ESAB /2004

Transkriptio

1 ESAB /2004

2 HITSAUSUUTISET Nro 2/ vuosikerta Päätoimittaja Juha Lukkari Toimitussihteeri Tuula Virta Taitto Taiten Oy Reprotyöt ja painopaikka PAINOPRISMA Oy Julkaisija OY ESAB Ruosilantie Helsinki Puh. (09) Faksi (09) Sähköpostiosoitteet Jakelu Jaetaan ilmaiseksi hitsauksesta, leikkauksesta ja teollisuuden ilmanpuhdistuksesta kiinnostuneille. Tilaukset ja osoitteenmuutokset Faksi OY ESAB, (09) Satavuotias muttei vanhus... Sata vuotta on pitkä aika. Muutamat ihmiset pystyvät elämään täyspainoista elämää niin kauan. Useimmat eivät. Muutamat yritykset saavuttavat saman virstanpylvään tai sitten eivät. ESABilla 100 vuotta tulee täyteen tänä vuonna. Ja vaikka ikää kertyy, niin vanhaksi emme itseämme suinkaan tunne. Paljon on tapahtunut siitä, kun Oscar Kjellberg aikoinaan Göteborgissa kehitteli päällystettyä hitsauspuikkoa. Tämän lehden artikkelit antavat siitä oman kuvansa. Maailma on muuttunut niistä ajoista. Raskas metalliteollisuus, joka monessa Pohjoismaassa näytteli merkittävää osaa koko teollisuudesta ja loi osaltaan hyvinvointia kansalaisille, on saanut väistyä paljolti muihin maihin. Telakkateollisuutta ei ole enää kuin Suomessa. Paljon muitakin perinteisiä hitsaavia tehtaita on lopetettu tai siirtynyt tämän globaalin tietoyhteiskuntiin perustuvan maailman muihin osiin halvan kustannustason maihin Aasiassa tai vanhassa Itä- Euroopassa. Mutta hitsaus on silti säilyttänyt tärkeän paikkansa valmistavan teollisuuden yhtenä tärkeimmistä liittämismuodoista. Tosin hitsauksen sisälläkin on tapahtunut melkoista kehitystä. Vanhan Oscarin päällystetyt puikot ovat antaneet tietä monelle tehokkaammalle jatkuvaan lankaan perustuvalle hitsausmenetelmälle. Robotit ovat ryhtyneet Hitsauksen historiaa lyhyt oppimäärä 3 Oscar Kjellberg keksijä ja näkijä 6 Lyhyen puikon pitkä historia 11 ESABin kehitys kansainväliseksi suuryritykseksi 15 ESAB taitavasti kuljettamaan hitsauspistoolia ihmiskäden asemasta. Eksoottisia uusia menetelmiä on otettu käyttöön monessa niistä ei enää tarvita koko lisäainettakaan. Tuottavuus on parantunut, laadusta puhumattakaan. Ja tämä 100-vuotiaaksi tuleva ESAB on ollut aktiivisesti tässä kehityksessä mukana. Emme ole jääneet paikoillemme vanhenemaan ja valittelemaan, vaan olemme pyrkineet ottamaan asiakkaidemme vaatimukset huomioon ja kehittäneet yhä tehokkaampia menetelmiä. Tosin Oscarin hitsauspuikkoja unohtamatta. Emmekä aio 100-vuotiaanakaan siirtyä eläkkeelle, vaan pysyä kovassa kansainvälisessä kilpailussa mukana auttamassa asiakkaitamme menestymään kehittämällä uusia ja yhä parempia menetelmiä ja laitteita. Ei kai kukaan usko, että kehitys tähän pysähtyisi ja kaikki olisi jo valmista? Tai että metalliteollisuus Suomesta siirtyisi kokonaan pois? Muuttumaan tulemme varmasti. Sitä vaatii jo muuttuva ympäristö, mutta lähtökohtanamme tulee pysymään huipputuotteiden ja hyvän palvelun tarjoaminen asiakkaillemme yhdessä lukuisten yhteistyökumppaniemme kanssa. Siinä haastetta tulevalle 100-vuotisjaksolle ja tuleville ESABlaisille! SEPPO TUOMOLA Hitsaajan työ silloin ennen ja nyt 20 Tuoteuutuuksia Katsaus hitsauksen nykypäivään ja tulevaisuuteen 27 Hitsaustekniikkaa postimerkeissä 42 2

