Historický vývoj tavného spojování kovů

První objevy

Jediný způsob spojování kovů existující po staletí byl hrubý kovářský způsob, prováděný v kovárnách, kdy se na dva zahřáté kusy kovu tlouklo kladivem tak dlouho dokud se nespojily. Před rokem 1900 došlo k objevu tří nových způsobů spojování kovů. Obloukové sváření a odporové sváření byly vyvinuty kolem roku 1880 a o několik roků později byly uvwdeny do praxe. Kyslíkoacetylenové sváření se vyvinulo ve stejné době a bylo poprvé průmyslově použito začátkem 20. Století.
Nikdo přesně neví, kdy se člověk naučil používat kovářský způsob sváření. Nářadí ze železa a oceli může odolávat korozi asi 100 let, takže zůstává jen velmi málo přímých důkazů o tomto způsobu spojování kovů. Práce se železem, kalení oceli, umění, jež se vyvíjelo staletí, se praktikovalo již před 3000 lety v Řecku. Primitivní kmeny různých kontinentů, bez možnosti komunikace, vyvinuly stejné merodytavení kovů a jejich tvarování. Principy sváření byly objeveny, ztraceny a opět objeveny obyvateli různých zemí ve starověku.
V době renesance byli řemeslníci velmi zruční v kovářském způsobu sváření kovů. Části, které se měly spojovat, byly tvarovány a pak zahřívány ve výhni či v peci před tím, než byly k sobě stloukány nebo lisovány. Práce Vannoccio Beringuccia PYROTECHNIA, vydaná v Benátkách v r. 1540, se zmiňuje o takovémto způsobu spojování kovů.
Ještě o několik století později zůstával obyčejný oheň stále hlavním zdrojem tepla při sváření.
Potulný dráteník, často vídaná postava na prašných silnicích vankova, sebou vozil malou výheň na drevěné uhlí, aby mohl zahřívat železo, s kterým chtěl pracovat. V této době, řemeslníci zabývající se cínováním a jinými pracemi s kovem, již využívali teplo hořícího plynu k pájení kovů.

Kovářský způsob sváření kovů se později vyvinul na uznávaný způsob spojování kovů. Nicméně, spojování velkých těžkých kusů vyžadovalo mnoho zručnosti a úsilí. Když byly dva kusy materiálu dost horké, byly spojovány dohromady tímto kovářským způsobem sváření, za pomoci různých prostředků. Konce předmětů byly stloukány kladivy a při tom byla jejich teplota stále udržována. Potom byl pracovní kus vytažen z ohně a dokončen na kovadlině. Tento způsob sváření se v omezné míře praktikuje ještě dnes.
Ze tří nových způsobů sváření vyvinutých před začátkem 20. století, se nejvíce rozšířil obloukový způsob sváření. Existují důkazy, že profesor G. Lichtenberg snad spojoval kovy elektrickou fuzí, v Německu, již v r. 1782, ale většína odborníků se kloní k názoru, že elektrické sváření obloukem objevil Sir Humphrey Davy v r. 1801. Davy zjistil, že oblouk může vzniknout u elektrického obvodu s vysokým napětím, přiblížením dvou vodičů k sobě. Tento oblouk vydávající jasné světlo a značné teplo, může být zapálen a udržován dle potřeby a jeho délka a intenzita se dá měnit v mezích určených napětím el. obvodu a druhem použitých vodičů. Davy předvedl tento oblouk v Royal Institute of England v r. 1808, kde jeho objev vzbudil velký zájem. Pomnoho let se zdálo, že nedojde praktického poižití a zůstane jen vědeckou hračkou. Termín “oblouk” Davy použil až o 20 let později.

První člověk, o kterém se ví, že používal elektrický oblouk ke spojování kovů, byl Angličan jménem Wilde. Kolem roku 1860 spojil tímto způsobem malé kusy železa a v r. 1865 mu byl udělen patent, první patent vztahující se na elektrické sváření.
Přesto zůstal elektrický oblouk až do roku 1881, kdy byly zavedeny pouliční uhlíkové lampy, spíše předmětem vědeckého zájmu.Brzy potom se v Anglii objevily elektrické pece. Jedna z prvních byla instalovaná v r. 1886 a sloužila na výrobu hliníkových slitin. Tato aplikace elektrického oblouku byla důležitým krokem v počátečním vývoji průmyslu hliníku.

