolu svařování. To vyžaduje rozsáhlé znalosti a zkušenosti. Znalost technických norem je pak nezbytná pro všechny kontrolory.

Než je svařování zahájeno, kontrolor provádí kontrolu stavu povrchů určených ke svaření a jejich shodu s definovanými požadavky konstrukční a VTD, kontroluje sestavení, správnost značení materiálů včetně svařovacích, aj. Již v této etapě jsou tedy požadovány odborné znalosti technologie svařování – značení svařovacích materiálů, čtení WPS, porozumění jejímu obsahu apod. V průběhu svařování pak provádí kontrolu kladených svarových housenek, jejich napojování, natavování základního materiálu aj. Kontrolor může vykonávat rozličné kontroly svařování: při kvalifikaci svářečů, při kvalifikaci postupu svařování a pracovních zkouškách svářečů při výrobě, při montáži, při opravách. Každá činnost pak může mít své specifické požadavky.

Určitá nejednotnost v popisu vizuálních kontrol v jednotlivých etapách procesu svařování v současných evropských výrobkových normách a nekvalita překladu přímo vyžadují vypracování detailní instrukce k dané problematice, respektive materiálu pro školení personálu a současně vyžaduje od konstruktérů jednoznačné definování požadavků na kontroly před svařováním, v průběhu svařování a po svařování. To zpravidla vyžaduje úzkou spolupráci s příslušným technologem svařování odpovědným za koordinaci procesu svařování. Jak překlady řady norem EN ISO 3834, tak EN ISO 17637 a předchozí EN 970 z technické angličtiny do českého jazyka obsahují mnoho chyb, mnohdy nerespektují vydané slovníky a definice (EN 1792, EN ISO 4063, EN ISO 6497, EN 14610, EN ISO 17659).

Kontrola kvality svarových spojů obecně zahrnuje:

  • Kontrolu osvědčení/kvalifikace koordinátorů svařování/ svářečského dozoru a svářečských kontrolorů (NDT pracovníků)
  • Kontrolu platnosti osvědčení/kvalifikace svářečů a operátorů
  • Kontrolu VTD, dokumentace KSS, vhodnost WPS a shodu s WPQR
  • Kontrolu kvality základních a přídavných materiálů, značení
  • Kontrolu stavu zařízení pro sestavení (přípravků)
  • Kontrolu zařízení pro svařování, předehřev a tepelné zpracování
  • Kontrolu před svařováním
  • Kontrolu v průběhu svařování
  • Nedestruktivní kontrolu hotového svarového spoje
  • Kontroly stavu materiálů pro defektoskopii
  • Destruktivní kontrolu hotového svarového spoje
  • Tlakové a těsnostní zkoušky

Účelem kontrol je identifikování všech nepřípustných povrchových a vnitřních vad definovaných v konstrukční a VTD. Každý stav povrchu a objemu svarového spoje, který vykazuje odchylky nepřípustné, je vadný. V případě pochybností se provádí doplňkové zkoušky apod.

Dalším účelem kontroly, prováděné před svařováním a v průběhu svařování jsou předcházení vzniku vad, případně včasné identifikování možných problémů v procesu svařování a v neposlední řadě v zajištění důvěryhodnosti ve zvláštní proces svařování.

Znalost příčin vzniku různých defektů může napomoci při stanovování typu vad. Při svařování můžou nejčastěji vzniknout vady z následujících důvodů:

  • Svařitelnost materiálů je obtížná, nedodržení tepelných režimů svařování
  • Nedostatečná, nevhodná příprava svarových ploch
  • Nevhodné parametry svařování
  • Nevhodné svařovací materiály
  • Nevhodné svařovací zařízení
  • Nevhodný postup nebo technologie (metoda) svařování
  • Nezkušený, nekvalifikovaný svářeč nebo operátor

Kritériem jakosti hotových svarových spojů je jeho celistvost a stav vnějšího povrchu v souladu s požadavky na ně kladené příslušnou konstrukční a VTD (technickými normami, technickými podmínkami, aj.).

Nedílnou součástí vizuální kontroly je rozměrová kontrola sestavení svarového spoje a hotového svaru a jeho shoda s požadavky konstrukční a VTD. Správně sestavení a nastavení potřebné geometrie je nezbytným předpokladem dosáhnutí požadovaných kritérií přípustnosti kvality svarového spoje.

Typy vad ve svarových spojích popisuje obecně EN ISO 6520. Znalost typů vad je základní znalostí konstruktérů i kontrolorů a je potřeba jisté praxe k správnému určení typu vady, mnohdy ve vazbě k použité metodě svařování.

3.       Provádění NDT

Správná aplikace NDT závisí na schopnostech a řádných teoretických znalostech kontrolorů a na praktických dovednostech. To vyžaduje, aby organizace měla psané postupy provádění kontrol a zkoušek. Psaný postup zabezpečuje, že provádění kontrol je zabezpečeno, řádně prováděno a kontrolováno ve všech požadovaných etapách procesu svařování.

V souladu s požadavky ČSN EN ISO 3834-2, ČSN EN ISO 9001 na dokumentované postupy a požadavku ČSN EN ISO 17635 musí výrobce mít psaný postup (instrukci). Postup může mít všeobecnou formu bez ohledu na typ či charakter výrobku nebo situaci a který by měl minimálně obsahovat:

  • Popis kontrolovaného předmětu
  • Rozsah kontroly
  • Techniku a postup kontroly
  • Stav povrchu
  • Přípravu povrchu
  • Etapu provádění kontroly
  • Požadavky na personál
  • Kritéria přípustnosti
  • Osvětlení
  • Použité vybavení
  • Protokol, typ formuláře, povinný obsah aj.

4.       Zobrazování svarových spojů na výkresech a WPS

Znalost zobrazování svarových spojů na výkresech je nezbytným předpokladem pro komunikaci mezi konstruktéry/projektanty a NDT pracovníky.

Zobrazování svarových spojů na výkresech svařovaných SKK se provádí dle EN 22553 a po přechodu na normu ISO pak podle EN ISO 2553:2013. Výkresová dokumentace tak může obsahovat obojí způsob značení v závislosti od doby vzniku. Výše uvedené normy uvádějí značky svarů a doplňkové značky, rozměry a doplňující informace. Doplňující informace ve značce svaru mohou definovat požadavky a kritéria kontrol. Jiný možný způsob je definování kontrol v poznámkách na výkrese, který je při větším množství informací přehlednější anebo tabulkou svarů a jejich kontrolních operaci.

Některé výrobkové normy mohou uvádět odlišný přístup při stanovování „nosné“ tloušťky koutových svarových spojů. Typickým příkladem je odlišný přístup ASME od EN 13445. Použití norem pro konstruování je tak důležitým ukazatelem pro přístup při hodnocení některých charakteristik a kritérií přípustnosti. Vzájemné „křížení“ norem není zpravidla přípustné. Znalost výrobkových norem a zejména sekcí (částí) pro výrobu a kontroly (např. EN 13480-4,5 a EN 13445 4,5, EN 1090-1,2 apod.) je nezbytnou součástí znalostí NDT pracovníků. Stanovení toho, jaké normy použít pro výrobu a kontroly, je odpovědností projektanta/konstruktéra.

Detailní znalost výkresové dokumentace, technických specifikací, instrukcí, návodek a technických podmínek na kontrolovaný produkt je nezbytná před provedením příslušných NDT.

V souvislosti se znalostí značení svarových spojů je nutné znát odbornou terminologii v EN ISO 17659, která uvádí odborné termíny z oblasti návrhu svarových spojů, přípravy sestavení svarových spojů a z oblasti vad svarových spojů a dále znát základní způsoby značení doplňkových informací ve značce svaru, metody svařování, polohy svařování, klasifikace přídavných materiálů, aj..

Základní znalosti z oblasti specifikování postupu svařování

Součástí VTD je i technologický postup svařování, tzv. specifikace postupu svařování WPS. WPS uvádí postup provedení svarového spoje. Požadavky na kvalifikace postupů svařování a WPS uvádí EN ISO 15607 a EN ISO 15609-1. Znalost a porozumění WPS je nezbytnou vlastností NDT pracovníka. WPS má charakter technologické instrukce / návodky a může obsahovat požadavky a kritéria pro sestavení a provedení svarového spoje a požadavky na NDT.

Základní definice metody svařování uvádí EN 14610 a základní přehled metod a jejich číslování uvádí EN ISO 4063. Při výrobě běžných svařovaných SKK se nejčastěji vyskytují následující metody svařování:

111- ruční obloukové svařování obalenou elektrodou 141 – obloukové svařování wolframovou elektrodou v inertním plynu (WIG, TIG svařování) 131 – obloukové svařování tavící se elektrodou v inertním plynu (MIG svařování) 135 – obloukové svařování tavící se elektrodou v v aktivním plynu (MAG svařování) 121 svařování pod tavidlem drátovou elektrodou

Plyny pro svařování uvádí EN ISO 14175. Základní definice polo svařování uvádí EN ISO 6947. Rozdělení kovových materiálů do skupin je uvedeno v TNI CEN ISO/TR 15608. Směrnice stanovuje jednotný systém zařazení evropských materiálů do skupin pro účely svařování. Zařazení do skupin 1 až 11 vychází z rozboru chemického složení materiálu a u skupin 1 a 1 se bere do úvahy i zaručovaná mez kluzu ReH [MPa]. Příklady zařazení materiálů do skupin uvádí CEN ISO/TR 20172. Uvádění skupin anebo podskupin se provádí do výkresové dokumentace, dále do WPS a také do WPQR.

Nejčastěji používané materiály na svařované SKK jsou nelegované a nízkolegované oceli, vysokolegované korozivzdorné oceli, případně niklové slitiny. Základní znalosti těchto materiálů a zejména jejich technických dodacích podmínek je vhodná pro pracovníky NDT. Technické dodací podmínky na hutní polotovary zpravidla uvádějí požadavky a kritéria na vizuální a rozměrovou kontrolu těchto hutních polotovarů.

Terminologii a slovníky z oblasti svařování uvádí např. tyto normy:

  • EN ISO 17659
  • EN 1792
  • ČSN 050000
  • ČSN 050002
  • TNI CEN/TR 14599

Základní druhy spojů dle ISO 17659:

  • Tupý spoj
  • Rovnoběžný spoj
  • Přeplátovaný spoj
  • T-spoj
  • Křížový spoj
  • Úhlový spoj
  • Rohový spoj
  • Čelní plochý spoj
  • Vícenásobný spoj
  • Křížový spoj

5.       Typy vad svarových spojů

Obecné rozdělení

Obecně je lze rozdělit dle EN ISO 9620-1 na:

  • Trhliny
  • Dutiny
  • Pevné vměstky
  • Studené spoje a neprůvary
  • Vady tvaru a rozměru (svarových hran a sestavení svarového spoje, svarových spojů)
  • Jiné (různé) vady

Podrobný seznam typů vad je uveden v EN ISO 9620-1. Níže je uveden souhrnný seznam s číselným označením dle této normy:

Typy trhlin (100)

Trhliny viditelné na povrchu svarového spoje lze dle EN ISO 6520-1 rozdělit na:

  • Podélné 101
  • Příčné 102
  • Hvězdicové 103
  • Kráterové 104
  • Skupina nespojitých trhlin 105
  • Rozvětvené trhliny 106

Typy dutin (200)

Dutiny viditelné na povrchu svarového spoje lze dle EN ISO 6520-1 rozdělit na:

  • Plynové 201
  • Staženiny 202
  • Mikrostaženina 203

Typy pevných vměstků (300)

Pevné vměstky viditelné na povrchu svarového spoje lze dle EN ISO 6520-1 rozdělit na:

  • Struskové 301
  • Tavidlové 302
  • Oxidické 303
  • Kovové 304

Typy studených spojů a neprůvarů (400)

Studené spoje a neprůvary viditelné na povrchu svarového spoje lze dle EN ISO 6520-1 rozdělit na:

  • Studený spoj 401
  • Neprůvar (nedostačující průvar) 402
  • Jehlice 403

Typy vady svaru (500)

Vady tvaru viditelné na povrchu svarového spoje lze dle EN ISO 6520-1 rozdělit na:

  • Zápal (vrub) 501
  • Nadměrné převýšení tupého svaru 502
  • Nadměrné převýšení koutového svaru 503
  • Nadměrný průvar (nadměrné převýšení kořene) 504
  • Strmý (nesprávný přechod) 505
  • Přetečení 506
  • Lineární přesazení (vnějších anebo vnitřních hran) 507
  • Úhlové přesazení
  • Proláklina 508
  • Díra 510
  • Neúplné vyplnění svaru 511
  • Nadměrná asymetrie koutového svaru 512
  • Nepravidelná šířka 513
  • Nepravidelný povrch 514
  • Hubený kořen 515
  • Pórovitost kořene 516
  • Vadné napojení 517
  • Nadměrná deformace 520
  • Nesprávný rozměr svaru 521

Typy vad: různé vady svaru (600)

Vady tvaru viditelné na povrchu svarového spoje lze dle EN ISO 6520-1 rozdělit na:

  • Dotyk elektrodou 601
  • Rozstřik 602
  • Vytržený povrch 603
  • Stopa po broušení 604
  • Stopa po sekání 605
  • Podbroušení 606
  • Vada stehu 607
  • Přesazení protilehlých housenek 608
  • Náběhové zbarvení 610
  • Okujený povrch 613
  • Zbytek tavidla 614
  • Zbytek strusky 615
  • Špatné sestavení koutových svarů 617
  • Bobtnání 618

6.       Příčiny vad svarů

Příčiny vad při metodě 141 a 111

Uveden je příklad dvou metod svařování a jejich nejčastější typy vad. Přehled poskytuje projektantům/konstruktérům informaci, jak některé konstrukční aspekty mohou mít dopad do vzniku vad.

Vady ve svarových spojích mají různé příčiny a jsou závislé na použité technologii svařování. Znalost příčin vzniku jednotlivých typů vad usnadňuje jejich identifikování a mimo jiné vysvětluje, proč je nutné dbát důraz na průběžné kontroly v etapách před svařováním a v průběhu svařování. Většina vad má totiž příčiny v těchto etapách! Níže jsou uvedeny běžné příčiny vzniku vad při použití metody č. 141 a 111.

Trhliny:

  • Nevhodný přídavný materiál a základní materiál z pohledu metalurgického
  • Velké vnitřní pnutí
  • Nedostatečné vyplnění koncového kráteru přídavným materiálem
  • Velmi tuhé upnutí
  • Velký odvod tepla
  • Nedodržení předepsaného tepelného režimu - předehřevu, dohřevu, řízeného ochlazování, tepelného zpracování

Plynové dutiny:

  • Nečistý ochranný plyn
  • Nedostatečná ochrana, malé množství ochranného plynu, netěsnost v přívodu plynu
  • Vlhkost na povrchu dílů
  • Znečištěný základní anebo přídavný materiál

Vměstky

  • Dotyk wolframové elektrody s tavnou lázní
  • Proudové přetížení wolframové elektrody
  • Nevhodný druh a průměr wolframové elektrody

Studený spoj:

  • Nevhodné rychlosti postupu svařování
  • Velký průměr přídavného materiálu
  • Malá intenzita svař.proudu
  • Nečistoty svarových ploch anebo přídavného materiálu

Neprůvary:

  • Velká postupová rychlost
  • Malá intenzita svař.proudu
  • Velké otupení
  • Malý úhel rozevření
  • Příliš velké přesazení hran kořene svaru
  • Velký průměr přídavných materiálů
  • Malá mezera v kořeni svaru

Vady tvaru a rozměru:

  • Zápaly: Nesprávný sklon hořáku, elektrody, nadměrná intenzita svař.proudu
  • Přesazený materiál (vnitřní a nebo vnější povrch u tupých spojů): Špatně slícovaný spoj, špatné zajištění a stehování.
  • Přetečení krycí nebo kořenové vrstvy: Velká tavná lázeň (nadměrný rozkyv anebo svař.proud), nadměrné množství přídavného materiálu, nevhodný sklon hořáku anebo elektrody
  • Strmý přechod svaru: Souvisí s nadměrným převýšením svaru a s jeho případným přeteklým povrchem, malá postupová rychlost,
  • Nadměrné převýšení kořene: Velká kořenová mezera, malé otupení, malá postupová rychlost, velká intenzita svař. proudu
  • Nadměrně převýšený svar: Malý svař.proud, malá postupová rychlost, velký průměr přídavného materiálu použitý pro krycí vrstvu, nadměrně vyplněný svarový úkos předchozí vrstvou
  • Proláklý svar: U jednovrstvého svaru nadměrná kořenová mezera, u vícevrstvého svaru špatně rozložené vrstvy, velká postupová rychlost svařování, použití velkého průměru přídavného materiálu anebo příliš široká lázeň krycí vrstvy.
  • Neúplné vyplnění svaru: Malá tavná lázeň, velká postupová rychlost svařování, použití malého průměru svařovacího materiálu u krycí vrstvy anebo malé proudové intensity.
 