3 Hitsauksen historiaa lyhyt oppimäärä Kaarihitsauksen historia alkaa jo 1800-luvun loppupuolelta. ESAB on ollut osa tätä historiankirjoitusta 1900-luvun alusta lähtien, jolloin Oscar Kjellberg perusti yrityksen keksimänsä päällystetyn hitsauspuikon ympärille. Nykyaikaisen hitsaustekniikan historia alkaa 1800-luvun loppupuolelta. Tätä ennen hitsausta oli tehty vuosisatoja ja jopa vuosituhansia, ns. pajahitsauksena. Pajahitsauksessa uunissa kuumennettuja metalliosia taotaan vasaralla toisiinsa niin kauan, että ne hitsautuvat yhteen. Perushitsausmenetelmät vastushitsaus, kaasuhitsaus ja kaarihitsaus keksittiin jo ennen ensimmäistä maailmansotaa, jolloin kaasuhitsaus ja -leikkausmenetelmät olivat yleistyneet teollisessa valmistuksessa ja korjaustoiminnassa. Teollistuminen, uusien lämmönlähteiden saatavuus ja kaksi maailmansotaa vaikuttivat myöhemmin nykyaikaisen hitsauksen nopeaan kehittymiseen. Vastushitsaus Vastushitsaus otti ensiaskeleitaan jo 1856, kun James Joule, mies lämpömäärän yksikön joulen takana, onnistui sulattamaan ja hitsaamaan nipun kuparilankoja yhteen käyttäen vastuskuumennusta. Ensimmäisiä vastushitsauskoneita käytettiin tyssähitsauksessa. Yhdysvaltalainen Elihu Thomson valmisti ensimmäisen hitsausmuuntajan 1886 ja patentoi keksintönsä seuraavana vuonna. Hänen muuntajansa tuotti 2 V:n oikosulkujännitteellä jopa 2000 A. Myöhemmin Thomson kehitti koneet myös pistehitsaukseen, kiekkohitsaukseen, käsnähitsaukseen ja leimuhitsaukseen. Pistehitsaus ke- Thomsonin vastushitsausmuuntaja. hittyi käytöltään yleisimmäksi ja sitä käytetään edelleen laajasti autoteollisuudessa ja monessa muussa ohutlevyteollisuudessa. Unimation toimitti ensimmäiset pistehitsausrobotit toimitti autoteollisuuteen General Motorsille Kaasuhitsaus Kaasuhitsaus käyttäen happi-asetyleeniliekkiä kehitettiin Ranskassa 1800-luvun lopussa. Ensimmäisen hitsaukseen sopivan polttimen kehittivät Edmund Fouche ja Charles Picard noin vuonna Aikaansaatu liekki osoittautui erittäin kuumaksi, yli 3100 C, ja siitä tulikin myöhemmin tärkeä työkalu hitsattaessa tai leikattaessa terästä. Asetyleeni löydettiin jo aikaisemmin englantilaisen Edmund Davyn toimesta. Hän huomasi, että syttyvää kaasua syntyi, kun karbidi hajaantuu vedessä. Poltettaessa kaasu osoittautui erittäin hyväksi valaistukseen, mistä tulikin pian sen pääkäyttötarkoitus. Kaasun kuljetuksessa ja käytön yhteydessä sattui useita räjähdysonnettomuuksia. Pian huomattiin, että asetoni pystyi liuottamaan itseensä suuria määriä asetyleeniä etenkin lisättäessä painetta. Vuonna 1896 Le Chatelier kehitti turvallisen tavan varastoida asetyleeniä käyttäen asetonia ja huokoista kiveä säilytyspullojen sisällä. Monet maat alkoivat käyttää ranskalaisen keksintöä asetyleenin