Nové metody sváření uvedeny do praxe

Pravděpodobně prvním pokusem využít intenzivní teplo oblouku uhlíku ke sváření, byl pokus Augusta de Meritens v r. 1881. Ten použil uhlíkovou elektrodu k obloukovému sváření desek akumulátorové baterie. Při tomto pokusu De Meritens spojil pracovní kus s kladným pólem zdroje proudu a uhlíkovou tyč připojil na záporný pól takovým způsobem, aby mohla být vzdálenost mezi tyčí a deskou řízena.Určitá část vyvinutého tepla byla pohlcena okolní atmosférou, ale dost tepla se dostalo na desku, aby mohlo dojít ke spojení svářených předmětů. Při dalších pokusech s obloukovým svářením se používaly uhlíkové elektrody, uspořádané podobně jako elektrody v obloukové lampě. Teplo oblouku se přivedlo na pracovní kus pomocí magnetického pole nebo pomocí proudu stlačeného vzduchu.
Dva další vědci, Nikolas de Benardos a Stanislav Olszewski se začali zajímat o Meritensův způsob a prováděli s nim různé pokusy. V r. 1885 jim byl vydán britský patent na sváření s použitím uhlíkových elektrod. Benardos byl Rus a snažil se již ve své mateřské zemi získat patent na tento způsob sváření. Ve své žádosti popisoval proces, kde byl pracovní kus spojen se záporným pólem a uhlíková tyč byla připojena na kladný pól stejnosměrného proudu. Tyč nebyla připevněna jako u způsobu De Meritense, ale byla vybavena rukojetí, takže se dala ovládat. Tento proces byl patentován v r. 1887. Benardos byl tedy prvním držitelem patentu na sváření elektrickým obloukem.
Benardosův způsob obloukového sváření uhlíkovou elektrodou byl v Anglii v omezené míře používán, brzy po tom co byl vyvinut. V r. 1887 se používal v jedné dílně v Anglii k výrobě nádrží, sudů a k výrobě zahradního železného nábytku. Kolem roku 1890 další anglická dílna začala svářet ocelové trouby až do průměru 1 angl. stopy. Ve Spojených státech založila společnost The Baldvin Locomotive Works v r. 1892 dílnu, kde se obloukové sváření uhlíkovou elektrodou používalo na údržbu lokomotiv. Všeobecně řečeno, přijetí tohoto způsobu do praxe bylo ale pomalé, protože pracovní postup tehdy prováděný zanášel do svarového kovu částice uhlíku.Jejich vlivem byl svar tvrdý a křehký.
V prvních začátcích obloukového sváření byly používány jako zdroj proudu akumulátorové baterie. Napětí se řídilo počtem článků umístěných v serii. Proud se řídil počtem článků zapojených paralelně a serií odporů. Baterie se udržovaly nabité pomocí generátorů nebo dynam, které byly poháněné parním strojem nebo vodním kolem.
Dva roky potom, cobyl Bernadosovi udělen patent, další Rus, N.G. Slavianof, objevil způsob, jak nahradit uhlíkovou elektrodu kovovou tyčí.Po zapálení oblouku se tyč postupně odtavovala a přidávala roztavený kov do svaru. Ve stejném roce, v r. 1889, aniž by věděl o práci Slavianoffa, byl Charlesu Coffinovi udělen patent za podobný proces sváření el. obloukem kovovou elektrodou. (Coffin se později stal presidentem General Electric Company).
Tento způsob sváření el. obloukem kovovou elektrodou, simultánně vyvinutý Coffinem a Slavianoffem, znamenal obrovský krok kupředu, protože kovová elektroda nejen dodávala teplo potřebné k odtavení, ale také dodávala nezbytný přídavný plnící kov do svářeného spoje. U procesu obloukového sváření uhlíkovou elektrodou, byl plnící kov dodáván z nadbytečného kovu podél svarové linie nebo kovovou tyčí drženou rukou svářeče. Navzdory pokroku, kterým byl způsob sváření el. obloukem kovovou elektrodou, komerční využití bylo pomalé, protože nebyly ještě k dispozici spolehlivé kovové elektrody.
Komerční využití sváření el. obloukem kovovou elektrodou přichází do USA.
Dva němečtí svářeči, kteří se již v Evropě seznámili s praxí obloukového sváření kovovou elektrodou, přišli v r. 1907 do Spojených států. Zde založili společnost Siemund Wienzell Electric Company a nechali si patentovat metodu obloukového sváření kovovou elektrodou. Brzo potom začal ve Spojených státech pracovat další německý koncern Enderlein Electric Welding Company. Došlo k nějakým intrikám a říká se, že firma Enderlein nabídla firmě Siemund-Wienzell zajištění platnosti patentu tím, že ho napadla. Pak se na týden stáhla do defenzivy, když byla firmou Siemund- Wienzell zažalována. Bylo to vlastně tak, že obě firmy se dělily o patentové právo. Firma Siemund Wienzell ale odmítla návrh. Když firma Enderlein začala tento proces používat, byla rychle zažalována.
V této soudní při oba držitelé patentu ztrnuli oněměním, když firma Enderlein ukázala kopii knihy “Mechanics Handbook”, vydanou v r. 1888 v Anglii. V této příručce byl dřevoryt ukazující dílnu, nepochybně používající sváření kovů obloukem kovovou elektrodou. Datum vydání této knihy předcházelo datum patentů zmíněných dvou firem. Toto odhalení vrhlo pochybnost na platnost jakýchkoli patentů, týkajících se tohoto způsobu sváření a tak otevřelo cestu sváření el. obloukem kovovou elektrodou v USA.
Do roku 1917 vznikly v USA čtyři dobře zavedené firmy, zabývající se obloukovým svářením kovovou elektrodou. Jedna z těchto firem je The Lincoln Electric Company, která je dnes největším výrobcem zařízení na sváření el. obloukem na světě. Firma Lincoln začala experimentovat se svářením v r. 1902 a své první stroje uvedla do prodeje v r. 1912.

