CIĄGŁE ZAPOTRZEBOWANIE NA INNOWACJE WYWIAD Z BORYSEM PATONEM

Dzięki jego zaangażowaniu ZSRR był jednym z wiodących krajów w dziedzinie spawania łukowego w drugiej połowie XX wieku, a Kijów „światową stolicą spawaczy” — mowa o Borysie Patonie. Pionier odpowiedział na kilka pytań czasopisma „Perfect Welding” dotyczących m.in. wyzwań spawalniczych naszych czasów, spawania TIG lub cyfrowych źródeł prądu spawania.

Profesorze Paton, jest Pan synem założyciela jednego z najważniejszych instytutów spawalniczych na świecie i poświęcił Pan swoje życie jako naukowiec technologii spawania. Co fascynuje Pana w spawaniu?

Technologia spawania wymaga dogłębnych badań, których wyniki są niezwykle użyteczne dla społeczeństwa. Elektryczne spawanie łukowe ma ogromne znaczenie dla rozwoju ludzkości. To mnie inspiruje i fascynuje.

Jakie są Pana zdaniem najważniejsze osiągnięcia w dziedzinie spawania łukowego w ciągu ostatnich stu lat?
Najbardziej zapierające dech w piersiach zmiany zostały wprowadzone przez spawanie ręczne elektrodą otuloną, spawanie łukiem krytym, spawanie elektrodą wolframową w osłonie gazów obojętnych oraz spawanie gazem obojętnym i aktywnym. Metody te zostały wypracowane w trudnym okresie około drugiej wojny światowej. Obecnie około dwie trzecie stali walcowanej jest wykorzystywane do produkcji konstrukcji spawanych na całym świecie. Spawanie łukowe jest w większości przypadków jedyną możliwą i najbardziej efektywną metodą łączenia.

Jak postrzega Pan rolę przemysłu w tym rozwoju?

Popyt w przemyśle zdeterminował rozwój procesów spawania: możliwość zautomatyzowania procesów produkcyjnych i różnorodność geometrii komponentów odegrały tu kluczową rolę. W odpowiedzi na stale rosnące wymagania przemysłu, w spawalnictwie opracowano nowe metody efektywnego łączenia materiałów, takich jak stale wysokostopowe lub wysokowytrzymałe oraz stopy metali nieżelaznych w szerokiej gamie grubości materiałów. Te wymagania przemysłowe są źródłem spawania prądem przemiennym, począwszy od procesów impulsowych, przez ustawienia autokorekty, a skończywszy na nowoczesnych, sterowanych technologicznie procesach. Branża dąży obecnie do dalszego rozwoju kombinacji stosowanych w procesach hybrydowych.

Jakie znaczenie dla zastosowań przemysłowych ma „stara metoda” spawania TIG?

Spawanie TIG jest nadal najlepszym wyborem w przypadku wysokich wymagań dotyczących jakości spoiny — od stali nierdzewnej, aluminium i tytanu po stopy niklu. Zastosowanie impulsowego łuku TIG z jednoczesną mechaniczną kontrolą elektrody wolframowej poprawia jakość spoiny. Ponadto przełomowe kroki rozwojowe umożliwiają znaczne zwiększenie rentowności spawania TIG. Te rozwiązania obejmują zastosowanie substancji czynnych (topnik aktywujący lub „A-TIG”), spawanie TIG wysokiej częstotliwości (impuls wysokoczęstotliwościowy lub „HFP-TIG”) albo stosowanie gazu obojętnego z domieszką gazów aktywnych.

Spawanie TIG będzie w przyszłości odgrywać coraz większą rolę w spawaniu połączeniowym, w szczególności w przemyśle wytwórczym, a zwłaszcza tam, gdzie używane są roboty. Głównym zadaniem jest spawanie jednowarstwowe ścian o grubościach powyżej 10 mm. Orbitalne spawanie wąskoszczelinowe TIG ma również ogromny potencjał na przyszłość, jeśli chodzi o zwiększenie wydajności, na przykład w produkcji rurociągów lub w łączeniu materiałów podstawowych innych typów.

Układy elektroniczne mocy odgrywają obecnie kluczową rolę w spawalnictwie. Jaki wpływ miała ewolucja cyfrowego źródła prądu spawania?

Cyfrowe źródło spawalnicze z inteligentnymi obwodami sterowania i czujnikami wpływa na wszystkie branże, w których stosowana jest technologia spawalnicza. Na przykład w energetyce, przemyśle motoryzacyjnym i stoczniowym. Technologia ta znacząco zmienia wymagania jakościowe spawanych wyrobów. Adaptacyjna kontrola procesu w cyfrowych systemach spawalniczych umożliwia zmniejszenie naprężeń spawalniczych podczas spawania oraz odkształceń elementów. Poprawia to jakość wytwarzanych produktów.

Technologia cyfrowa zmienia również codzienne życie użytkowników: spawanie w coraz większym stopniu wiąże się z metodami i narzędziami informatycznymi. Znajduje to odzwierciedlenie w szkoleniu specjalistów systemowych, technologów i operatorów. Należy w większym stopniu skoncentrować się na umiejętnościach w zakresie oprogramowania, sprzętu komputerowego i IT. Wierzę, że zwiększy to również zainteresowanie młodych ludzi zawodem spawacza.

Niemniej jednak w ostatnich latach w zawodach związanych ze spawalnictwem brakowało młodych talentów. Jak inaczej można nakłonić młodych ludzi do rozpoczęcia kariery spawalniczej?

Uważam, że ważną rolę odgrywa atrakcyjna edukacja. Ponadto pracodawcy muszą stworzyć pracownikom warunki do dalszego rozwoju. Zasadniczo ludzie dążą do sukcesu — angażują się tam, gdzie mogą go osiągnąć.

Jakie jest, według Pana, największe wyzwanie naszych czasów w dziedzinie spawania?

Coraz więcej jest konstrukcji i maszyn, które osiągnęły krytyczny okres użytkowania. Dlatego ważnym tematem jest spawalnictwo naprawcze. Należy zadbać o bezpieczną eksploatację na przykład w przedsiębiorstwach energetycznych, transportowych i w przemyśle chemicznym. W tym celu ważne jest stworzenie niezawodnych metod określania pozostałego okresu użytkowania konstrukcji spawanych. Należy również dalej rozwijać konstrukcję projektową, aby ułatwić prace konserwacyjne i naprawcze. Ze względu na różne i często trudne warunki należy również dalej rozwijać systemy, procesy i dodatki spawalnicze. Jest to najpilniejsze wyzwanie stojące przed ekspertami w dziedzinie spawalnictwa w nadchodzących latach.

Są to zatem trudne zadania, przed którymi stoi kolejna generacja specjalistów w dziedzinie spawania.

Oczywiście. Uważam jednak, że piękno spawania leży również w tej ciągłej potrzebie poszukiwania fundamentalnie nowych rozwiązań i tworzenia nowych technologii, materiałów i konstrukcji.

Borys Paton urodził się w 1918 roku w Kijowie. Ukończył Politechnikę Kijowską i początkowo pracował jako inżynier, a następnie dołączył do firmy założonej przez ojca, Evgeny Patona w 1934 roku, „E.O. Paton Electric Welding Institute” Akademii Nauk ZSRR. Po śmierci ojca w 1953 r. przejął kierownictwo nad Instytutem, jednym z najbardziej znanych na świecie instytutów badań nad spawaniem elektrycznym. W następnych latach Paton stworzył ramy dla dalszych prac badawczych, nawiązał ważne kontakty z przemysłem i promował takie metody, jak spawanie zmechanizowane.