Příklad instrukce na provádění vizuální kontroly svarů dle ČSN EN ISO 17637

Článek uvádí příklad zpracování instrukce na provádění vizuální kontroly svarových spojů a jejich svarových ploch. Poskytuje tak praktický vhled do problematiky provádění vizuální kontroly pro projektanty, konstruktéry, technology ale i svářeče.

Vizuální kontrola je klíčovou kontrolou, kterou lze s nízkými náklady (ve srovnání s ostatními NDT) provádět a při tom lze, pokud se provádí dle požadavku daného projektantem/ konstruktérem a příslušných firemních instrukcí, předejít mnoha problémům v zajištění kvality svarových spojů. Konstruktér si samozřejmě musí uvědomit, že předepsání jakékoliv kontroly je činnost neproduktivní, přinášející jen náklady a musí velmi dobře zvážit předepisování kontrol. Předepisování kontroly rozměru svaru v rozsahu 100% všech svarů a všech výrobků je běžnou chybou konstruktérů. Svary nenosné a pomocné se tím výrazně prodraží a technický význam je minimální. Bohužel některé výrobkové normy vyžadují 100% vizuální kontrolu svarových spojů v etapě po svařování, nepředepisují však zpravidla podrobnou metodiku provádění kontroly a detailní popis dokumentace kontroly. Způsobem dokumentace může být tak jak protokol, tak třeba jen záznam v PKZ nebo průvodce.

Velmi obecně je vizuální kontrola popsána v ČSN EN ISO 17637. Rozsah kontroly v této normě je opravdu jen rámcový a mnohdy je u položky uvedeno "je-li požadováno". Konstruktér se tak pohybuje mezi požadavky výrobkových norem a technickým smyslem těchto požadavků a na druhé straně mezi velmi benevolentním popisem vizuální kontroly v ISO 17637, daným neúprosným tlakem průmyslové lobby na minimalizaci nákladů.

Většina výrobkových norem předepisuje zpravidla jen kontrolu po svařování v rozsahu 100%. Konstruktéři a technologové si však musí uvědomit, že to již často může být pozdě a že v duchu doporučení v ISO 3834 je potřebné provádět kontroly před svařováním a mnohdy i v průběhu svařování.

Kontrolní činnosti provádějí pracovníci technické kontroly nebo pracovníci koordinace svařování (svářečský dozor ve smyslu českého překladu termínu "welding koordinatr"), pokud je požadováno provádět vizuální kontrolu v jedné z následujících etap: před svařováním, v průběhu svařování, po svařování.

To, kde a jaké kontroly se budou provádět, stanovuje projektant/konstruktér na výkresové dokumentaci a v technických podmínkách na výrobu. Protože se předpokládá, že pracovníci projekce/konstrukce nejsou zpravidla dostatečně odborně znalí metod NDT, jejich předepisování a provádění, zpravidla je požadováno v technické praxi, aby při návrhu rozsahu a druhu zkoušek spolupracovali specialisté z oblasti svařování a NDT. V neposlední řadě rozsah a druh zkoušek uvádějí výrobkové normy (např. na tlakové nádoby, potrubí, kotle). Vždy je tedy třeba splnit požadavky příslušných norem, pokud jsou požadovány projektem nebo platnou legislativou. Jsou-li např. prováděny tupé svarové spoje na dílech vystavených tlaku dle ČSN EN 13480 nebo ČSN EN 13445, je v normě požadováno provést kontrolu sestavení před svařováním. Zpravidla však již není uvedeno v normách, jak zkoušky dokumentovat a podrobná metodika také chybí, respektive je v lepším případě řešena odkazem na ISO 17637.

Požadavky norem jsou samozřejmě minimální požadavky, které je nutné pro dosažení shody dodržet. Další rozsah kontrol může být dán zkušeností výrobce a požadavky konstruktérů, kdy při výrobě náročných zařízení je důsledně vyžadováno provádět kontroly jak před svařováním tak v průběhu svařování v příslušném rozsahu.

Rozsah provádění vizuální kontroly se uvádí u důležitých výrobků do PKZ (plánů kontrol a zkoušek). V některých případech je zpracování PKZ vyžadováno výrobkovou normou. V technické praxi je však dosud více zavedeno dokumentování provedených kontrol spíše do tzv. průvodek.

Nad rámec požadavků na vizuální kontrolu v etapách před, v průběhu a po svařování se v praxi musí provádět i průběžný dozor prováděný kvalifikovaným personálem z řad technologů svařování. Tento dozor je zpravidla rozšířen o dlaší kontrolní činnosti, jako je zejména kontrola dodržování parametrů svařování, kontrola kvalifikace svářečů (je-li požadována), kontrola dokumentace apod. Tato kontrola může být buď namátková nebo v rozsahu definovaném v PKZ anebo směrnicích výrobce v závislosti na druhu výrobku.

1.       Metodika provádění kontroly

1.1.     Všeobecně

Podle použitých kontrolních prostředků se VT rozděluje na dvě základní metody:

  1. Přímá vizuální kontrola (direct visual testing): je kontrola, při které není přerušena optická dráha mezi okem pozorovatele a kontrolovanou plochou a kontrola se provádí bez pomůcek nebo s použitím pomůcek typu zrcadla, čočky, boroskopy, fibroskopy, aj dle A2 v ČSN EN 13927
  2. Nepřímá vizuální kontrola (remote visual testing): je kontrola, při které je přerušena optická dráha mezi okem pozorovatele a kontrolovanou plochou a kontrola se provádí pomocí přístrojů typu fotokamery, obrazové senzory, videokamery aj. dle A3 v ČSN EN 13927

Přímá kontrola se provádí prostým okem nebo pomocí lupy, optických endoskopů. Použití metody je omezeno při použití oka pouze na povrch pod min. úhlem pohledu 30°. Tj. kontrolovaný povrch musí být dostatečně přístupný pro splnění této podmínky a také podmínky dostatečného osvětlení.

Nepřímá metoda se provádí pomocí optických nebo opto-elektrických zařízení (videoskopů) tam, kde není možné splnit podmínky pro přímou metodu, zpravidla z důvodu přístupnosti, nebo kde je požadován obrazový záznam.

VT se aplikuje na hutní polotovary (vývalky, výkovky, odlitky, apod.), díly a komponenty, montážní podsestavy a svarové spoje.

Základní metodika provádění vizuální a rozměrové kontroly vychází z ČSN EN ISO 17635, ČSN EN ISO 17637, ČSN EN ISO 3834-2. Specifické požadavky uvádí technické podmínky a výrobkové normy např.ČSN EN 13480, ČSN EN 13445 aj.

Kontrola povrchu (líc i rub) hotových svarových spojů se provádí bezprostředně po svaření, ve stavu bez jakéhokoliv obrábění, není-li v dokumentaci anebo výrobkové normě, technických podmínkách předepsáno jinak (např. jsou konstruktérem předepsány úpravy povrchu svaru ke zvýšení únavové životnosti, předepsaný termický oddych, apod). Pokud je to fyzicky možné, musí se u jednostranných tupých svarových spojů provést kontrola kořene. To může vyžadovat pečlivé plánování postupu svařování (postupu kontrol).

Před svařováním tupých spojů se musí vždy provádět kontrola sestavení, jak vyžaduje např. EN 13480, EN 13445. To může opět vyžadovat pečlivé plánování postupu svařování (postupu kontrol) a rozepsání vizuální kontroly do minimálně dvou etap: kontrola před svařováním a kontrola po svařování. Kontroluje se shoda s požadavky Výrobkové normy EN 13480, EN 12445 přímo neuvádí způsob dokumentování kontroly před svařováním a v průběhu svařování. Druh dokumentu kontroly dané kontrolní operace musí předepisovat PKZ popřípadě technologický postup.

 Základní postupy provádění kontrol uvádí následující text:

 2.       Vstupní kontrola dílů a polotovarů určených ke svaření

2.1.     Všeobecně

Vizuální a rozměrová kontrola materiálů (dílů, polotovarů, komponent, podsestav) v etapě vstupní kontroly se provádí při dodávce materiálu do podniku nebo organizačního útvaru za účelem ověření jejich shody s požadavky výrobně-technologické dokumentace (VTD), nákupní specifikace aj.

2.2.     Vizuální kontrola

Při vstupní kontrole polotovarů, výrobků včetně svařovaných, litých a kovaných, je vizuálně nutné kontrolovat zejména:

  1. Povrchy výrobků z vnější a vnitřní strany
  2. Hrany určené ke svařování (svarové hrany, úkosy)
  3. Svarové spoje svařovaných podsestav

Kontrola se provádí za účelem zjištění stavu dodávky a případných poškození, deformací, povrchových trhlin, rozvrstvení, zaválcování, otluků, rýh, dutin a jiných nestejnorodostí; za účelem kontroly geometrických rozměrů polotovarů a dílů; za účelem kontroly přípustnosti zjištěných deformací a povrchových nestejnorodostí s primárním cílem potvrzení shody se specifikovanými požadavky na dodávku, které lze ohledat pomocí vizuální a rozměrové kontroly. Pokud je kontrolován díl svařený (podsestava), kontroluje se také namátkově nebo dle požadavků vizuálně svarové spoje.

Při vizuální kontrole svařovaných dílů a polotovarů určených ke svařování se provádí ohledání příslušných povrchů základního materiálu, TOO a svarového kovu na přítomnost vad definovaných v ČSN EN ISO 6520-1, a příslušných TDP na hutní polotovary a související VTD a konstrukční dokumentaci.

Kontroluje se povrch ploch určených ke svaření (svarových ploch, úkosů), svarový spoj (u svařených podsestav), teplem ovlivněná oblast a také přilehlá oblast svarového spoje a povrchu určeného ke svaření do vzdálenosti min.20mm.

2.3.     Rozměrová kontrola

Na hutních polotovarech se provádí dle údajů objednávky a technických dodacích podmínek, výrobkových norem aj. Ověřuje se soulad naměřených rozměrů s požadavky.

Na dílech určených ke svaření se provádí kontrola rozměrů dílu a zejména připravených úkosů svarových ploch a celkový rozměr dílu v souladu s výrobní výkresovou dokumentací.

Provádí se na daném svarovém spoji (podsestavy) po provedení vizuální kontroly minimálně na třech místech délky svaru. Vychází se z výsledků vizuální obhlídky stavu povrchu a přednostně se měří ty úseky, které vzbuzují pochybnosti o shodě s požadavky na šířku, převýšení, symetrii, vlnitost aj. povrchové měřitelné vady povrchu a geometrie svarového spoje.

2.4.     Metoda kontroly povrchu hutních materiálů a polotovarů

Ohledává se povrch materiálu na přítomnost rýh, vrypů, vrubů, trhlin, rozvrstvení, zaválcování vměstků, otlučenin, dutin, struskových vměstků, studených spojů, pórů, zápalů, aj. vad definovaných ve VTD.

Vizuální kontrola se provádí v případě hutních polotovarů, dílů a montážních celků na všech dostupných místech (površích) a kde je to nutné (např. odbočky na potrubí, hrdla, aj.), použije se endoskopů (boroskopů).

2.5.     Metoda kontroly svarových ploch

Vizuální kontrola svarových ploch (úkosů) se provádí zpravidla v následujícím rozsahu:

  1. Kontrola tvaru a rozměrů svarových ploch včetně kontroly ovality konců potrubí
  2. Kontrola rozměrů kalibrace na potrubí, je-li provedena anebo předepsána ve VTD
  3. Kontrola čistoty svarových ploch, drsnosti, odstranění stop po tepelném dělení materiálu a zabarvení materiálu
  4. Kontrola značení základního materiálu

2.6.     Metoda kontroly svarových spojů

Provádí se dle postupu pro vizuální a rozměrovou kontrolu hotových svarů po svaření.

2.7.     Rozsah

Rozsah provádění kontrol uvádí konstrukční a VTD, technické podmínky aj. Provádí se na dílech určených ke svaření, polotovarech, podsestavách aj.

2.8.     Požadavky

Výsledky vizuální a rozměrové kontroly musí splňovat kritéria konstrukční a VTD, požadavky technických podmínek a souvisejících dokumentů.

2.9.     Výstup

Výstupem z kontroly je protokol nebo zápis do deníku dle požadavku PKZ anebo jiných předpisů.

3.       Kontrola před svařováním

3.1.     Metoda

Provádí se zpravidla v následujícím rozsahu:

  1. Kontrola geometrického tvaru a rozměrů opracovaných hran svarových ploch (úhly sražení hran, rozměry otupení, geometrie úkosu, aj.) včetně kontroly ovality konců potrubí a kontrola rozměrů kalibrace na potrubí anebo jiných tupých spojích, je-li předepsána
  2. Kontrola odstranění TOO, stop a okují od tepelného dělení (v závislosti od požadavků konstrukční a VTD, norem, technických podmínek)
  3. Kontrola rozměrů sestavení svarového spoje, zejména kontrola mezer/spár mezi otupením a kontrola přesazení vnějších a vnitřních povrchů tupých spojů
  4. Kontrola tavných vložek a podložek, jsou-li použity
  5. Kontrola kvality stehů vizuálně na nepřítomnost vad, trhlin a kontrola měřením
  6. Kontrola čistoty svarových ploch a přilehlé oblasti svarového spoje
  7. Kontrola ochrany přilehlých oblastí svarového spoje proti nadměrnému rozstřiku (zpravidla u austenitických materiálů)
  8. Kontrola značení základního materiálu a jeho přenosu (značka oceli, číslo tavby, rozměr) a jeho shody s požadavky konstrukční a VTD, WPS
  9. Kontrola správnosti předepnutí, je-li požadováno nebo prováděno
  10. Je-li požadováno, provede se výchozí měření výchozích hodnot smrštění (deformací) svarového spoje vhodným způsobem, např. na kontrolních důlčících apod.

3.2.     Rozsah

Rozsah provádění kontrol uvádí konstrukční a VTD, WPS, technické podmínky aj. Provádí se na dílech určených ke svaření.

3.3.     Požadavky

Výsledky vizuální a rozměrové kontroly musí splňovat kritéria konstrukční a VTD, WPS, požadavky technických podmínek a souvisejících dokumentů.

3.4.     Výstup

Výstupem z kontroly je protokol nebo zápis do deníku dle požadavku PKZ anebo jiných předpisů.