Elektrody, klíč k pokroku

Již při začátcích sváření el. obloukem kovovou elektrodou bylo zřejmé, že limitujícím faktorem je elektroda. První elektrody byly holé dráty z norské nebo švédské oceli. Jimi provedené svary byly křehké a nevalné kvality. Oblouk často přehřál svarový kov a kov nanesený elektrodou byl křehký v důsledku reakce se vzduchem. Ve snaze čelit těmto potížím, vývojoví pracovníci vyvinuli elektrody lehce potažené různými organickými nebo minerálními látkami. Oscar Kjellborg ze Švédska, který v r. 1907 obdržel patent, je jedním z průkopníků opláštěné elektrody.
Nicméně opláštění nebo obaly elektrody, vyvinuté v té době, přispívaly spíše ke stabilizaci oblouku, než aby čistily nebo chránily svarový kov. Teprve v r. 1912 Strohmenger obdržel Patent Spojených států za silně opláštěnou elektrodu. Byla to elektroda schopná produkovat svarový kov s dobrými mechanickými vlastnostmi . Přesto si první elektrody s opláštěním získávaly přívržence pomalu, vzhledem k jejich ceně. Proces spojený s opláštěním takové elektrody vyžadoval nákladné výrobní operace, včetně aplikace asbestového obalu, jemného hliníkového drátu a jiných materiálů.