säilytykseen, mutta kuljetuksen aikaisia räjähdyksiä sattui edelleen. Ruotsalainen Gustaf Dahlén AGAlta muutti huokoisen ainesosan koostumusta ja näin päästiin 100%:n turvallisuuteen. Kaarihitsaus Sir Humphrey Davy sai vuonna 1810 aikaan valokaaren kahden navan välille, mistä katsotaan kaarihitsauksen alkaneen. The First World Electrical Exhibition -näyttelyssä Pariisissa 1881 venäläinen Nikolai Benardos esitteli kehittämänsä kaarihitsausmenetelmän, jossa valokaari sytytettiin sulamattoman hiilielektrodin ja työkappaleen väliin. Erillistä lisäainelankaa voitiin syöttää sulaan. Nikolai Benardosin hiilipuikkohitsaus. Kuvassa vasemmalla puikonpitimen esi-isä. 3

4 oli siihen aikaan oppilaana French Cabot -laboratoriossa ja onnistui saamaan yhdessä ystävänsä Stanislav Olszewskin kanssa patentin menetelmälleen useissa maissa Hiilikaarihitsaus yleistyi 1880-luvun lopulla ja 1900-luvun alkuvuosina. Benardosin maanmies Nikolai Slavianoff kehitti menetelmää edelleen ja sai 1890 patentin menetelmälle, jossa käytettiin hiilipuikon sijasta metallipuikkoa (metallilankaa). Metallilanka toimi näin samalla lisäaineena. Hitsaustapahtumaa ja sulaa metallia ei oltu kuitenkaan suojattu mitenkään ilman vaikutukselta, mikä heikensi voimakkaasti hitsin ominaisuuksia, mm. sitkeyttä ja tiiveyttä. Ruotsalainen Oscar Kjellberg huomasi korjatessaan laivojen höyrykattiloita, että menetelmällä aikaansaadut hitsit olivat täynnä pieniä huokosia ja halkeamia. Lisäksi ne eivät olleet vedenpitäviä. Hän ponnisteli parantaakseen menetelmää ja kehitti päällystetyn hitsauspuikon, joka patentoitiin (Ruotsin patentti nro 27152). Oscar Kjellbergin patenttihakemuksen kuvitusta vuodelta Parantunut hitsin laatu johti sähköhitsauksen läpimurtoon monissa teollisuuden käyttökohteissa. Kjellberg perusti laivojen korjauksiin erikoistuneen yrityksen ESAB (Elektriska Svetsnings Aktiebolag). Myöhemmin 1930-luvulla hitsausmenetelmät kehittyivät edelleen. Tähän asti kaikki kaarihitsaus oli suoritettu käsin. Hitsausta pyrittiin kehittämään tutkimalla myös mahdollisuuksia mekanisoida ja automatisoida prosessia jatkuvalla lisäaineen syötöllä. Merkittävin saavutus tuolloin oli jauhekaarihitsauksen kehittäminen Yhdysvalloissa. Kaarihitsaus suojakaasuympäristössä patentoitiin jo 1890 C.L. Coffinin toimesta, vaik- kei se johtanutkaan vielä teollisiin sovellutuksiin. Herra taisi olla kovasti aikaansa edellä. Toisen maailmansodan aikaan lentokoneteollisuus tarvitsi kuitenkin hyvän menetelmän magnesiumin ja alumiinin hitsaukseen. Vuonna 1940 aloitettiin USA:ssa laaja tutkimus valokaaren suojaamiseksi inertillä suojakaasulla. Tuloksena syntyi menetelmä, jota nykyään kutsutaan TIG-hitsaukseksi (Tungsten Inert Gas). Siinä valokaari palaa sulamattoman volframielektrodin ja työkappaleen välillä. Muutamia vuosia myöhemmin kehitettiin alumiinin hitsaukseen myös MIG-hitsaus (Metal Inert Gas), jossa elektrodina oli sulava lanka, jota syötettiin jatkuvasti hitsisulaan. Suojakaasuina