4.       Kontrola v průběhu svařování

4.1.     Metoda

Vizuální kontrola v průběhu svařování se provádí zpravidla v následujícím rozsahu:

  1. Kontrola čistoty svarových housenek svařovaných obalenou elektrodou (a dalšími metodami zanechávajícími strusku) od strusky, kontrola a čištění od oxidů u metod svařování v ochranných plynech
  2. Kontrola stavu povrchu očištěných housenek na nepřítomnost vad charakteru trhlin, kráterů a pórů, kontrola správnosti natavení základního materiálu, kontrola nepřítomnost rozvrstvení a přeteklých okrajů, aj. nepřípustných vad,
  3. Kontrola napojení svarových housenek bez vad, kontrola kvality stehů, jejich rozmístění, velikost, neporušenost,
  4. Kontrola úplnosti a správnosti odstranění stehů, je li předepsáno jejich odstranění v průběhu svařování,
  5. Kontrola kvality použití/ ustavení fixačních přípravků v průběhu svařování
  6. Kontrola čistoty svarových ploch,
  7. Kontrola správnosti předepnutí, je-li požadováno nebo prováděno,
  8. Je-li požadováno, provede se průběžné měření hodnot smrštění (deformací) svarového spoje vhodným způsobem, např. na kontrolních důlčících apod.,
  9. Je-li předepsáno drážkování (u oboustranných tupých spojů), kontroluje se rozměr a tvar drážkování a jeho shoda s požadavky VTD, WPS. Není-li tvar drážky definován, měl by odpovídat původnímu tvaru svarových ploch spoje se zohledněním dostatečné hloubky drážkování pro zajištění bezpečného průvaru,
  10. Jsou-li prováděny opravy vadu, kontroluje se úplné odstranění všech vad a provedení tvaru vybrání je ve shodě s požadavky WPS. Není-li tvar definován, musí být proveden tak, aby bylo zajištěno natavení svarových ploch a úplné provaření
  11. Jsou-li předepsány mezioperační kontroly PT nebo RT, provede se před nimi celková VT svarového spoje v daném stavu.

4.2.     Rozsah

Rozsah provádění kontrol uvádí konstrukční a VTD, technické podmínky aj. Provádí se na dílech určených ke svaření.

4.3.     Požadavky

Výsledky vizuální a rozměrové kontroly musí splňovat kritéria konstrukční a VTD, požadavky technických podmínek a souvisejících dokumentů.

4.4.     Výstup

Výstupem z kontroly je protokol nebo zápis do deníku dle požadavku PKZ anebo jiných předpisů.

5.       Kontrola po svařování

5.1.     Metoda

Vizuální kontrola po svařování se musí provádět ve stavu po svařování, tj. před jakoukoliv úpravou (weld dressing) obrobením povrchu svaru a kořene svaru, provádí se zpravidla v následujícím rozsahu:

  1. Kontrola očištění svarových housenek a přilehlé oblasti svarového spoje
  2. Kontrola stavu povrchu svarového spoje a očištěných housenek na nepřítomnost nepřípustných povrchových vad charakteru trhlin, kráterů a pórů, kontrola správnosti natavení základního materiálu, kontrola nepřítomnost rozvrstvení a přeteklých okrajů housenek, vměstků, pórů, rozstřiku kovu, neprůvarů, studených spojů, kráterů, zápalů, aj. nepřípustných vad. Je-li spoj přístupný i z druhé strany, kontroluje se kořen svaru, případně se použije pomůcek typu zrcátek apod.
  3. Kontrola správnosti napojování svarových housenek, přechodů mezi housenkami a přechodů se základním materiálem, vlnitosti housenek
  4. Kontrola stavu povrchu svaru, u kterého je požadováno obrobení, na přítomnost zabarvení povrchu od přehřátí, na požadovanou drsnost povrchu a nepřítomnost rýh, vrypů, otluků od broušení, sekání, apod. Je-li požadováno obrobení povrchu svaru do roviny se základním materiálem, kontroluje se pozvolnost přechodu bez výrazných podbroušení dle požadavků VTD
  5. Rozměrová kontrola svarového spoje, převýšení/proláknutí lícu/rubu svaru, dovolená přesazení vnějších a vnitřních povrchů tupých spojů, strmost přechodu krycí vrstvy svaru do základního materiálu, strmost přechodu u tupých svarů nestejných tloušťek a další vady definované ve výrobkových nomách jako např.EN 13480, EN 13445 a obecné normě EN ISO 5817 v závislosti od požadavků konstrukční a VTD
  6. Kontrola stavu povrchu materiálu po odstranění dočasných technologických upínek, byly-li použity
  7. Je-li požadováno, provede se konečné měření hodnot smrštění (deformací) svarového spoje vhodným způsobem, např. na kontrolních důlčících apod.

5.2.     Rozsah

Rozsah provádění kontrol uvádí konstrukční a VTD, technické podmínky aj. Provádí se na svarových spojích.

5.3.     Požadavky

Výsledky vizuální a rozměrové kontroly musí splňovat kritéria konstrukční a VTD, požadavky technických podmínek a souvisejících dokumentů.

5.4.     Výstup

Výstupem z kontroly je protokol nebo zápis do deníku dle požadavku PKZ anebo jiných předpisů.

Seznam související dokumentace:

[1]ČSN EN ISO 9001       Systémy managementu kvality – Požadavky

[2]ČSN EN ISO 9000       Systémy managementu kvality - Základní principy a slovník

[3]ČSN EN ISO 3834-1    Požadavky na jakost při tavném svařování kovových materiálů – Část 1: Kritéria pro volbu odpovídajících požadavků na jakost.

[4]ČSN EN ISO 3834-2    Požadavky na jakost při tavném svařování kovových materiálů – Část 2: Vyšší požadavky na jakost

[5]ČSN EN ISO 17635 Nedestruktivní zkoušení svarů – Všeobecná pravidla pro kovové materiály

[6]ČSN EN ISO 17637 Nedestruktivní zkoušení svarů – Vizuální kontrola tavných svarů

[7]ČSN EN 1330-1 Nedestruktivní zkoušení – Terminologie – Část 1: Všeobecné termíny

[8]ČSN EN 1330-2 Nedestruktivní zkoušení – Terminologie – Část 2: Společné termíny pro metody nedestruktivního zkoušení

[9]ČSN EN 1330-10 Nedestruktivní zkoušení – Terminologie – Část 10: Termíny používané při vizuální kontrole

[10]ČSN EN 13927 Nedestruktivní zkoušení – Vizuální kontrola – Zařízení

[11]ČSN EN ISO 6520-1 Svařování a příbuzné procesy – Klasifikace geometrických vad kovových materiálů – Část 1: Tavné svařování

[12]ČSN EN ISO 5817       Svařování – Svarové spoje oceli, niklu, titanu a jejich slitin zhotovené tavným svařováním (kromě elektronového a laserového svařování) - Určování stupňů kvality

[13]ČSN 050000 Zváranie kovov. Základné pojmy.

[14]ČSN 050002 Oblúkové a elektrotroskové zváranie a naváranie. Základné pojmy.

[15]ČSN EN ISO 17659 Svařování – Vícejazyčný slovník termínů svarových spojů se zobrazením

[16]ČSN EN 1792 Svařování – Vícejazyčný seznam termínů ze svařování a příbuzných procesů

[17]STN TNI CEN/TR 14599 Termíny a definice pro zváranie vo vzťahu k EN 1792.

[18]ČSN EN ISO 857 Metody svařování, tvrdého a měkkého pájení - Slovník

[19]ČSN EN 14610 Svařování a příbuzné procesy – Definice metod svařování kovů

[20]ČSN EN ISO 4063 Svařování a příbuzné procesy – Přehled metod a jejich číslování

[21]ČSN EN ISO 6947 Svařování a příbuzné procesy – Polohy svařování

[22]ČSN EN ISO 2553 Svařování a příbuzné procesy – Zobrazování na výkresech – Svarové spoje

[23]ČSN EN 22553 Svarové a pájené spoje – Označování na výkresech

[24]ČSN EN ISO 9692 Svařování - Doporučení pro přípravu svarových spojů

[25]ČSN EN 1708 Svařování – Detaily základních svarových spojů na oceli – Čáast 1: Tlakové součásti

[26]ČSN EN 1708 Svařování – Detaily základních svarových spojů na oceli – Čáast 2: Součásti bez vnitřního přetlaku

[27]ČSN EN ISO 13916 Svařování – Směrnice pro měření teploty předehřevu, teploty interpass a teploty ohřevu

[28]ČSN EN ISO 13920 Svařování – Všeobecné tolerance svařovaných konstrukcí – Délkové a úhlové rozměry – Tvar a poloha

[29]ČSN EN ISO 17662 Svařování – Kalibrace, verifikace a validace zařízení používaných pro svařování, včetně příbuzných činností

[30]ČSN EN ISO 14175 Svařování a materiály – Plyny a jejich směsi pro tavné svařování a příbuzné procesy

[31]ČSN EN ISO 15607 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Všeobecná pravidla

[32]ČSN EN ISO 15609-1 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Stanovení postupu svařování Část 1: Obloukové svařování

[33] AWS A1.11 Guide for the Nondestructive inspection of Welds

[34] AWS B1.11 Guide for the Visual Inspektion of Welds

[35] Welding Inspection Technology. American Welding Society. Fourth edition 2000.

[36] Welding Inspection Handbook. American Welding Society. Third edition 2000.