Impuls pro cestu vpřed-I. Světová válka

K rozmachu sváření došlo během I. Světové války. Náhlá potřeba velkého množství dopravních lodí přispěla k rozmachu sváření. Na začátku války se lodě stavěly poměrně pomalým způsobem, nýtováním. Vládní představitelé si uvědomili, že je potřebí rychlejších výrobních metod a tak byla založena společnost ke zlepšení způsobu stavby lodí, “Emergency Fleet Corporation”. Profesor Comfort Adams z Harvardu byl požádán, aby ustanovil výbor k prošetření tohoto problému a v červenci 1917 se konala první schůze tohoto výboru.
Mnoho členů tohoto výboru zastávalo názor, že klíčem ke zvýšené výrobě je odporové sváření , způsob, který byl vynalezen v r. 1886 profesorem Elihu Thomsonem, který byl členem tohoto výboru. Aby shromáždil potřebné informace, tento výbor navštívil Anglii, kde stavitelé lodí používali v určité míře také sváření. Tam komise zjistila, že to je obloukové sváření a ne odporové, které Britové používají. Anglie byla donucena nadostatkem plynu omezit sváření plynem a používala obloukové sváření elektrodami holými i opláštěnými k výrobě bomb, min a torpéd. Britové již postoupili tak daleko, že začali stavět loď, jejíž trup byl celý vyroben svářením.
Američané se vrátili domů jako propagátoři obloukového sváření. Podporovatelé odporového sváření a sváření plynem neakceptovali zjištění tohoto výboru a následné debaty zdůrazňovaly relativní výhody uhlíkových a kovových elektrod, opláštěných a holých elektrod a stejnosměrného i střídavého proudu.
Během těchto diskuzí, dramatická událost , ke které došlo zdůraznila přednosti obloukového sváření. Německé lodě internované v New York Harbor od vypuknutí války, byly svými posádkami silně poškozené, aby nemohly být použity silami spojenců ve válce proti Německu. Poškození bylo tak velké, že bylo zcela jasné, že jedině nový revoluční způsob opravy může uvést tyto lodě do provozu. Válečné námořnictvo povolalo experty na sváření a ti doporučili, aby se oprava lodí provedla obloukovým svářením. Větší část poškozených lodí byla takto opravena a lodě se rychle vrátily do provozu. Tak byla zcela jasně prokázána schopnost tohoto způsobu sváření.
V Evropě byly v té době také uvedeny do provozu celosvařované lodě. Také Britové spustili na moře v r. 1920 svoji celosvařovanou loď Fulagar. Tak se stalo obloukové sváření akceptovaným způsobem sváření při stavbě lodí.
K první aplikaci obloukového sváření v leteckém průnyslu došlo během I. Světové války. Anthony Fokker, holandský výrobce letadel, používal tohoto způsobu sváření k výrobě trupů některých německých stíhacích letadel.

Období pomalého růstu

V poválečných letech se obloukové sváření příliš nevyvíjelo. V r. 1919 byl udělen patent za papírem pokrytou elektrodu, která na svarovém spoji nenechávala žádnou strusku a produkovala houževnatý svar s dobrou tvárností. Tato svářecí elektroda se používala v r. 1925 k výrobě těžkých tlakových nádob pro rafinerie nafty. V r. 1923 byl postaven v Torontu, v Kanadě, 500 stop dlouhý celosvařovaný most o třech obloucích. Asi v této době začali výrobci značnou měrou používat obloukové sváření při stavbě uskladňovacích nádrží na topný olej, benzin a destiláty ropy. První praktický příklad použití tohoto způsobu sváření o velkém rozměru, byl vodojem na 1 milion galonů o výšce 127 stop.
V r. 1928 byla postavena ocelová konstrukce pro Upper Carnegie Building v Clevelandu, stát Ohio, kde se použilo obloukové sváření za společného úsilí dvou společností, The Austin Company a The Lincoln Electric Company. Výstavba této budovy přinesla několik pokrokových prvků do techniky konstrukcí. Žádné spojovací desky nebyly v místech průsečíků nosníků použity, jak je to nutné u nýtovaných konstrukcí. Protože se použily příhradové nosníky z profilů I,potrubní systémy se mohly schovat do podlah jednotlivých pater. Budova měla rozměry 60 stop x 119 stop a měla čtyři podlaží. Odhaduje se,že použitých 115 tun oceli je množství asi o 15 % nižší, než množství oceli, která by se spotřebovala u klasické nýtované konstrukce. Faktorem, který přispěl k této úspoře bylo použití spojitých nosníků, takže bylo možno použít lehčí nosníky a sloupy, aniž by to bylo na újmu pevnosti a tuhosti konstrukce.
Kolem roku 1920 výrobci začali používat obloukové sváření také při výrobě zařízení vyrobených z plechu, jako např. dmychadla, vzduchovody, skříně strojů a základové desky obráběcích strojů. V předtuše velkých možností uplatnění tohoto svářecího procesu, začali uživatelé tohoto způsobu sváření propagovat konverzi litinových dílů na díly svařované. V r. 1927 metoda průtlačného lisování aplikovatelná na opláštění kovového jádra elektrod, značně snížila cenu této elektrody. Tyto elektrody se sníženou cenou se ukázaly být významným mezníkem, zasahujícím pozitivně do sváření el. obloukem. Průtlačný způsob lisování dovoloval změnu ve složení opláštění elektrod, za účelem dosažení žádoucí provozní charakteristiky a umožňoval tak vyhovět specifickým požadavkům pro určité použití. Elektroda s ochranou oblouku, se svými deoxidačními a ochrannými plyny a struskou, se tak stala uskutečnitelnou.

Léta rychlého pokroku

Aplikace obloukového sváření po r. 1929 rychle rostla a na začátku II. Světové války se tento proces stal dominantním procesem sváření.
Před r. 1929 bylo největším dílem, kde bylo použito sváření, 90 mil dlouhé potrubí o průměru 5 stop, pro dopravu vody, do měst východně od San Francisco Bay. Bylo odhadnuto, že kdyby bylo použito nýtování, uniklo by netěsnostmi takové množství vody, že by stačilo k zásobování města o 10000 obyvatelích. Úniky vody po provedeném sváření, byly u tohoto projektu minimální.
Kolem roku 1930 se stalo sváření velmi důležitým procesem při stavbě lodí. Válečné námořnictvo USA, které značně přispělo k výzkumu sváření, se obrátilo k tomuto způsobu z praktických důvodů, po Londýnské námořní smlouvě z roku 1930. Tato smlouva uvalila omezení na hrubou tonáž vojenského námořnictva hlavních světových mocností. Vojenské námořnictvo USA v tom spatřovalo výhodu, protože svářením se dala váha snížit a mohla se zvýšit palebná síla. Z toho důvodu Němci užívali sváření u malých bitevních lodí, z nichž tři byly spuštěny na moře mezi r. 1931 až 1934. Pancéřové plechy se těžko svářely a Němci vyvinuli způsob jak to dělat.
V r. 1930 byla v Charlestonu, v Jižní Karolině, postavena první celosvařovaná obchodní loď. Tato loď byla předchůdcem tisíců celosvařovaných lodí, které byly během II. Světové války postaveny. Také armáda Spojených států se začala ve 30. letech našeho století zajímat o sváření a velké množství armádní výzbroje bylo překonstruováno na výrobu svářením.
Kolem r. 1935 byly k dispozici zdokonalené svářečky na střídavý proud. Tyto svářečky měly určité výhody, ale ukázalo se, že oblouk střídavého proudu je těžko řiditelný. Aby překonali tyto těžkosti, výrobci elektrod vyvinuli opláštění, které se snadněji ionizovalo a stabilizovalo tak oblouk. Během tohoto desetiletí se začala také v kovoprůmyslu více používat nerezová ocel. Tyto materiály se nesnadno svářely, protože vodík obsažený v opláštění elektrody způsoboval porozitu svaru. Bylo tedy vyvinuto opláštění s nízkým obsahem vodíku. Kolem r. 1940 bylo objeveno, že tyto elektrody jsou dobré pro sváření pancéřových plechů. Aby se zlepšila kvalita svarů pancéřových plechů, začalo se na elektrody z nízkolegované oceli aplikovat nerezové opláštění.
Kolem r. 1930 bylo učiněno bezpočet pokusů přinést do obloukového sváření s ochrannou atmosférou určitý stupeň mechanizace. První pokusy s automatickým svářením byly prováděny s kontinuálně podávaným holým drátem, kde nebyla žádná jiná ochrana, než slabá vrstva struskového tavidla. Ochrana u automatického obloukového sváření uhlíkovou elektrodou byla prováděna podáváním papírového pásu impregnovaného tavidlem, blízko oblouku, při postupu oblouku svarovým švem. V r. 1932 byla zavedena další inovace. Před uhlíkovou elektrodu byla pokládána na svarový šev silná vrstva tavidla. Teplo oblouku roztavilo tavidlo na strusku, která ochránila svar. Vývoj se ukázal úspěšným a tlakové potrubí pro projekt TVA a vodovodní potrubí pro Los Angeles Authority byly svařeny tímto způsobem.