Přehled technických norem pro oblast svařováná k 4/2016

Označení normy Název normy Poznámky
Požadavky na jakost
ČSN EN ISO 3834-1 Požadavky na jakost při tavném svařování kovových materiálů – Část 1: Kritéria pro volbu odpovídajících požadavků na jakost  
ČSN EN ISO 3834-2 Požadavky na jakost při tavném svařování kovových materiálů – Část 2: Vyšší požadavky na jakost  
ČSN EN ISO 3834-3 Požadavky na jakost při tavném svařování kovových materiálů – Část 3: Standardní požadavky na jakost  
ČSN EN ISO 3834-4 Požadavky na jakost při tavném svařování kovových materiálů – Část 4: Základní požadavky na jakost  
ČSN EN ISO 3834-5 Požadavky na jakost při tavném svařování kovových materiálů – Část 5: Dokumenty, kterými je nezbytné se řídit pro dosažení shody s požadavky na jakost podle ISO 3834-2, ISO 3834-3 nebo ISO 3834-4  
ČSN EN ISO/TR 3834-6 Požadavky na jakost při tavném svařování kovových materiálů – Část 6: Návod k zavedení ISO 3834  
Svařování – všeobecná doporučení
ČSN EN 1011-1 Svařování – Doporučení pro svařování kovových materiálů – Část 1: Všeobecná směrnice pro obloukové svařování  
ČSN EN 1011-2 Svařování – Doporučení pro svařování kovových materiálů – Část 2: Obloukové svařování feritických ocelí  
ČSN EN 1011-3 Svařování – Doporučení pro svařování kovových materiálů – Část 3: Obloukové svařování korozivzdorných ocelí  
ČSN EN 1011-4 Svařování – Doporučení pro svařování kovových materiálů – Část 4: Obloukové svařování hliníku a slitin hliníku  
ČSN EN 1011-5 Svařování – Doporučení pro svařování kovových materiálů – Část 5: Svařování plátovaných ocelí  
ČSN EN 1011-6 Svařování – Doporučení pro svařování kovových materiálů – Část 6: Laserové svařování  
ČSN EN 1011-7 Svařování – Doporučení pro svařování kovových materiálů – Část 7: Elektronové svařování  
ČSN EN 1011-8 Svařování – Doporučení pro svařování kovových materiálů – Část 8: Svařování litin  
Svařování – určování stupňů jakosti, vady
ČSN EN ISO 5817 Svařování – Svarové spoje oceli, niklu, titanu a jejich slitin zhotovené tavným svařováním (kromě elektronového a laserového svařování) – Určování stupňů kvality  
ČSN EN ISO 6520-1 Svařování a příbuzné procesy – Klasifikace geometrických vad kovových materiálů – Část 1: Tavné svařování  
ČSN EN ISO 6520-2 Svařování a příbuzné procesy – Klasifikace geometrických vad kovových materiálů – Část 2: Tlakové svařování  
ČSN EN ISO 10042 Svařování – Svarové spoje hliníku a jeho slitin zhotovené obloukovým svařováním – Určování stupňů jakosti  
ČSN EN ISO 12932 Svařování – Hybridní laserové svařování ocelí, niklu a niklových slitin – Určování stupňů kvality  
ČSN EN ISO 13 919-1 Svařování – Svarové spoje zhotovené elektronovým a laserovým svařováním – Směrnice pro určování stupňů jakosti – Část 1: Ocel  
ČSN EN ISO 13 919-2 Svařování – Svarové spoje zhotovené elektronovým a laserovým svařováním – Směrnice pro určování stupňů jakosti – Část 2: Hliník a jeho svařitelné slitiny  
ČSN EN ISO 17658 Svařování - Vady při řezání kyslíkem, laserem a plasmou - Terminologie  
Svařování
ČSN ISO 857 Metody svařování, tvrdého a měkkého pájení - Slovník  
ČSN EN 1708-1 Svařování – Detaily základních svarových spojů na oceli – Část 1: Tlakové součásti  
ČSN EN 1708-2 Svařování – Detaily základních svarových spojů na oceli – Část 2: Součásti bez vnitřního přetlaku  
ČSN EN 1708-3 Svařování – Detaily základních svarových spojů na oceli – Část 3: Plátované, navařované a vykládané tlakové části  
ČSN EN 1792 Svařování – Vícejazyčný seznam termínů ze svařování a příbuzných procesů  
ČSN EN 50504 Validace zařízení pro obloukové svařování  
ČSN EN 60974-1 až 12 Zařízení pro obloukové svařování  
ČSN EN ISO 2553 Svarové a pájené spoje – Označování na výkresech  
ČSN EN ISO 3690 Svařování a příbuzné procesy – Stanovení obsahu vodíku v obloukově svařovaném svarovém kovu  
ČSN EN ISO 4063 Svařování a příbuzné procesy – Přehled metod a jejich číslování  
ČSN EN ISO 6848 Obloukové svařování a řezání – Netavící se wolframové elektrody – Klasifikace  
ČSN EN ISO 6947 Svařování a příbuzné procesy – Polohy svařování  
ČSN EN ISO 8249 Svařování – Stanovené Feritového čísla (FN) svarového kovu austenitických a duplexních feriticko-austenitických Cr-Ni korozivzdorných ocelí  
ČSN EN ISO 9013 Tepelné dělení – Klasifikace tepelných řezů – Geometrické požadavky na výrobky a úchylky jakosti řezu  
ČSN EN ISO 9692-1 Svařování a příbuzné procesy – Doporučení pro přípravu svarových spojů – Část 1: Svařování ocelí ručně obloukovým svařováním obalenou elektrodou, tavící se elektrodou v ochranném plynu, plamenovým svařováním, svařováním wolframovou elektrodou v ochranné atmosféře inertního plynu a svařováním svazkem paprsků  
ČSN EN ISO 9692-2 Svařování a příbuzné procesy – Příprava svarových ploch – Část 2: Svařování ocelí pod tavidlem  
ČSN EN ISO 9692-3 Svařování a příbuzné procesy – Příprava svarových ploch – Část 3: Obloukové svařování hliníku a jeho slitin tavící se elektrodou v inertním plynu a wolframovou elektrodou v inertním plynu  
ČSN EN ISO 9692-4 Svařování a příbuzné procesy – Doporučení pro přípravu svarových spojů – Část 4: Plátované oceli  
ČSN EN ISO 13916 Svařování – Směrnice pro měření teploty předehřevu, teploty interpass a teploty dohřevu  
ČSN EN ISO 13920 Svařování – Všeobecné tolerance svařovaných konstrukcí – Délkové a úhlové rozměry – Tvar a poloha  
ČSN EN ISO 14555 Svařování – Obloukové přivařování svorníků z kovových materiálů  
ČSN EN 14610 Svařování a příbuzné procesy – Definice metod svařování kovů  
ČSN EN 14717 Svařování a příbuzné procesy – Environmentální kontrolní seznam  
ČSN EN ISO 14731 Svářečský dozor – Úkoly a odpovědnost  
ČSN EN ISO 15620 Svařování – Třecí svařování kovových materiálů  
ČSN EN ISO 17659 Svařování – Vícejazyčný slovník termínů svarových spojů se zobrazením  
ČSN EN ISO 17660-1 Svařování – Svařování betonářské oceli – Část 1: Nosné svarové spoje  
ČSN EN ISO 17660-2 Svařování – Svařování betonářské oceli – Část 2: Nenosné svarové spoje  
ČSN EN ISO 17662 Svařování – Kalibrace, verifikace a validace zařízení používaných pro svařování, včetně příbuzných činností  
ČSN EN ISO 25239-1 Třecí svařování s promíšením – Hliník – Část 1: Slovník  
ČSN 05 0000 Zváranie. Zváranie kovov. Základné pojmy  
ČSN 05 0002 Zváranie. Oblúkové a elektrotroskové zváranie a naváranie. Základné pojmy  
ČSN 05 0004 Zváranie. Elektrónové a laserové zváranie. Základné pojmy.  
ČSN 05 0010 Zváranie. Názvoslovie zvárania plastov  
ČSN 05 0040 Spájkovanie. Spájkovanie kovov. Základné pojmy.  
ČSN 05 0120 Výpočet svarových spojů strojních konstrukcí  
ČSN 05 0211 Tepelné a mechanické zpracování svarových spojů nelegovaných a nízkoleg.ocelí. Všeobecné zásady  
ČSN 05 0235 Svařování. Mezní úchylky svařenců a přídavky na obrábění  
ČSN 05 0600 Zváranie. Bezpečnostné ustanovenie pre zváranie kovov. Projektovanie a príprava pracovísk  
ČSN  05 0601 Bezpečnostné ustanovenia pre zváranie kovov, prevádzka  
ČSN 05 0610 Zváranie. Bezpečnostné ustanovenia pre plameňové zváranie kovov a rezanie kovov  
ČSN  05 0630 Zváranie. Bezpečnostné ustanovenia pre oblúkové zváranie kovov  
ČSN 05 0650 Zváranie. Bezpečnostné ustanovenia pre odporové zváranie kovov  
ČSN 05 0671 Zváranie. Bezpečnostné ustanovenia pre laserové zváranie kovov  
ČSN 05 0672 Zváranie. Bezpečnostné ustanovenia pre elektrónové zváranie kovov  
ČSN 05 0705 Zaškolení pracovníků a základní kurzy svářečů  
ČSN 05 1144 Zváranie. Zvarové spoje. Skúšanie ocelí na odolnosť proti žíhacej praskavosti  
ČSN 05 1155 Nedestruktivní zkoušení svarů. Určování hloubky kořenových vad ve svaru defektometrem  
ČSN 05 1309 Zváranie. Zvariteľnosť kovov a jej hodnotenie. Všeobecné ustanovenia  
ČSN 05 1311 Zváranie. Zvariteľnosť ocelí na oblúkové zváranie. Skúšanie a hodnotenie  
ČSN 05 1313 Zváranie. Zvarový spoj. Meranie tvrdosti podľa Vickersa  
ČSN 05 2008 Zváranie. Oblúkové a elektrotroskové zváračky. Názvoslovie a triedenie  
ČSN 05 3400 Zváranie. Tepelné delenie kovov. Rezanie kovov kyslíkom a plazmou. Základné pojmy  
Značení základních materiálů a názvosloví
ČSN 42 0002 Číselné označování a rozdělení ocelí ke tváření  
ČSN 42 0006 Číselné označování a rozdělení slitin železa na odlitky  
ČSN 42 0010 Barevné označování ocelí  
ČSN 42 0015 Vady tvářených ocelových hutních výrobků. Názvosloví a třídění vad  
ČSN 42 0042 Hutnické názvosloví. Ocel a její výroba  
ČSN 42 0052 Hutní předvýrobky a výrobky z neželezných kovů a jejich slitin. Názvosloví  
ČSN 42 0054 Neželezné kovy a jejich slitiny. Označování chemickými značkami  
ČSN 42 0055 Neželezné kovy. Číselné označování těžkých a lehkých neželezných kovů  
ČSN 42 0056 Tepelné zpracování neželezných kovů a jejich slitin. Rozdělení, názvosloví a definice  
ČSN 42 0060 Vady hutních předvýrobků a výrobků z neželezných kovů a jejich slitin. Názvosloví a třídění vad  
ČSN 42 0062 Vady výkovků z neželezných kovů a jejich slitin. Názvosloví a třídění vad  
TNI CEN ISO/TR 15608 Svařování – směrnice pro zařazení kovových materiálů do skupin  
ČSN EN 1780-1 Hliník a slitiny hliníku - Označování slitinových hliníkových ingotů pro přetavení, předslitin a odlitků - Část 1: Číselné označování  
ČSN EN 1780-2 Hliník a slitiny hliníku - Označování slitinových hliníkových ingotů pro přetavení, předslitin a odlitků - Část 2: Označování chemickými značkami  
ČSN EN 1780-3 Hliník a slitiny hliníku - Označování slitinových hliníkových ingotů pro přetavení, předslitin a odlitků - Část 3: Pravidla zápisu chemického složení  
ČSN EN 10027-1 Systémy označování ocelí - Část 1: Stavba značek ocelí  
ČSN EN 10027-2 Systémy označování ocelí - Část 2: Systém číselného označování  
ČSN EN 12258-1 až 4 Hliník a slitiny hliníku - Termíny a definice – Část 1 až 4  
CEN ISO/TR 20172 Svařování – Zařazení materiálů do skupin – Evropské materiály  
Svařování – požadavky na tepelné zpracování (PWHT)
ČSN 42 0283 Předpisy pro zpracování uhlíkových a legovaných tvářených ocelí, užívaných na tlaková zařízení pracující při snížených teplotách  
ČSN 42 0284 Předpisy pro zpracování uhlíkových ocelí tř.11, 12 a ocelí na odlitky tř.26, užívaných pro stavbu parních kotlů, parovodů a tlakových nádob, pracujících za normálních nebo zvýšených teplot  
ČSN 42 0285 Předpisy pro zpracování uhlíkových ocelí tř.13 a 15 a ocelí na odlitky tř.27 a 28, užívaných pro stavbu parních kotlů, parovodů a tlakových nádob, pracujících za normálních nebo zvýšených teplot  
ČSN EN ISO 17663 Svařování – Požadavky na kvalitu tepelného zpracování souvisejícího se svařováním a příbuznými procesy  
ČSN EN 12952-5 Vodotrubné kotle a pomocná zařízení – Část 5: Provedení a konstrukční části kotle namáhaných tlakem Kapitola 10
ČSN EN 13445-2 Netopené tlakové nádoby - Část 2: Materiály Příloha B, metoda 1 – referenční tloušťky s a bez PWHT
ČSN EN 13445-4 Netopené tlakové nádoby - Část 4: Výroba Kapitola 10
ČSN EN 13480-4 Kovová průmyslová potrubí - Část 4: Výroba a montáž Kapitola 9.14
ISO/TR 14745 Welding -- Post-weld heat treatment parameters for steels Dostupná jen ze zahraničí. Např na SUTN (Zváranie. Parametre tepelného spracovania ocelí po zvarení).
Svařování - požadavky na svářečský personál
ČSN EN 287-6 Zkoušky svářečů – Tavné svařování – Část 6: Litina  
ČSN EN ISO 9606-1 Zkoušky svářečů - Tavné svařování - Část 1: Oceli  
ČSN EN ISO 9606-2 Zkoušky svářečů - Tavné svařování - Část 2: Hliník a jeho slitiny  
ČSN EN ISO 9606-3 Zkoušky svářečů - Tavné svařování - Část 3: Měď a slitiny mědi  
ČSN EN ISO 9606-4 Zkoušky svářečů - Tavné svařování - Část 4: Nikl a slitiny niklu  
ČSN EN ISO 9606-5 Zkoušky svářečů – Tavné svařování – Část 5: Titan a slitiny titanu, zirkon a slitiny zirkonu  
ČSN EN ISO 14732 Svářečský personál – Zkoušky svářečských operátorů a seřizovačů pro mechanizované a automatizované svařování kovových materiálů  
ČSN EN ISO 15618-1 Zkoušky svářečů pod vodou – Část 1: Svářeči – potápěči pro hyperbarické svařování za mokra  
ČSN EN ISO 15618-2 Zkoušky svářečů pod vodou – Část 1: Svářeči – potápěči pro hyperbarické svařování za sucha  
Svařování - kvalifikace postupů svařování
ČSN EN ISO 11970 Stanovení a schvalování postupů svařování pro výrobní svařování odlitků z ocelí  
ČSN EN ISO 15607 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Všeobecná pravidla  
ČSN EN ISO 15609-1 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Stanovení postupu svařování – Část 1: Obloukové svařování  
ČSN EN ISO 15609-2 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Stanovení postupu svařování – Část 2: Plamenové svařování  
ČSN EN ISO 15609-3 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Stanovení postupu svařování – Část 3: Elektronové svařování  
ČSN EN ISO 15609-4 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Stanovení postupu svařování – Část 4: Laserové svařování  
ČSN EN ISO 15609-5 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Stanovení postupu svařování – Část 5: Odporové svařování  
ČSN EN ISO 15609-6 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Stanovení postupu svařování – Část 6: Laserové hybridní svařování  
ČSN EN ISO 15610 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Kvalifikace na základě vyzkoušených svařovacích materiálů  
ČSN EN ISO 15611 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Kvalifikace na základě předchozí svářečské zkušenosti  
ČSN EN ISO 15612 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Kvalifikace na základě normalizovaného postupu svařování  
ČSN EN ISO 15613 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Kvalifikace na základě předvýrobní zkoušky svařování  
ČSN EN ISO 15614-1 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Zkouška postupů svařování – Část 1: Obloukové a plamenové svařování ocelí a obloukové svařování niklu a slitin niklu  
ČSN EN ISO 15614-2 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Zkouška postupů svařování – Část 2: Obloukové svařování hliníku a jeho slitin  
ČSN EN ISO 15614-3 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Zkouška postupů svařování – Část 3: Tavné svařování nelegovaných a nízkolegovaných litin  
ČSN EN ISO 15614-4 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Zkouška postupů svařování – Část 4: Konečná úprava hliníkových odlitků svařováním  
ČSN EN ISO 15614-5 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Zkouška postupů svařování – Část 5: Obloukové svařování titanu, zirkonu, a jejich slitin  
ČSN EN ISO 15614-6 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Zkouška postupů svařování – Část 6: Obloukové a plamenové svařování mědi a slitin mědi  
ČSN EN ISO 15614-7 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Zkouška postupů svařování – Část 7: Navařování  
ČSN EN ISO 15614-8 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Zkouška postupů svařování – Část 8: Svařování spojů trubek s trubkovnicí  
ČSN EN ISO 15614-10 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Zkouška postupů svařování – Část 10: Hyperbarické svařování za sucha  
ČSN EN ISO 15614-11 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Zkouška postupů svařování – Část 11: Elektronové a laserové svařování  
ČSN EN ISO 15614-12 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Zkouška postupů svařování – Část 12: Bodové, švové a výstupkové svařování  
ČSN EN ISO 15614-13 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Zkouška postupů svařování – Část 13: Stlačovací a odtavovací stykové svařování  
ČSN EN ISO 15614-14 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Zkouška postupů svařování – Část 14: Laserové svařování ocelí, niklu a niklových slitin  
NDT – nedestruktivní zkoušení
ČSN EN 1330-1 Nedestruktivní zkoušení - Terminologie - Část 1: Seznam obecných termínů  
ČSN EN 1330-2 Nedestruktivní zkoušení - Terminologie - Část 2: Společné termíny pro metody nedestruktivního zkoušení  
ČSN EN 1330-3 Nedestruktivní zkoušení - Terminologie - Část 3: Termíny používané v průmyslové radiografii  
ČSN EN 1330-4 Nedestruktivní zkoušení - Terminologie - Část 4: Termíny používané při zkoušení ultrazvukem  
ČSN EN 1330-7 Nedestruktivní zkoušení - Terminologie - Část 7: Termíny používané při zkoušení magnetickou metodou práškovou  
ČSN EN 1330-8 Nedestruktivní zkoušení - Terminologie - Část 8: Termíny používané při zkoušení těsnosti  
ČSN EN 1330-9 Nedestruktivní zkoušení - Terminologie - Část 9: Termíny používané při zkoušení akustickou emisí  
ČSN EN 1330-10 Nedestruktivní zkoušení - Terminologie - Část 10: Termíny používané při vizuální kontrole  
ČSN EN 1330-11 Nedestruktivní zkoušení - Terminologie - Část 11: Termíny používané při rentgenové difrakci polykrystalických a amorfních materiálů  
ČSN EN 1593 Nedestruktivní zkoušení - Zkoušení těsnosti - Bublinková metoda  
ČSN EN 1711 Nedestruktivní zkoušení svarů - Zkouška svarů vířivými proudy analýzou komplexní roviny  
ČSN EN 1779 Nedestruktivní zkoušení - Zkoušení těsnosti - Kritéria pro volbu metod a postupů  
ČSN EN ISO 2400 Nedestruktivní zkoušení - Zkoušení ultrazvukem - Specifikace pro kalibrační měrku č. 1  
ČSN EN ISO 3059 Nedestruktivní zkoušení - Zkoušení kapilární a magnetickou práškovou metodou - Podmínky prohlížení  
ČSN EN ISO 3452-1 Nedestruktivní zkoušení - Kapilární zkouška - Část 1: Obecné zásady  
ČSN EN ISO 3452-2 Nedestruktivní zkoušení - Kapilární zkouška - Část 2: Zkoušení kapilárních prostředků  
ČSN EN ISO 3452-3 Nedestruktivní zkoušení - Kapilární zkouška - Část 3: Kontrolní měrky  
ČSN EN ISO 3452-4 Nedestruktivní zkoušení - Kapilární zkouška - Část 4: Vybavení  
ČSN EN ISO 3452-5 Nedestruktivní zkoušení - Zkoušení kapilární metodou - Část 5: Zkoušení kapilární metodou při teplotách vyšších než 50 °C  
ČSN EN ISO 3452-6 Nedestruktivní zkoušení - Zkoušení kapilární metodou - Část 6: Zkoušení kapilární metodou při teplotách nižších než 10 °C  
ČSN ISO 5579 Nedestruktivní zkoušení - Radiografické zkoušení kovových materiálů s použitím filmu a rentgenového nebo gama záření - Základní pravidla  
ČSN EN ISO 7963 Nedestruktivní zkoušení - Zkoušení ultrazvukem - Specifikace pro kalibrační měrku č. 2  
ČSN EN ISO 9712 Nedestruktivní zkoušení - Kvalifikace a certifikace pracovníků NDT  
ČSN EN ISO 9934-1 Nedestruktivní zkoušení - Zkoušení magnetickou práškovou metodou - Část 1: Všeobecné zásady  
ČSN EN ISO 9934-2 Nedestruktivní zkoušení - Zkoušení magnetickou metodou práškovou - Část 2: Zkušební prostředky  
ČSN EN ISO 9934-3 Nedestruktivní zkoušení - Zkoušení magnetickou metodou práškovou - Část 3: Přístroje  
ČSN EN ISO 10675-1 Nedestruktivní zkoušení svarů - Kritéria přípustnosti pro radiografické zkoušení - Část 1: Ocel, nikl, titan a jejich slitiny  
ČSN EN ISO 10675-2 Nedestruktivní zkoušení svarů - Kritéria přípustnosti pro radiografické zkoušení - Část 2: Hliník a jeho slitiny  
ČSN EN ISO 10863 Nedestruktivní zkoušení svarů - Zkoušení ultrazvukem - Použití difrakční techniky měření doby průchodu (TOFD)  
ČSN EN ISO 11666 Nedestruktivní zkoušení svarů - Zkoušení ultrazvukem - Stupně přípustnosti  
ČSN EN ISO 11699-1 Nedestruktivní zkoušení - Filmy pro průmyslovou radiografii - Část 1: Klasifikace filmových systémů pro průmyslovou radiografii  
ČSN EN ISO 11699-2 Nedestruktivní zkoušení - Filmy pro průmyslovou radiografii - Část 2: Kontrola zpracování filmu pomocí referenčních hodnot  
ČSN EN 12543-1 Nedestruktivní zkoušení - Charakteristiky ohniska průmyslových rentgenových zařízení pro nedestruktivní zkoušení - Část 1: Skenovací metoda  
ČSN EN 12543-2 Nedestruktivní zkoušení - Charakteristiky ohniska průmyslových rentgenových zařízení pro nedestruktivní zkoušení - Část 2: Radiografická metoda dírkovou komorou  
ČSN EN 12543-3 Nedestruktivní zkoušení - Charakterizace a ověřování ultrazvukového zkušebního zařízení - Část 3: Kompletní zkušební zařízení  
ČSN EN 12543-4 Nedestruktivní zkoušení - Charakteristiky ohniska průmyslových rentgenových zařízení pro nedestruktivní zkoušení - Část 4: Metoda hrany  
ČSN EN 12543-5 Nedestruktivní zkoušení - Charakteristiky ohniska průmyslových rentgenových zařízení pro nedestruktivní zkoušení - Část 5: Měření efektivní velikosti ohniska rentgenky s mini a mikro ohniskem  
ČSN EN 12668-1 Nedestruktivní zkoušení - Charakterizace a ověřování ultrazvukového zkušebního zařízení - Část 1: Přístroje  
ČSN EN 12668-2 Nedestruktivní zkoušení - Charakterizace a ověřování ultrazvukového zkušebního zařízení - Část 2: Sondy  
ČSN EN 12668-3 Nedestruktivní zkoušení - Charakterizace a ověřování ultrazvukového zkušebního zařízení - Část 3: Kompletní zkušební zařízení  
ČSN EN ISO 12706 Nedestruktivní zkoušení - Zkoušení kapilární metodou - Terminologie  
ČSN EN ISO 12718 Nedestruktivní zkoušení - Zkoušení vířivými proudy - Terminologie  
ČSN EN 13018 Nedestruktivní zkoušení - Vizuální kontrola - Všeobecné zásady  
ČSN EN ISO 13588 Nedestruktivní zkoušení svarů - Zkoušení ultrazvukem - Využití automatizované techniky phased array  
ČSN EN 13927 Nedestruktivní zkoušení - Vizuální kontrola - Zařízení  
ČSN P CEN/TS 15053 Nedestruktivní zkoušení - Doporučení na typy vad u zkušebních vzorků pro zkoušky  
ČSN EN ISO 15549 Nedestruktivní zkoušení - Zkoušení vířivými proudy - Všeobecné zásady  
ČSN EN ISO 15626 Nedestruktivní zkoušení svarů - Technika měření doby průchodu difrakčních vln (TOFD) - Stupně přípustnosti  
TNI CEN/TR 15589 Nedestruktivní zkoušení - Pravidla procesu pro schvalování NDT pracovníků uznanými organizacemi třetí strany podle ustanovení směrnice 97/23/EC  
ČSN EN 16018 Nedestruktivní zkoušení - Terminologie - Termíny používané při zkoušení ultrazvukem technikou phased array  
ČSN EN ISO 16810 Nedestruktivní zkoušení - Zkoušení ultrazvukem - Obecné zásady  
ČSN EN ISO 16811 Nedestruktivní zkoušení - Zkoušení ultrazvukem - Nastavení citlivosti a časové základny  
ČSN EN ISO 16823 Nedestruktivní zkoušení - Zkoušení ultrazvukem - Průchodová technika  
ČSN EN ISO 16826 Nedestruktivní zkoušení - Zkoušení ultrazvukem - Zjišťování diskontinuit kolmých k povrchu  
ČSN EN ISO 16827 Nedestruktivní zkoušení - Zkoušení ultrazvukem - Charakterizace a stanovení velikosti diskontinuit  
ČSN EN ISO 16828 Nedestruktivní zkoušení - Zkoušení ultrazvukem - Technika měření doby průchodu difrakčních vln jako metoda pro detekci a stanovení velikosti diskontinuit  
ČSN EN ISO 17635 Nedestruktivní zkoušení svarů - Všeobecná pravidla pro kovové materiály  
ČSN EN ISO 17636-1 Nedestruktivní zkoušení svarů - Radiografické zkoušení - Část 1: Metody rentgenového a gama záření využívající film  
ČSN EN ISO 17636-2 Nedestruktivní zkoušení svarů - Radiografické zkoušení - Část 2: Metody rentgenového a gama záření využívající digitální detektory  
ČSN EN ISO 17637 Nedestruktivní zkoušení svarů - Vizuální kontrola tavných svarů  
ČSN EN ISO 17638 Nedestruktivní zkoušení svarů - Zkoušení magnetickou metodou práškovou  
ČSN EN ISO 17640 Nedestruktivní zkoušení svarů - Zkoušení ultrazvukem - Techniky, třídy zkoušení a hodnocení  
ČSN EN ISO 18265 Kovové materiály - Převod hodnot tvrdosti  
ČSN EN ISO 19232-1 Nedestruktivní zkoušení - Kvalita obrazu radiogramů – Část 1: Stanovení hodnot kvality obrazu drátkovými měrkami  
ČSN EN ISO 19232-2 Nedestruktivní zkoušení - Kvalita obrazu radiogramů - Část 2: Stanovení hodnot kvality obrazu měrkami typu stupeň/otvor  
ČSN EN ISO 19232-3 Nedestruktivní zkoušení - Kvalita obrazu radiogramů - Část 3: Třídy kvality obrazu  
ČSN EN ISO 19232-4 Nedestruktivní zkoušení - Kvalita obrazu radiogramů - Část 4: Experimentální stanovení hodnot kvality obrazu a tabulek kvality obrazu  
ČSN EN ISO 19232-5 Nedestruktivní zkoušení - Kvalita obrazu radiogramů - Část 5: Stanovení hodnot neostrosti obrazu dvojdrátkovou měrkou  
ČSN EN ISO 22825 Nedestruktivní zkoušení svarů - Zkoušení ultrazvukem - Zkoušení svarů u austenitických ocelí a slitin niklu  
ČSN EN ISO 23277 Nedestruktivní zkoušení svarů - Zkoušení svarů kapilární metodou - Stupně přípustnosti  
ČSN EN ISO 23278 Nedestruktivní zkoušení svarů - Zkoušení svarů magnetickou metodou práškovou - Stupně přípustnosti  
ČSN EN ISO 23279 Nedestruktivní zkoušení svarů - Zkoušení ultrazvukem - Posouzení charakteru indikací ve svarech  
Svařovací materiály
ČSN EN ISO 544 Svařovací materiály – Technické dodací podmínky přídavných materiálů a tavidel – Druhy výrobků, rozměry, mezní úchylky a označování  
ČSN EN ISO 636 Svařovací materiály – Tyče a dráty pro obloukové svařování nelegovaných a jemnozrnných ocelí wolframovou elektrodou v inertním plynu a jejich svarové kovy - Klasifikace  
ČSN EN ISO 1071 Svařovací materiály – Obalené elektrody, dráty, tyčinky a plněné elektrody pro tavné svařování litiny - Klasifikace  
ČSN EN 1045 Tvrdé pájení - Tavidla pro tvrdé pájení - Klasifikace a technické dodací podmínky  
ČSN EN ISO 3581 Svařovací materiály – Obalené elektrody pro ruční obloukové svařování antikorozních a žáruvzdorných ocelí - Klasifikace  
ČSN EN ISO 2560 Svařovací materiály – Obalené elektrody pro ruční obloukové svařování nelegovaných a jemnozrnných ocelí - Klasifikace  
ČSN EN ISO 3580 Svařovací materiály – Obalené elektrody pro ruční obloukové svařování žáropevných ocelí - Klasifikace  
ČSN EN ISO 3581 Svařovací materiály – Obalené elektrody pro ruční obloukové svařování antikorozních a žáruvzdorných ocelí – Klasifikace  
ČSN EN ISO 3677 Přídavné kovy pro měkké pájení, tvrdé pájení a pájení do úkosu  
ČSN EN ISO 6847 Svařovací materiály – Příprava návaru svarového kovu pro chemický rozbor  
ČSN EN 12074 Svařovací materiály – Požadavky jakosti pro výrobu, dodávky a distribuci materiálů pro svařování a příbuzné procesy  
ČSN EN ISO 12153 Svařovací materiály – Plněné elektrody bez a s plynovou ochranou pro obloukové svařování niklu a niklových slitin - Klasifikace  
ČSN EN 12536 Svařovací materiály – Dráty pro plamenové svařování nelegovaných a žáropevných ocelí - Klasifikace  
ČSN EN 13479 Svařovací materiály – Všeobecná výrobková norma pro přídavné kovy a tavidla pro tavné svařování kovových materiálů  
ČSN EN ISO 14171 Svařovací materiály – Drátové elektrody, plněné elektrody a kombinace elektroda-tavidlo pro svařování pod tavidlem nelegovaných a jemnozrnných ocelí - Klasifikace  
ČSN EN ISO 14172 Svařovací materiály – Obalené elektrody pro ruční obloukové svařování niklu a slitin niklu - Klasifikace  
ČSN EN ISO 14174 Svařovací materiály – Tavidla pro obloukové svařování pod tavidlem a elektrostruskové svařování - Klasifikace  
ČSN EN ISO 14175 Svařovací materiály – Plyny a jejich směsi pro tavné svařování a příbuzné procesy  
ČSN EN ISO 14341 Svařovací materiály – Drátové elektrody pro obloukové svařování nelegovaných a jemnozrnných ocelí v ochranném plynu a jejich svarové kovy - Klasifikace  
ČSN EN ISO 14343 Svařovací materiály – Drátové elektrody, páskové elektrody, dráty a tyče pro obloukové svařování korozivzdorných a žáruvzdorných ocelí - Klasifikace  
ČSN EN ISO 14344 Svařovací materiály – Opatřování přídavných materiálů a tavidel  
ČSN EN ISO 14372 Svařovací materiály – Stanovení odolnosti proti vlhkosti u obalených elektrod pro ruční obloukové svařování měřením difúzního vodíku  
ČSN EN ISO 14532-1 Svařovací materiály – Zkušební metody a požadavky na jakost – Část 1: Základní metody a stanovení shody přídavných materiálů pro ocel, nikl a niklové slitiny  
ČSN EN ISO 14532-2 Svařovací materiály – Zkušební metody a požadavky na jakost – Část 2: Posuzování shody drátových elektrod, drátů a tyčinek pro svařování hliníkových slitin  
ČSN EN 14700 Svařovací materiály – Svařovací materiály pro tvrdé návary  
ČSN EN ISO 15792-1 Svařovací materiály – Zkušební metody – Část 1: Zkušební metody pro zkušební vzorky z čistých svarových kovů z oceli, niklu a slitin niklu  
ČSN EN ISO 15792-2 Svařovací materiály – Zkušební metody – Část 2: Příprava jednostranně a oboustranně svařovaných zkušebních kusů pro zhotovení vzorků z oceli  
ČSN EN ISO 15792-3 Svařovací materiály – Zkušební metody – Část 3: Klasifikační zkoušení způsobilosti svařovacích materiálů pro svařování v polohách a k průvaru kořene u koutových svarů  
ČSN EN ISO 16834 Svařovací materiály – Drátové elektrody, dráty a tyče pro obloukové svařování vysokopevných ocelí tavící se elektrodou v ochranném plynu a jejich svarové kovy - Klasifikace  
ČSN EN ISO 17632 Svařovací materiály – Plněné elektrody pro obloukové svařování nelegovaných a jemnozrnných ocelí s ochranou plynu a bez ochrany plynu – Klasifikace  
ČSN EN ISO 17633 Svařovací materiály – Plněné elektrody a tyčinky pro obloukové svařování korozivzdorných a žáruvzdorných ocelí s přívodem a bez přívodu ochranného plynu – Klasifikace  
ČSN EN ISO 17634 Svařovací materiály – Plněné elektrody pro obloukové svařování žáropevných ocelí v ochranném plynu – Klasifikace  
ČSN EN ISO 18273 Svařovací materiály – Svařovací dráty a tyče pro svařování hliníku  
ČSN EN ISO 18274 Svařovací materiály – Drátové elektrody, páskové elektrody, svařovací dráty a tyče pro tavné svařování niklu a slitin niklu - Klasifikace  
ČSN EN ISO 18275 Svařovací materiály – Obalené elektrody pro ruční obloukové svařování vysokopevnostních ocelí - Klasifikace  
ČSN EN ISO 18276 Svařovací materiály – Plněné elektrody pro obloukové svařování vysokopevnostních ocelí v ochranném plynu a bez ochranného plynu - Klasifikace  
ČSN EN ISO 21952 Svařovací materiály – Drátové elektrody, dráty a tyče pro obloukové svařování v ochranném plynu žáropevných ocelí a jejich svarové kovy - Klasifikace  
ČSN EN 22401 Svařování – Obalené elektrody – Stanovení výtěžnosti, účinnosti a součinitele navaření  
ČSN EN ISO 24034 Svařovací materiály – Drátové elektrody, dráty a tyče pro tavné svařování titanu a slitin titanu – Klasifikace  
ČSN EN ISO 24373 Svařovací materiály – Svařovací dráty a tyče pro tavné svařování mědi a slitin mědi - Klasifikace  
ČSN EN ISO 24598 Svařovací materiály – Svařovací elektrody, plněné elektrody a kombinace elektroda-tavidlo pro obloukové svařování žáropevných ocelí pod tavidlem - Klasifikace  
ČSN EN ISO 26304 Svařovací materiály – Drátové elektrody, plněné elektrody a kombinace elektroda-tavidlo pro obloukové svařování vysokopevných ocelí pod tavidlem - Klasifikace  
   

Přehled metod tavného svařování

  1.  Přehled vybraných (nejpoužívanějších) metod (procesů) tavného svařování a pájení v průmyslu zpracování kovů

Při tvorbě technické dokumentace svařovaných SKK (systémů, konstrukcí a komponent) je v technické praxi používáno zkrácené značení jednotlivých metod svařování ve výkresech, technologických postupech, technických zprávách aj. Znalost tohoto způsobu značení je nutná pro jednotlivé zúčastněné profese podílející se na tvorbě jednotlivých typů technické dokumentace. V ČR bylo v minulosti zvykem používat různé zkratky písmenné jako ROS pro svařování ruční obalenou elektrodou nebo APT pro automatické svařování pod tavidlem, popřípadě zkratka WIG.

Zkrácené značení je uvedeno v ČSN EN ISO 4063, které je založeno na číselném značení v podobě jedno, dvou a tříčíselné značky. V praxi se uvádí převážně jen značka tříčíselná definující konkrétní „podskupinu“ metody svařování, v normě uvedená jako „úplné označení metody svařování“. Označení pak vypadá např. takto: ISO 4063 – 141 nebo může být u metody 13 doplněno o způsob přenosu svarového kovu např. takto: ISO 4063 – 131 – P pro pulzní přenos.

Společně s ČSN EN ISO se používá ČSN EN 14610 Svařování a příbuzné procesy – Definice metod svařování kovů, která uvádí termíny a definice z oblasti metod svařování kovů.

Vedle tohoto číselného značení používaného v systému EN ISO norem pro oblast svařování je také často používáno anglické zkrácené označení dle AWS popřípadě některé zkratky evropské angličtiny neuvedené v AWS, jako jsou zkratky MIG/MAG, TIG apod., zejména u dokumentace mimoevropské provenience. Zde je nutné si uvědomit, že v normách AWS jsou uvedeny i metody, neuváděné v ISO 4063 a naopak.