Použití zrnitého tavidla při kontinuálně podávané holé ocelové elektrodě vedlo v r. 1935 k vyvinutí sváření pod tavidlem, způsob, který našel uplatnění při stavbě lodí a výrobě potrubí. V r. 1936 byl tímto způsobem vyroben tankér o délce 521 stop. Kolem r. 1940 byl tento způsob již používán, ale nejdříve našel praktické uplatnění u ocelových plechů o síle Ľ palce. Kolem r. 1942 byl tento proces ještě zlepšen pro sváření plechů o síle 3/32” a tak se stal uskutečnitelným pro všeobecné použití , také i v automobilovém průmyslu.
V ruce držené poloautomatické svářecí pistole byly vyvinuté pro sváření pod tavidlem v r. 1946. Napětí a proud se řídily automaticky a svar byl kvalitní, pravidelný a výsledky, i když práce byla prováděná různými svářeči, se od sebe příliš nelišily. V r. 1948 bylo zavedeno víceobloukové sváření, původně pro výrobu trubek o síle stěny Ľ”-1/2” o průměrech 18”-36.” Následující zlepšení u sváření pod tavidlem se týkalo hlavně zlepšeného tavidla, důmyslnějšího svařovacího vybavení a zlepšení řízení tohoto procesu.
Jeden problém, který stále odolával řešení, bylo spojování reaktivních kovů,hliníku a hořčíku. Ani proces sváření pod tavidlem, ani sváření elektrodou s opláštěním, neposkytl dostatek ochranné atmosféry těmto kovům, před kontaminací okolní atmosférou. Aby překonali tyto potíže, začali inženýři specializijící se na sváření, používat inertní plyny v lahvích, jako ochranné plyny, již kolem r. 1930. Později došlo k dalším úspěšným pokusům u sváření v ochranné atmosféře plynu, bylo to v leteckém průmyslu a používal se již zdroj sváření na stejnosměrný proud. Byla to reakce na specifickou potřebu sváření hořčíku v tomto průmyslovém odvětví.
U tohoto způsobu sváření v ochranné atmosféře bylo použito wolframové elektrody a jako ochranný plyn bylo použito helia. Tento způsob sváření je znám jako sváření TIG (tungsten inert-gas process),neboli sváření wolframovou elektrodou v ochranné atmosféře helia, jako netečného plynu. Původně se používal stejnosměrný proud a elektroda s plusovou polaritou. Brzy se ale zjistilo, že při použití nízkého proudu, wolframová elektroda má sklon k přehřívání a k přenášení částic wolframu do svaru. Výzkumní pracovníci přišli na to, že se dá přehřívání elektrody zabránit, použitím elektrody se zápornou polaritou. Tato změna se ukázala úspěšná při sváření nerezové oceli, ale stále ještě nebyla dostačující pro sváření hliníku a hořčíku. Další vývoj bylo použití střídavého proudu o vysoké frekvenci, položeného na základní svářecí proud, za účelem stabilizace oblouku. Tím se vyřešil problém, jak provést dobrý svar při sváření hliníku nebo hořčíku.
V r. 1953 byl způsob sváření el. obloukem wolframovou elektrodou modifikován, vedením oblouku skrz trysku a výsledná metoda vešla ve známost, jako obloukové sváření plazmou.

Poválečný vývoj pokračuje

Sváření el. obloukem wolframovou elektrodou se ukázalo neuspokojivé pro sváření silných, vysoce vodivých materiálů, protože svářené kusy měly sklon se chovat jako absorbér tepla. Aby se překonaly tyto potíže,byla tavící se elektroda nahrazena netavící se wolframovou elektrodou. Tento způsob, který vznikl v r. 1948, se stal známý jako sváření kovovou elektrodou v ochranné atmosféře plynu nebo inertního plynu, tzv. MIG welding. Tento způsob se stal úspěšným pro sváření hliníku a byl později upraven pro sváření jiných neželezných materiálů a nerezových a uhlíkových ocelí. Studiem se později ukázalo, že stabilnější oblouk se může získat použitím směsi plynů, místo jen čistého helia nebo argonu.
V této době došlo k dalšímu důležitému vývoji v ručním sváření elektrodou. V opláštění elektrody bylo použito železného prášku. Pozitivním prvkem bylo rychlejší nanášení svářecího kovu a tedy větší rychlost sváření. Další výhodou bylo, že svářeč mohl elektrodu jenom vést svarovým švem, aniž by se snažil ji držet v určité vzdálenosti od svářeného předmětu. Nebylo tedy třeba takové zručnosti svářeče a snadnější techniku se mohli naučit i začátečníci. Nevýhodou železného prášku v opláštění byly vysoké provozní náklady.
Přesto v r. 1953 pokroky v technologii výroby a konstrukci elektrody znamenaly snížení nákladů, které umožnily snížit cenu těchto elektrod. Používání elektrod používajících železný prášek v opláštění se velmi rozšířilo.
Když se kolem r. 1950 sváření GMA a GTA staly již rozšířenými způsoby sváření kovů, uživatelé zjistili, že ochranné plyny založené na argonu nebo heliu, jsou příliš drahé. Aby snížili tyto náklady, výzkumní pracovníci se vrátili k jednomu z prvních objevů obloukového sváření a použili jako ochranného plynu kysličník uhličitý. John. C. Lincoln, zakladatel společnosti Lincoln Electric Company žádal o patent založený na tomto principu již v r. 1918. Použitím kysličníku uhličitého jako ochranného plynu a modernější výbavy při sváření oceli, vedlo ke snížení nákladů na sváření. Toho se uchopily automobilové závody a jiné kovozpracující závody, kde kvalita svarů musela být zvlášť dobrá.
Jeden z nejvýznamnějších objevů této doby byl tak zvaný proces Innershield, zavedený společností Lincoln Electric v r. 1958 pro sváření oceli. Před tím, se u procesů s vlastní ochranou, získávaly ochranné plyny chemickým rozložením opláštění elektrod. Člověk byl schopen si představit možnosti mechanizace práce s opláštěnou elektrodou, kdyby tato byla podávána do oblouku ze svitku drátu nepřetržitě. Opláštění takové elektrody by ale při navíjení na cívku praskalo a také nebyl znám žádný praktický způsob jak přivádět el. proud k opláštěné kontinuálně podávané elektrodě. Elektrody s vlastní ochrannou atmosférou se tedy pro automatický a poloautomatický provoz nedaly použít.
Způsob sváření Innershield, o kterém se mluví jako o procesu sváření el. obloukem s tavidlem v jádru elektrody, vyřešil tento problém vložením tavidla a ochranného materiálu dovnitř trubičkové elektrody. Výsledkem byla elektroda s vlastní ochrannou atmosférou, která se dala navinout na cívku a použít u automatického nebo poloautomatického vybavení. Některé způsoby sváření používající kysličník uhličitý jako ochranný plyn , začaly také v té době používat trubičkové elektrody. Princip trubičkové elektrody obsahující nutné provozní přísady, byl použit již před rokem 1958, ale byl omezen jen na určité druhy práce.
V r. 1961 Lincoln Electric zavedla elektrodu Innershield, nanášející velké množství kovu. Tyto elektrody, tzv. elektrody s rychlým odtavením, se hodně používají u poloautomatického způsobu sváření. Protože tepelný příkon u elektrod s rychlým odtavením byl značně nižší než vyžadovaly starší typy elektrod, držáky automatického podávání drátu, neboli svářecí pistole, pro tento účel vyvinuté, nevyžadovaly chlazení vodou, byly lehké a dobře se s nimi pracovalo. Tato elektroda vytvářela svary odolné proti tvoření trhlin a byla nenáročná na slícování svářených kusů.
Když byla tato elektroda s rychlým odtavením použita poprvé, používala se jen na jednovrstvé svary prováděné v poloze shora vodorovně a v poloze horizontální. V r. 1962 se elektrody s rychlým odtavením již používaly ke sváření vícevrstvých svarů. Silné plechy se tak daly svářet při vysokém množství naneseného kovu. V r. 1967 byla zavedena elektroda pro sváření ve všech polohách,což značně rozšířilo použití tohoto způsobu sváření. The American Welding Society vyhotovila specifikaci trubičkových elektrod. Tato specifikace zahrnuje elektrody s vlastní ochrannou atmosférou a elektrody vyžadující ochranu plynem.
Protože svařování obloukem dosáhlo kolem r. 1960 vysokého stupně rozvoje, výzkumný proces se posunul na jiné pole. Že se dají provádět spolehlivé svary bylo nepopiratelné, ale potíž byla v určení,zda svar provedený v dílně nebo na montáži, vyhovuje metalurgicky pro konkrétní aplikaci. Značná pozornost byla tedy zaměřena na nedestruktivní zkoušení materiálu, zejména ultrazvukem, rentgenováním, penetrační barvící technikou, magnetickými částicemi a pod.
Výzkumní pracovníci také vyvinuli značné úsilí, zaměřené na objevení jiných metod spojování kovů, jako je sváření laserem a sváření elektronovým paprskem. V těchto případech se sice používá elektřina, ale nepoužívá se el. oblouk. Ačkoliv tyto nové procesy vytvářejí svary, které před tím nebyly možné, jejich použití je omezeno na poměrně úzkou oblast.
Obloukové sváření je stále primární způsob spojování kovů. Záblesky, kouř a jiskry, které vycházely z evropských laboratoří, vytvořily jeden z nejdůležitějších procesů moderní historie.

CZ WELD s.r.o., Medlešice č.139, 538 31 Medlešice, tel./fax: 466 303 210 info@czweld.cz, http://www.czweld.cz