V běžné technické praxi se lze setkat s ustáleným rozsahem používaných hlavních metod tavného svařování - obalenou elektrodou, svařování tavící se elektrodou pod tavidlem, svařování tavící se elektrodou v ochranných plynech a svařování netavící se elektrodou v ochranných plynech - které lze zredukovat na následující seznam:

111 - Ruční obloukové svařování obalenou elektrodou (MMAW, SMAW)

114 - Obloukové svařování plněnou elektrodou bez ochranného plynu

121 - Svařování pod tavidlem drátovou elektrodou

131 - Obloukové svařování tavící se elektrodou v inertním plynu; MIG svařování (ze zkratky evrospké angličtiny pro Metal Inert Gas)

132 - Obloukové svařování tavící se plněnou elektrodou v inertním plynu.

135 - Obloukové svařování tavící se elektrodou v aktivním plynu; MAG svařování (ze zkratky evropské angličtiny pro Metal Active Gas)

136 - Obloukové svařování plněnou elektrodou v aktivním plynu

141 - Obloukové svařování wolframovou elektrodou v inertním plynu; WIG svařování (ze zkratky evropské angličtiny pro Wolfram Inert Gas)

151 - Plazmové MIG svařování

311 - Kyslíko-acetylenové svařování

912 – Plamenové tvrdé pájení

942 – Plamenové měkké pájení

943 – Měkké pájení páječkou

  1. Přehled metod tavného svařování a jejich číslování podle ČSN EN ISO 4063

Tabulka uvádí přehled metod tavného svařování, které je nejrozšířenějším způsobem svařování při zpracování kovů, tj. bez svařování tlakového a se kterým přijdou nejčastěji projektanti, konstruktéři, technologové a svářeči do kontaktu.

Pro upřesnění je doplněn název vybraných metod svařování dle americké angličtiny s použitím platných zkratek dle norem AWS (American Welding Standards), jelikož se mnohdy liší od termínů používaných v evropské angličtině a evropských normách.

Při používání zahraniční literatury se v oblasti svařování liší některé odborné výrazy v americké angličtině (a zpravidla dle norem AWS nebo ASME) od evropské angličtiny (v normách EN a EN ISO, ISO). Tabulka tak umožní orientaci v oblasti metod svařování v anglicko-jazyčné literatuře.

Číslo metody dle ČSN EN ISO 4063 Název metody česky Název metody anglicky
Evropa AWS (A3.0, A2.4)
1 Obloukové svařování Arc welding Arc welding AW
11 Obloukové svařování tavící se elektrodou bez ochranného plynu Metal arc welding without gas protection    
111 Ruční obloukové svařování obalenou elektrodou Manual metal arc welding Metal arc welding with covered electrode; MMA Shielded metal arc welding SMAW
112 Gravitační obloukové svařování obalenou elektrodou Gravity (arc) welding with covered electrode   Gravity feed welding
114 Obloukové svařování plněnou elektrodou bez ochranného plynu Self-shielded tubular cored arc welding FCAW   FCAW-S  
12 Svařování pod tavidlem Submerged arc welding SAW Submerged arc welding SAW
121 Svařování pod tavidlem drátovou elektrodou Submerged arc welding with strip electrode    
122 Svařování pod tavidlem páskovou elektrodou Submerged arc welding with strip electrode    
124 Svařování pod tavidlem s přídavkem kovového prášku Submerged arc welding with metallic powder addition    
125 Svařování pod tavidlem plněnou elektrodou Submerged arc welding with tubular cored electrode    
126 Svařování pod tavidlem plněnou páskovou elektrodou Submerged arc welding with tubular cored electrode    
13 Obloukové svařování tavící se elektrodou v ochranném plynu Gas-shielded metal arc welding (SMAW)   Gas metal arc welding GMAW, GMAW-P s pulzem
131 Obloukové svařování tavící se elektrodou v inertním plynu; MIG svařování (ze zkratky evrospké angličtiny pro Metal Inert Gas) MIG welding with solid wire electrode;   Gas metal arc welding using inert gas and solid wire electrode GMAW-S
132 Obloukové svařování tavící se plněnou elektrodou v inertním plynu. MIG welding with flux cored electrode;   Flux cored arc welding FCAW  
133 Obloukové svařování tavící se plněnou elektrodou s kovovým práškem v inertním plynu MIG welding with metal cored electrode;   Gas metal arc welding using inert gas and metal cored wire FCAW
135 Obloukové svařování tavící se elektrodou v aktivním plynu; MAG svařování (ze zkratky evropské angličtiny pro Metal Active Gas) MAG welding with solid wire electrode;   Gas metal arc welding using active gas with solid wire electrode GMAW-S
136 Obloukové svařování plněnou elektrodou v aktivním plynu MAG welding with flux cored electrode Gas metal arc welding using active gas and flux cored electrode FCAW
137 Obloukové svařování plněnou elektrodou v inertním plynu Tubular flux-cored metal arc welding with inert gas shielding FCAG  Flux cored arc welding FCAW-S
138 Obloukové svařování plněnou elektrodou s kovovým práškem v aktivním plynu MAG welding with metal cored electrode Gas metal arc welding using active gas and metal cored electrode FCAW
14 Obloukové svařování netavící se elektrodou v ochranném plynu Gas – shielded arc welding with non-consumable tungsten electrode Gas tungsten arc welding GTAW GTAW-P s pulsem
141 Obloukové svařování wolframovou elektrodou v inertním plynu; WIG svařování (ze zkratky evropské angličtiny pro Wolfram Inert Gas) TIG welding with solid filler material (wire/rod) Gas tungsten arc welding using inert gas and solid filler material (wire/rod) GTAW
142 Obloukové svařování wolframovou elektrodou v inertním plynu bez přídavného materiálu TAG Autogenous TIG welding TAG Autogenous gas tungsten arc welding using inert gas
143 Obloukové svařování wolframovou elektrodou v inertním plynu s plněnou elektrodou nebo tyčí TIG welding with tubular cored filler material (wire/rod) Gas tungsten arc welding using inert gas and tubular cored filler material GTAW
145 Obloukové svařování wolframovou elektrodou s redukčním podílem plynu v jinak inertním plynu s plným drátem nebo tyčí TIG welding using reducing gas and solid filler material Gas tungsten arc welding using inert gas plus reducing gas additions and solid filler material (wire/rod)
146 Obloukové svařování wolframovou elektrodou s redukčním podílem plynu v jinak inertním plynu s plněnou elektrodou nebo tyčí TIG welding using reducing gas and tubular cored filler material (wire/rod) Gas tungsten arc welding using inert gas plus reducing gas additions and tubular cored filler material /wire/rod)
147 Obloukové svařování wolframovou elektrodou s aktivním podílem plynu v jinak inertním plynu Gas-shielded arc welding with non-concumable tungsten electrode using active gas Gas tungsten arc welding using active gas
15 Plazmové svařování Plasma arc welding Plasma arc welding PAW
151 Plazmové MIG svařování Plasma MIG welding
152 Plazmové svařování s přídavkem prášku Powder plasma arc welding
153 Plazmové svařování s přeneseným plazmovým obloukem Plasma welding with transfered arc
154 Plazmové svařování s nepřeneseným plazmovým obloukem Plasma arc welding with non-transfered arc
155 Plazmové svařování s polopřeneseným plazmovým obloukem Plasma arc welding with semi-transferred arc
185 Svařování magneticky ovládaným obloukem Magneically impelled arc welding Magneically impelled arc welding MIAW
3 Plamenové svařování Gas welding GW Oxyfuel gas welding
31 Plamenové svařování s kyslíkem Oxyfuel gas welding Oxyfuel welding OFW
311 Kyslíko-acetylenové svařování Oxyacetylene welding Oxyacetylene welding OAW
312 Kyslíko-propanové svařování Oxypropane welding -
313 Kyslíko-vodíkové svařování Oxyhydrogen welding Oxyhydrogen welding OHW
5 Svařování svazkem papsrsků Beam welding  
51 Elektronové svařování Electron beam welding Electron beam welding EBW
511 Elektronové svařování ve vakuu Electron beam welding in vacuum
512 Elektronové svařování v atmosféře Electron beam welding in atmosphere
513 Elektronové svařování s přídavkem ochranných plynů Electron beam welding with addition of shielded gasses
52 Laserové svařování Laser welding Laser beam welding LBW
521 Svařování pevnolátkovým laserem Solid state laser welding
522 Svařování plynovým laserem Gas laser welding
523 Svařování diodovým laserem Diode laser welding Semi-conductor laser welding

Přehled způsobů svařování a základní dělení metod dle EN ISO 4063

PŘEHLED ZPŮSOBŮ SVAŘOVÁNÍ A ZÁKLADNÍ DĚLENÍ METOD DLE EN ISO 4063

  1. Základní rozdělení svařování

Svařování je proces nerozebíratelného spojování materiálů. Používané způsoby lze rozdělit podle rozhodujícího činitele (druhu energie) na vytvoření svarového spoje. Energii lze dodávat v podobě mechanické, tepelné, radiační (zářením). Fyzikálně lze tak realizovat svarový spoj za použití jedné nebo kombinace více energií např. buď stlačením svařovaných částí (s nebo bez přívodu vnější tepelné či radiační energie), nebo jejich natavením působením energie tepelné nebo radiační popřípadě kombinací obojího. Vznikne tak „klasické rozdělení způsobů svařování“ uváděné běžně v literatuře:

  • Svařování tavné – působením tepelné nebo radiační energie (zejména el. obloukem, plamenem, svazkem paprsků (laserem), proudem elektronů, laserem, kombinací např. Laser – MIG, plazma – MIG, aluminotermické bez tlaku, třecí svařování bez působení tlaku a vnějšího tepla, apod.)
  • Svařování tlakové – působení mechanické energie, pružné a plastické deformace (např. kovářské svařování, slévárenské svařování, el. svařování odporové, svařování termitem (aluminotermické) pod tlakem, svařování třením, svařování tlakem za studena, difúzní svařování, svařování ultrazvukem, svařování výbuchem, třecí svařování s působením tlaku, aj.):

Tlakové svařování lze rozdělit:

  • Za působení tlaku
  • Za působení tepla a tlaku

Toto členění se v různé literatuře může lišit, neboť jak je uvedeno, jde o roztřídění dle rozhodujícího činitele, kterým je působení tepla nebo působení tlaku. V praxi ale tyto činitelé jsou vzájemně neoddělitelné a může být složité odlišit, kdy převládá činitel působení tepla a kdy činitel působení tlaku. Může se tedy v literatuře způsob svařování ještě dělit vedle svařování čistě za působení tepla ještě na svařování za působení tepla a tlaku (přidává se teplo vnějším zdrojem) a na svařování za působení tlaku (bez přidávání tepla vnějším zdrojem).

Specifickým způsobem je např. v současnosti stále více a více používané třecí svařování s  promíšením (friction stir welding), které nelze přímo zařadit do tlakového svařování, kam se starší metody třecího svařování zatřiďovaly. Tato metoda totiž vytváří klasickou tavnou lázeň rotací nástroje, který vysokým třením taví základní materiál a vzniká tak svar podobný tavnému svařování.

Z fyzikálního hlediska při svaření dochází k působení sil mezi atomy (meziatomové síly) a vytvoření nových vazeb tzv. kovové vazby na základě již výše uvedeného vložení určitého druhu energie (aktivační energie) natavovaných/ spojovaných ploch. Existuje tedy určité minimální množství energie, které je nutné dodat k nastartování aktivace a vytvoření nových atomových vazeb.

Svařování vede ke změně fyzikálních vlastností základního materiálu v okolí spoje, tzv. teplem ovlivněné oblasti (TOO). Současně vlastní svarový spoj tvořený ztuhlou taveninou má výrazně odlišné fyzikální vlastnosti s ohledem na metalurgické procesy ve svaru a jeho přilehlém okolí probíhající. A to i přes fakt, že základním přístupen při svařování je volba přídavných materiálů co nejbližších svými vlastnostmi k základnímu materiálu. Vlastnosti TOO tak musí být vždy zohledňovány již při návrhu konstrukce (volbě základních materiálů, stanovení požadavků na tepelné zpracování hutních polotovarů anebo zhotoveného svarového spoje/ dílu).

Za účelem zajištění požadavků na vlastnosti svarových spojů je tak v technické praxi v současnosti zaveden proces tzv. „kvalifikování postupů svařování“, který poskytuje návod na vhodný postup zajištění požadavků konečného výrobku a tedy i jeho provozních vlastností. Volba způsobu svařování a metody svařování má značný vliv na vlastnosti svarového spoje a tedy i celé konstrukce/ výrobku. Zpravidla tak již v prvotních etapách návrhu svařované konstrukce je potřeba brát v úvahu zamýšlenou metodu svařování, ze které přímo vycházejí jek technicko ekonomické ukazatele konstrukce, tak její provozní vlastnosti. To platí zejména při aplikaci moderních metod svařování zdroji energie s vysokou koncentrací (laser, plazma, hybridní metody, apod.).

Znalost základních metod svařování, jejich specifik, vlastností svarových spojů jednotlivými metodami realizovaných, charakteristik konstrukčního řešení pro jednotlivé metody a provozních vlastností svarových spojů vytvořených jednotlivými metodami je potřebná nejen pro technology, ale i pro projektanty a konstruktéry. Projektanti a konstruktéři při návrhu konstrukce musí vzít ohled na požadovanou metodu svařování, má-li návrh být řádně zpracován jak s ohledem na projektové požadavky tak s ohledem na požadavky technologičnosti a požadavky ekonomické. Na výkresové dokumentaci je tak standardní uvádět metody svařování, pro které je konstrukce vypracována s ohledem na již zmíněné projektové a provozní požadavky se zohledněním nákladů a technologičnosti. V této etapě tak již nepřímo vznikají požadavky na výrobce a jeho technologické vybavení.

  1. Svařitelnou kovů

V souvislosti s metodami svařování je potřeba zmínit termín svařitelnost. Termín „svařitelnost“ byl dříve definován velice vhodným způsobem v ČSN 05 1309. Současné evropské normy se termínu svařitelnost „weldability“ „vyhýbá“ jak jen to jde. Neexistuje tedy v žádné současné evropské normě definice tohoto termínu. Také v jednotlivých výrobkových normách (např. EN 13445, EN 13480, EN 1090 apod.) tento termín není uveden. Taktéž u současné produkce hutních polotovarů již není zajišťován stupeň svařitelnosti tak, jak byl dříve řadou norem ČSN definován. Má to svá pozitiva i negativa. Těmi pozitivy je, že lze svařovat s použitím nových metod a procesů svařování materiály do nedávna „nesvařitelné“ jako je např. spoj ocel-hliník, navařování keramiky apod. aniž by tomu bránila nějaká technická norma.

Na druhou stranu je potřeba věnovat této oblasti „svařitelnosti“ navržených materiálů zvýšenou pozornost jak ze strany technologů, tak zejména ze strany projektantů a konstruktérů. Neboť jak bude uvedeno dále citací z ČSN 05 1309, vyhází svařitelnost z konstrukční spolehlivosti spoje, tj. vlastnosti definované projektem či konstruktérem. A zde si zpravidla musí projektant, konstruktér u důležitých svařenců vzít na pomoc výpočtový aparát a takové nástroje, jako je lomová mechanika a experimentální zkoušky, pokud bude volit materiály v praxi běžně nesvařované a u kterých nebudou referenční výsledky zejména z provozu.

Svařitelnost podle ČSN 05 1309:

„Svařitelnost je komplexní charakteristika vyjadřující vhodnost kovu na zhotovení svařence s požadovaným účelem, při určitých technologických možnostech svařování a konstrukční spolehlivosti spoje.

Vhodnost kovu na svařování je charakteristika, která vyjadřuje změnu jeho vlastností v důsledku svařování. Vhodnost kovu na svařování se zabezpečuje těmito základními faktory:

  • Chemickým složením (zejména základního materiálu, ale i přídavného)
  • Metalurgickými způsoby výroby (volbou metody svařování)
  • Způsobem lití a tavení (hutních polotovarů určených ke svaření)
  • Tepelným zpracováním (jak základních materiálů, tak svarů)

Technologická možnost svařování kovu je charakteristika, která vyjadřuje vliv použitého druhu svařování (dnes používáme termín metoda svařování) na vlastnosti svarového spoje určité konstrukční spolehlivosti, vyrobeného z kovu s určitou vhodností na svařování.“

Technologická možnost svařování kovu se zabezpečuje těmito základními faktory:

  • Metodou svařování
  • Přídavným materiálem
  • Tepelným příkonem
  • Postupem kladení vrstev svaru
  • Tepelným režimem svařování
  • Tepelným zpracováním svarového spoje

„Konstrukční spolehlivost svarového spoje je charakteristika, která vyjadřuje vliv konstrukčního řešení svarového spoje pro dané provozní podmínky a vztahuje se na kov určité vhodnosti na svařování a na stanovené technologické možnosti jeho svařování“

Konstrukční spolehlivost svarového spoje se zabezpečuje těmito základními faktory:

  • Tloušťkou materiálu
  • Tvarem spoje
  • Tvarem a přípravou svarových ploch
  • Tuhostí svařence
  • Umístění svarů a spojů v závislosti od namáhání

 Na hodnocení svařitelnosti se používají tyto skupiny ukazatelů:

  • Ukazatel celistvosti spoje
  • Ukazatel vlastností spoje

  Ukazatel celistvosti svarového spoje je charakterizován odolností proti vzniku trhlin a jiných nepřípustných chyb.

Související norma ČSN 05 1310 rozdělovala svařitelnost hutních materiálů zejména v závislosti od chemického složení a tloušťky materiálu na:

  1. Zaručenou – stupeň 1a
  2. Zaručenou podmíněno – stupeň 1b
  3. Dobrou – stupeň 2
  4. Obtížnou – stupeň 3

Zaručená znamená, že výrobce oceli/ respektive daného hutního polotovaru zaručuje svařitelnost oceli při svařování za teplot do 0°C bez zvláštních opatření při svařování.

Zaručená podmíněná svařitelnost znamená, že výrobce oceli zaručuje svařitelnost při dodržování dopředu stanovených podmínek při svařování. Podmínky svařitelnosti předepsané výrobcem, jsou uvedeny v technických dodacích podmínkách (ČSN) na dodávku příslušných ocelí a záruka svařitelnosti platí na svarové spoje svařené dle těchto předpisů (norem).

Dobrá svařitelnost znamená, že výrobce oceli nezaručuje svařitelnost, ale tyto oceli dávají ve většině případů vyhovující vlastnosti svarového spoje. Zvláštní opatření jsou potřebné jen výjimečně.

Obtížná svařitelnost znamená, že u těchto ocelí se zpravidla nedá dosáhnout vyhovující jakosti svarových spojů ani při dodržení zvláštních opatření při svařování. Takové ocele se nedoporučuje použít na svařování.

Takto tedy vypadalo definování svařitelnosti v minulosti. Základní princip popsaný v ČSN 05 1309 je však dodnes platný. Také údaje v původních normách ČSN na dodávku jednotlivých druhů ocelí mohou být v praxi použity pro srovnání s požadavky současných evropských ocelí, respektive jejich tzv. ekvivalentů. Toto srovnání však může být jen orientační a pro technology platí doporučení norem ČSN EN ISO 1011, kde je svařitelnost částečně řešena.

Ačkoliv tedy z nových norem „svařitelnost“ v podstatě vymizela (ani v doporučeních norem řady ISO 1011 ji nenajdeme) a není jakkoliv zaručována výrobci ocelí, je to faktor, který musí být brán v úvahu všemi profesemi zúčastěnými na procesu návrhu a výroby svařované konstrukce. Metody svařování pak hrají značnou roli v rozhodování a řešení problematiky svařitelnosti.

Fakt, že svařitelnost nemají výrobci oceli povinnost jakkoliv ověřovat a zaručovat, může vést k jistým obtížím např. při zavádění nových způsobů výroby ocelí, kdy až uživatel této oceli bude řešit její svařitelnost a tudíž provozní charakteristiky svarových spojů, jakými je zejména životnost, únavová životnost apod. Odpovědnost za použití těchto materiálů je tak výhradně na uživateli, projektantovi, konstruktérovi, kteří jsou za volbu odpovědni. O to více by této problematice svařitelnosti měla být věnována pozornost, pokud jsou aplikovány nové materiály (např. oceli v energetice typu P24, 91, 92 apod.). Právě nedávné problémy s aplikacemi nových energetických ocelí a následným praskáním jejich svarových spojů ukázaly selhání etapy definování požadavků projektu/ konstrukce a ověření potřebných vlastností nových materiálů pro daný účel.

  1. Metody svařování – základní rozdělení dle EN 4063

Základní přehled metod svařování a příbuzných procesů jako je pájení, řezání aj. a jejich číslování uvádí ČSN EN ISO 4063. Tato norma nerozlišuje způsoby svařování dle výše uvedeného na dvě hlavní skupiny: tavné a tlakové. Rozdělení na hlavní skupiny, respektive způsoby je dle ISO 4063 následovné:

Číslo metody Název metody Název metody anglicky
1 Obloukové svařování Arc welding
2 Odporové svařování Resistance welding
3 Plamenové svařování Gas welding Oxyfuel gas welding
4 Tlakové svařování Welding with pressure
5 Svařování svazkem paprsků Beam welding
7 Ostatní způsoby svařování Other welding processes
8 Řezání a drážkování Cutting and gouging
9 Pájení tvrdé, měkké a do úkosu Brazing, soldering and braze welding

Základní skupiny se dále člení na podskupiny.

 

Konstruktér a svařování I.

Úvod do současného stavu v oblasti navrhování svařovaných konstrukcí

V současné době (2016) není v české odborné literatuře s problematikou svařování pro konstruktéry a v oblasti navrhování svařovaných konstrukcí dostupná aktuální a moderní literatura. Tuto situaci plně reflektuje současné vysokoškolské studium, které převážně odkazuje na tituly z období let 1960 až 1989 a jen pozvolna vznikají zpravidla skromné učební texty a vysokoškolská skripta pro oblast navrhování svařovaných konstrukcí a technologii svařování - témata, která spolu úzce souvisí a musí být chápána komplexně.

Situace je o to složitější, že od poloviny devadesátých let je ČR zapojena do postupného přechodu na normativní základnu EU. Původní normy ČSN, ČSN-SEVT musí být všude, kde jsou v konfliktu s přejímanými standardy EN, zrušeny. Ani samotné normy EN nejsou stabilní oblastí a dochází k jejich vývoji a změnám. Z počátku přechodu na normativní bázi EU byly přejímány normy evropské jako ČSN EN, výjimečně přímo normy mezinárodní ČSN EN ISO nebo některé normy ČSN dokonce byly revidovány ve snaze učinit je kompatibilní s EN – ty jsou označovány původním ČSN. V posledním období se však přechází v mnoha oblastech z již převzatých norem EN na normy mezinárodní (EN ISO).

Pro zajímavost dodejme, že v oblasti navrhování svařovaných konstrukcí a komponent, od ocelových stavebních konstrukcí (ČSN EN 1990), přes kovová potrubí (ČSN EN 13480) po tlakové nádoby (např. ČSN EN 13445) a kotle (např. ČSN EN 12952, 12953) však mezinárodní normy zpravidla nejsou.  Uvedený stav včetně faktu, že řada evropských norem je nově vypracovávána a kompilována z různých národních norem a předpisů a obsahuje mnohdy ve svých prvních vydáních mnoho chyb, nepřesností, rozporů a nedostatků (o kterých se veřejně mnoho či spíše vůbec nemluví) rozpoutává potřebu rozsáhlých revizí již vydaných norem a stav je v plném a neustálém proudu změn, revizí a nových vydání, mnohdy vydaných v ČR jen v původním anglickém jazyce. V takovémto prostředí se pak jakákoliv odborná literatura stává velmi rychle zastaralou, pokud bude obsahem konkrétní způsob navrhování dle platných norem v době vydání literatury.

Je tedy obtížné zpracovat dokument nebo odbornou literaturu, která by byla dobrým základem pro vzdělávání současných projektantů, konstruktérů a technologů v ČR, uvedou-li se informace a odkazy na aktuálně platné normy, neboť jeho aktuálnost nebude dlouhodobá. V souvislosti s až hektickým obdobím, které Evropa zažívá v oblasti normalizace jsou ustanovována různá přechodná období po která platí původní normy, popřípadě jsou či byla období, kdy platily staré i nové normy současně (při zavádění předběžných Eurokódů v ČR). Přechodná období musí být jasně definovaná, aby výrobce mohl zvolit správné normy, má – li dosáhnout prohlášení o shodě výrobku s platnými technickými předpisy.

S ohledem na výše popsanou situaci tak dostupnost moderní odborné literatury o projektování a navrhování svařovaných konstrukcí v českém jazyce není optimální, řečeno mírným jazykem. V zahraničí je tato situace o poznání lepší. I přes průběžné změny evropských technických norem je vydávána literatura s problematikou navrhování svařovaných ocelových konstrukcí či tlakových nádob dle tzv. Eurokódů a literatura z oblasti metalurgie svařování apod.

K oblasti technické normalizace se přidává ještě oblast legislativní, která je oblasti technické normalizace nadřazena (např. bývalá směrnice PED, která od roku 2016 má již nové přepracované vydání včetně nového označení). Konstruktér/projektant si musí být těchto stále probíhajících změn plně vědom při zpracovávání projektové dokumentace a zpracovávání technických specifikací či technických podmínek na zařízení, jejich komponenty a hutní polotovary. Technické normy jsou na obecné úrovni sice nezávazné, nicméně právě legislativa některé z nich „zazávazňuje“. Další technické normy pak stanovuje zpravidla projektant v úvodním či prováděcím projektu. Takto stanovenými normami je následně nutné se řídit a dodržet je v etapě tvorby konstrukční dokumentace a technické přípravy výroby/montáže.

V situaci popsané výše jsou příspěvky jen pouhým úvodním seznámením se s problematikou navrhování svařovaných konstrukcí, stavící na dodnes kvalitní odborné české literatuře doplněná o soudobou rozsáhlou zahraniční literaturu a samozřejmě na osobní zkušenosti z navrhování a výroby svařovaných SKK (systémů, konstrukcí, komponent).

Samostatnou kapitolou je aplikace moderní výpočetní techniky při řešení svařovaných konstrukcí, která je intenzívně nasazována do všech etap životního cyklu svařovaných konstrukcí od prvopočátečních návrhů a studií až po výrobu, montáž, provoz a servis a která mění do nedávna zažité způsoby navrhování i výroby.

Přístup konstruktéra k svařování, technicko – ekonomický ukazatel, moderní znalosti.

Konstruktér již při prvních návrzích se musí zaměřit na takovou konstrukci svařované konstrukce, která přinese maximální úsporu materiálu a bude rovněž možné minimalizovat náklady. Konstrukce se řeší na základě předběžného technicko - ekonomického zhodnocení a volí se optimální varianty.

Maximální ekonomický efekt má náhrada odlitků a výkovků svařenci, zvláště v kusové a malosériové výrobě – kde volba např. odlitků a výkovků pro malé série je ekonomicky v podstatě nereálná. Současně se bez procesu svařování nelze obejít v oblast sériové a masové výroby, kde je proces doprovázen vysokým stupněm robotizace, umožněným jednak větším rozšířením a dostupností průmyslových robotů ale současně i prudkým rozvojem v oblasti „staronových“ procesů svařování.

Mezi takové metody svařování patří např. svařování laserovým paprskem či plazmou, dále u „konvenčních“ metod, zejména svařování tavící se elektrodou v ochranné atmosféře aktivních či neaktivních plynů (metoda MIG/MAG), popřípadě trubičkovým drátem s nebo bez ochrany plynů – doplněné popřípadě o synergické linie a různé varianty pulzního svařování. Vrcholem nabídky moderních metod svařování v současnosti je využití moderních elektronických svařovacích zdrojů využívajících invertorové technologie a procesorem řízené charakteristiky svařovacího oblouku. Na druhou stranu nejmodernější konstrukční řešení zejména dynamicky namáhaných náročných konstrukcí v letectví, energetice, dopravě aj. se snaží minimalizovat počty svarových spojů, zbytková pnutí a jakékoliv materiálové nehomogenity. Eliminace počtu svarových spojů na kritických komponentech namáhaných tlakem anebo dynamicky má výrazný bezpečnostní efekt spojený s výrazným ekonomickým efektem, zejména v oblasti kontrol při provozu zařízení. Je tedy nutné, aby pracovníci v etapě projektování/konstruování svařovaných konstrukcí měli rozsáhlé znalosti současného stavu v oblasti rozvoje technologie svařování, v oblasti navrhování svarových spojů, v oblasti materiálového inženýrství, fyzikální metalurgie a mezních stavů materiálu, v oblasti korozního inženýrství, a v neposlední řadě měli zkušenosti z výrobní praxe - aspektu důležitého leč dnes široce opomíjeného.

Praxe z výroby a znalosti technologie výroby jsou nutným předpokladem pro projektanty/konstruktéry, mají-li jimi navržené výrobky být vyrobitelné s rozumnou výší nákladů a požadovanou funkcí a bezpečností svařovaného výrobku. Bohužel dnes běžný je případ, kdy projektanti/ konstruktéři jsou zaměstnanci jedné firmy a výrobu zajišťuje jiná, cizí firma a možnosti získávání zkušeností jsou tak pro projektanty/ konstruktéry ztížené a na druhou stranu přicházejí do výroby výrobní dokumenty s mnoha nedostatky z pohledu stanovení a následné zajištění všech požadavků na svařované konstrukce včetně klíčového propracování technologičnosti konstrukce. V lepším případě zkušený výrobce zasupluje méně zkušené projektanty/ konstruktéry a rozpracuje technologičnost a upraví konstrukční řešení ve vlastní výrobní dokumentaci. Takové řešení ja však spíše vzácnou výjímkou, neboť se s ním zpravidla nepočítá v rozpočtu daného projektu. Hrozí tak, že se vyrábí dle neúplné výrobní dokumentace nebo dle neúplné projektové dokumentace jak je zvyklostí u stavebních konstrukcí. Nejčastějšími chybami jsou: nezatřídění SKK, neuvedení stupňů jakosti svarových spojů, neoznačení nosných svarů, neuvedení rozsahu a druhů NDT, nedostatečné prokótování a uvedení tolerancí, nezakótované svarové spje, nepropracovaná technologičnost konstrukce, neuvedení druhu základních materiálů a hutních polotovarů, neuvedení požadavků na zajištění jakosti včetně svařování atd.

Současná úroveň znalostí v oblasti metalurgie svarových spojů, chování materiálů a rozvoj svařovací techniky umožňuje ekonomicky svařovat velkou část používaných kovových materiálů ve stavbě strojů a zařízení. Na základě dlouhého vývoje poznatků vědy a techniky a nových technologií svařování je běžně možné dosáhnout rovnocenných mechanických a speciálních vlastností svarového spoje a základního materiálu, které jsou rozhodující pro posouzení způsobilosti a spolehlivosti vyráběné svařované konstrukce-svařence. Ať již se jedná o „konvenční“ vlastnosti pevnosti a vrubové houževnatosti, nebo materiálové charakteristiky lomového chování materiálů, korozní odolnost, odolnost creepovému namáhání atd. V oblasti zařízení pracujících pod zvýšeným tlakem a za zvýšených teplot má toto stěžejní význam, jak dále bude upřesněno v části o strukturní stabilitě svarových spojů.

Jedním ze základních ukazatelů při volbě a optimalizaci svařovacího procesu musí být zohlednění zpravidla výrazného negativního dopadu vlivu technologie svařování a použitého svařovacího materiálu (je-li použit) do strukturní homogenity v oblasti svaru a teplem ovlivněné oblasti (TOO) a strukturní stálosti svaru a TOO během provozu a kde naopak platí pravidlo svarové spoje minimalizovat. Záleží vždy na charakteru konstrukce a tzv.vhodnosti pro daný účel. Není např. vhodné snažit se eliminovat svarové spoje u běžných ocelových konstrukcí „za každou cenu“, je však nutné si uvědomovat jejich rizika a vlastnosti. V dnešní době je technologie svařování výrazně zastoupena mezi výrobními technologiemi a neustále toto zastoupení roste. Svarové spoje se staly výrazným konstrukčním nástrojem ekonomického konstruování a nacházejí stále větší uplatnění ve strojírenství.

Maximální ekonomický efekt má náhrada odlitků a výkovků svařenci, zvláště v kusové a malosériové výrobě – kde volba např. odlitků a výkovků pro malé série je ekonomicky v podstatě nereálná. Současně se bez procesu svařování nelze obejít v oblast sériové a masové výroby, kde je proces doprovázen vysokým stupněm robotizace, umožněným jednak větším rozšířením a dostupností průmyslových robotů ale současně i prudkým rozvojem v oblasti „staronových“ procesů svařování.

Etapy výrobního procesu svařované konstrukce

Celý výrobní proces svařované konstrukce od jejího vzniku v projekci až po předání výrobní dokumentace do výroby a montážní dokumentace do montáže lze rozdělit dle charakteristického druhu práce do etap. Tyto etapy mají různý vliv na efektivnost výroby, technickou úroveň a parametry svařence, úsporu materiálu a výrobních nákladů. Budeme-li se držet zvyklostí v ČR, můžeme rozdělit tyto etapy na etapu úvodního projektu, etapu prováděcího projektu a etapu technické přípravy dodavatelů (technická příprava výroby/montáže).

Charakteristické dokumenty z jednotlivých etapa (projektování, navrhování, technická příprava výroby, montáže):

  • Projekční dokumentace - dispoziční řešení, specifikace zařízení, stanovení okrajových vstupních podmínek, stanovení aplikovatelných předpisů a norem a legislativních požadavků, vypracování plánů kvality, zpracování návrhových výpočtů…
  • Konstrukční dokumentace - detailní konstrukční řešení a výrobní výkresy, montážní sestavy, podsestavy, kusovníky (rozpisky materiálu), technické zprávy, návody k obsluze
  • Technologická dokumentace - výrobní a montážní technologické postupy, plány kontrol a zkoušek
  • Technologický vývoj a kvalifikace zvláštních procesů, zkoušky tepelného zpracování, svařování, obrábění, apod.
  • Výcvik a kvalifikace výrobního a kontrolního personálu

Vlastní výrobní etapa svařovaných konstrukcí se skládá zejména z následujících technologických činností:

  • Příprava materiálu, dělení materiálu
  • Příprava svarových ploch strojním obráběním, pálením, apod.
  • Příprava sestavy svařence, ustavení do vzájemné polohy, stehování
  • Svařován
  • Kontrola před, v průběhu a po svařování

Konečná etapa výroby/montáže se skládá zejména z následujících činností:

  • Kontrola kvality svarových spojů a celé konstrukce, tlakové zkoušky, konečné zkoušky, vyhodnocení produkčních zkoušek a předvýrobních svarových spojů aj. (dle plánů kontrol, kontrola a dozor nad výrobou musí být průběžné, po celý výrobní proces a vhodně stanovené)
  • Tepelné zpracování, je-li potřeba, včetně např. zdokumentování a vyhodnocení „svědečných“ kusů
  • Finální obrobení
  • Konečné povrchové úpravy, vyšší úroveň montáže
  • Spuštění zařízení, uvedení do provozu
  • Provozní sledování a zkoušky, monitorování stárnutí zařízení (ageing management), vyhodnocování spolehlivosti konstrukce, zpětná vazba pro další vývoj konstrukce.

Rozhodující vliv na efektivnost výroby má předvýrobní etapa - technická příprava výroby či montáže. Významný vliv na kvalitu pak má dodržení technologické kázně, kvalifikovaný a proškolený personál, aj. během výroby a montáže. Na technickou přípravu navazuje a souvisí logistika, materiálové zabezpečení, operativní řízení, tvorba cen a kalkulací,

Technická příprava výroby či montáže na základě výrobních podkladů (výkresů, technologických postupů) stanovuje požadované konstrukční provedení, postup a organizaci výroby, strojní vybavení, nářadí, nástroje, měřidla, přípravky atd.

Rozsah a hloubka zpracování technické přípravy výroby svařenců závisí na charakteru výroby (kusová, malosériová) a charakteru svařované konstrukce (ocelové stavební a technologické konstrukce, dopravní technika, tlakové nádoby, potrubí, aj.). Výše těchto nákladů na technickou přípravu roste s náročností svařované konstrukce a jejím klasifikování, zatříděním do vyhrazených zařízení atd.

Obecně nároky na technickou přípravu rostou jak co do požadované kvality tak do úrovně požadovaných inženýrských znalostí. Proto je nutné snižování pracnosti aplikací automatizace, výpočetní techniky a nových poznatků vědy a techniky. V oblasti kvality zpracování podkladů k projekční dokumentaci ve všech výše zmíněných etapách musí být výrazné a neustálé zvyšování odborné kvalifikace pracovníků a maximální využívání posledních poznatků vědy a techniky. V neposlední řadě je nutné vyzdvihnout nutnost týmové práce a kvalifikovaného vedení pracovníků a týmů v oblasti projektování/konstruování svařovaných konstrukcí v úzké vazbě na profese technologů.

Výraznou roli v technicko-ekonomickém hodnocení má význam normalizace, který nejen že vede ke snížení nákladů ale v některých případech je jediným ekonomicko-technickým řešením svařované konstrukce. Není např. možné uvést na trh svařované konstrukce zařazené jako vyhrazené dle platné legislativy technických požadavků na výrobky, pokud by nebyly plně v souladu s požadovanými technickými standardy. V současnosti jde např. o směrnici PED pro tlaková zařízení (tlakové nádoby, potrubí, aj.) či legislativu v oblasti stavebních kovových konstrukcí.

Úvod do svařování I

Svařování je technologický výrobní proces, který má své výrazné zastoupení v průmyslu a mnohdy klíčové postavení ve firmě či podniku v různých etapách životního cyklu produktů od výroby polotovarů, odlitků, výkovků přes výrobu svařenců částí strojů až po opravné svařování provozovaných systémů. Použití procesu svařování a jeho různých metod má rozhodující dopad na náklady firmy.

Svařování je tzv. zvláštní proces dle terminologie normy ČSN EN ISO 9000. To znamená, že výsledky tohoto procesu nejsou snadno nebo vůbec měřitelné (verifikovatelné) na výstupu z procesu. Prakticky to znamená, že kvalita (jakost) nemůže být jednoznačně stanovena kontrolou hotového výrobku. Jakékoliv nedestruktivní kontroly hotového výrobku a tedy i svarového spoje mohou prokázat jen vyhovující kvalitu některých hledisek či kritérií. Bez hlubších kontrol spojených např. s destruktivní analýzou vzorku a provedení destruktivních normalizovaných nebo i experimentálních ověřovacích zkoušek tak nelze doložit definitivně požadované vlastnosti výrobku.

Aby tedy bylo možné zajistit technicky dostupným způsobem jakost svařovaného výrobku, je nutné mít definován celý proces s jednotlivými faktory majícími vliv na jakost v celé etapě tzv. životního cyklu výrobku. K tomu byla vydána řada norem ČSN EN ISO 3834, která tyto faktory definuje a "pomáhá" s tím, aby firmy proces svařování dostaly „pod kontrolu“. Pouhé citování normy bez hlubších znalostí procesního inženýrství však ještě nezajistí potřebný rozsah řízení procesu svařování. O něco lepším pomocníkem je pak norma ČSN EN ISO 9001, která obsahuje komplexnější, ale obecný popis postupů řízení procesů. Norma ČSN EN ISO 3834 klade důraz na druhou polovinu životního cyklu, tj. na etapu výroby. Etapu předcházející, kterou nazýváme etapou projektovou a etapou technické přípravy výroby s konstrukční fází, nechává norma téměř nedotčenou. Jen uvádí, že existuje etapa návrhu a konstrukce, která má být vzata v úvahu a je nezbytné zajistit potřebné kontroly v těchto etapách. Pří zorientování se v etapě konstruování a projektování nám může pomoci starší československá literatura z oblasti svařování, která si byla vědoma této rozhodující role etapy navrhování a konstruování v procesu svařování. Z moderní literatury je možné čerpat informace z literatury oblasti procesního a systémového inženýrství. Specifické aspekty projektován a konstruování svařovaných technických systémů, konstrukcí a komponent je však nutné hledat v odborné literatuře pro projektování a navrhování svařovaných ocelových konstrukcí, potrubí a tlakových nádob, která je opět dostupná spíše jen v cizojazyčném vydání.

Kdysi v legislativně ČSSR zavedený systém projektování tyto etapy dobře technicky popisoval: tzv. etapu úvodního projektu,  etapou prováděcího projektu a etapou technické přípravy dodavatelů. První dvě etapy definovaly činnost profese projektantů, jejichž výstupem byly technické dokumenty specifické pro tyto etapy - dokumentace úvodního projektu, dokumentace prováděcího projektu. Třetí zmiňovaná etapa technické přípravy dodavatelů byla vyňata z projektové přípravy. Co to znamená? Znamená to, že etapa konstruování a vypracování dalších nezbytných dokumentů pro výrobu (plány kontrol, technologické postupy, návodky, aj.), kdy vzniká technická dokumentace nutná pro výrobu (anebo montáž), není součástí ani úvodního ani prováděcího projektu. Tato hranice dnes není legislativně nastavena a vznikají tak mnohdy dohady a tom, v jaké etapě mají ty či ony typy dokumentu vznikat a nebo dokonce k jaké profesi přísluší. Vznikají tak běžně projektové dokumenty bez potřebných náležitostí výkresů výrobních a jsou používány přímo pro výrobu anebo montáž. Nebo v opačném případě vypracuje konstruktér výrobní výkresovou dokumentaci, která ale není ve shodě s projektovou dokumentací - vedoucí při přejímce nebo konečné zkoušce zpravidla k velkým potížím až k nemožnosti hotové dílo převzít. Hranice mezi projektováním a konstruováním není jednoznačně definována ani v současné cizojazyčné literatuře, nicméně z kontextu textů je ctěn systém dříve zakotvený v naší legislativě a popsán výše. Nasazená moderních softwarových aplikací pro tvorbu výkresové dokumentace rovněž smazává hranice. Pro konstruktéra odpovědného za výrobní dokumentaci není lehčí cesty, než jako vstup použít elektronické soubory projektových výkresů, ze kterých přímo vezme již projektantem vypracované modely a ty dále začne rozrkeslovat s ohledem na technologičnost a vyrobitelnost s přijatelnými náklady. To však vyžaduje přesné modelování již v etapě projektování.

Před tím, než začne konstruktér vypracovávat konstrukční řešení, probíhá etapa úvodního návrhu a specifikování požadavků projektu. Těmito požadavky a návrhem (projektem) se pak musí konstruktér řídit a jakékoliv odchylky vzniklé při konstrukci musí být zpětně zavedeny do úvodního či tzv. prováděcího projektu - aby nevznikaly tzv. neshody, systémomé neshody, procesní neshody. Jinými slovy, konstruktér dostane velice přesně stanoveny okrajové podmínky, jak vypracovat svařovanou konstrukci, jaké volit materiály, jaké volit kontroly v jednotlivých etapách, jaké požadavky klást na vlastní proces svařování atd. včetně seznamu technických norem, které požaduje projekt (projektant) dodržet.

Následné konstruování svařenců podléhá tzv. technicko ekonomickému zhodnocení. Konstruktér zpravidla definuje, zda se použije svařenec nebo jiná technologie – odlitek, výlisek, apod. Svařování má největší zastoupení v kusové výrobě a v souvislosti s rozvojem robotizace a nových vysoce produktivních procesů svařování stále více převládá i v sériové výrobě. Výroba svařence začíná tedy nejen u konstruktéra v konstrukční kanceláři ale již v předchozí etapě u projektanta a je nemyslitelné, aby se této etapy neúčastnil technolog, který zajistí vhodnost a technologičnost návrhu svařované konstrukce.

Životní cyklus svařovaného výrobku (systému, konstrukce, komponenty) se skládá z více etap na sebe navazující, respektive se prolínající. V současnosti je velmi často technologičnost svařovaných konstrukcí opomíjena a v konečném důsledku to vede k velkým potížím jak při výrobě tak zejména při následné přejímce hotové konstrukce zákazníkem.

Znalost jednotlivých etap procesu svařování a jejich návaznost a souvislosti je tak bezpodmínečnou nutností zvládnutí výroby svařenců a provádění svařovacích prací.

V současné době opět prochází svařovací technika a technologie výrazným a rychlým rozvojem díky pokroku v počítačově řízených technologiích. Tak, jak zrychleně probíhá rozvoj v oblasti elektroniky a počítačů, odráží se tento proces i v rozvoji nových technologií svařování. Tyto počítačem řízené technologie začínají nacházet své výrazné uplatnění jak ve svařovacích zdrojích, tak v moderních technologiích průmyslové robotizace svařování. Nedostatek pracovníků v oblasti svařování vede společně s dostupností robotizace pro malé podniky, k jejich velkému rozšiřování i do malosériové či dokonce kusové výroby se speciálními aplikacemi v menších podnicích a firmách.

Tento současný rozvoj mění dosavadní pohled na technologie, respektive procesy nebo metody svařování. Co bylo napsáno v odborné literatuře před dvaceti a více lety, přestává v některých oblastech platit. Metody svařování rozšířené před dvěma desetiletími se stávají zastaralé, neproduktivní, popřípadě se hodí na užší rozsah aplikací ve velmi specifických případech. Nové metody a postupy svařování přímo vyžadují specifická konstrukční řešení (ať již jsou to typy svarových úkosů, svarových hran) nebo specifické požadavky na kvalitu povrchu apod.

Současný stav v oblasti technologie svařování má svá pozitiva ale i negativa. Stav vede vedle dalších faktorů a okolností, jako je přechod z původních technických norem ČSN nejdříve na technické normy ČSN EN a později na ČSN EN ISO, k tomu, že v současnosti není pro zájemce o danou problematiku technologie svařování dostupná moderní česky psaná literatura. V omezeném rozsahu vznikají speciální texty – skripta – pro studenty speciálních kurzů pro technology svařování (v současnosti zastaralé anebo nedostupné) nebo přednášky a podklady k jednotlivým předmětům úzce související se svařováním a materiály na českých vysokých školách.

V minulosti běžné příručky pro svářeče dnes v podstatě neexistují. Jednoduché texty vydané pro tzv. základní kurz svařování, jsou opravdu jen základní jednoduché texty, které ze svářeče profesionála nevytvoří. Kdysi běžné učební obory „svářeč“ a technické obory, kde si učni „odnášeli“ do života absolvování několikaměsíčního kursu svařování a příslušná oprávnění ke svařování, jsou také minulostí. Dle současně platných norem pro kvalifikování svářečů nemá autorizované osoba nebo zkušební orgán ani právo žádat prokázání odborných znalostí svářečem. Situaci příliš neusnadňují velcí výrobci svařovacích zařízení vybavených moderními technologiemi a spousty funkcí, ke kterým v manuálech lze najít jen strohé základní informace k ovládání nikoliv však k aplikaci nových funkcí a možností zejména spojených s „on-line“ řízením svařovacího oblouku ať již je funkce nazývána jakkoliv různými výrobci svařovacích zařízení.

Situace v oblasti vzdělávání a přístupu k informacím v této oblasti svařování tedy není optimální. Při zpracování odborných textů z oblasti svařování je tak nutné vycházet vedle již historické československé, české a slovenské literatury zejména z cizojazyčné literatury. Příspěvky v této rubrice se pokusí poodhalit či zpřístupnit některé informace, které mohou pomoci jak projektantům a konstruktérům tak technologům a svářečům.