olivat inertit kaasut, helium ja argon. Venäläiset Lyubavskii ja Novoshilov onnistuivat kokeiluissaan käyttää huomattavasti helpommin saatavissa olevaa ja halvempaa hiilidioksidia (CO 2 ) suojakaasuna, mikä teki menetelmän käytön kannattavaksi myös terästen hitsaukseen. Näin syntyi MAG-hitsaus (Metal Active Gas). Haitallisten roiskeiden syntymistä pystyttiin tehokkaasti vähentämään käyttämällä lyhytkaarimenetelmää, jossa aineensiirtyminen pisaramuodossa tapahtui hallitusti. Tällöin pääosa tämän päivän hitsausmenetelmistä oli keksitty. Näitä seurasivat muut menetelmät kuten täytelankahitsaus, plasmahitsaus, kuonahitsaus, elektronisuihkuhitsaus, laserhitsaus, kitkahitsaus. Viimeisimpinä uutuusmenetelminä ovat markkinoille tullut erilaiset yhdistelmämenetelmät, mm. laserin ja MIG/MAG-hitsauksen yhdistelmä, laser-hybridihitsaus. Virtalähteet Yksi syy sähköhitsauksen keksimiseen vasta 1800-luvun lopulla saattoi olla menetelmään sopivien virtalähteiden puute. Jo 1700-luvun lopulla onnistuivat italialaiset Volta ja Galvani tuottamaan sähkövirtaa galvaanisten elementtien avulla. Tärkeä kehitysaskel tämän jälkeen oli Michael Faradayn kehittämän muuntajan ja generaattorin periaate Ensimmäisiä hitsauskokeita tehtiin käyttäen erilaisia tapoja tuottaa tarvittava hitsausvirta. Sir Humphrey Davy käytti akkuja ensimmäisissä kaarihitsauskokeissaan. Benardosin ratkaisu oli 22 hevosvoimainen höyrykone pyörittämässä tasavirtageneraattoria ja 150 akkua tuottamaan virran hänen hiilikaarihitsaus kokeisiinsa. Yksinomaan akkujen kokonaispaino oli 2400 kg! Thomson käytti muuntajaa kehittäessään koneita vastushitsaukseen. Oscar Kjellberg käytti 110 V:n tasavirtaa pudottamalla sen tasoa antamalla virran kulkea suolavedellä täytetyn tynnyrin läpi. Saksalainen AEG valmisti hitsausgeneraattorin vuonna Sitä käytti kolmevaiheista asykronimoottoria, jonka ominaiskäyrä sopi hitsaukseen. Laite painoi 1000 kg ja tuotti 250 A. Hitsauksessa käytettiin pääsääntöisesti tasavirtaa aina 1900-luvun alkupuolelle asti. Päällystetyn puikon keksiminen mahdollisti myös vaihtovirran käytön. Muuntajat tulivat suosituiksi edullisuutensa ja pienemmän energiankulutuksensa vuoksi. Tasasuuntaajat yleistyivät 1940-luvun lopulla. Alussa käytettiin selenium- ja myöhemmin piitasasuuntausta. Myöhemmin tyristoritasasuuntaajat tekivät mahdolliseksi hitsausvirran säädön elektronisesti. Nykyään tätä tekniikkaa käytetään etenkin suurissa virtalähteissä. Merkittävin mullistus tapahtui invertteritekniikan tultua hitsausvirtalähteisiin. ESABin ensimmäinen prototyyppi valmistui 1970, mutta invertterit tulivat laajemmalti teollisuuden käyttöön hieman myöhemmin. Vuonna 1984 ESAB toi markkinoille maineikkaan Caddy 140 -invertterin, joka painoi ainoastaan 8 kg! 160 A:n puikkovirtalähde 1930-luvulta (800 kg) ja 1980-luvulta (10 kg). 4

5 Kehittyneet hitsausprosessit Hitsausmenetelmien vuosilukuja Plasmahitsaus osoitti, että hyvin energiatiheä valokaari mahdollisti ns. keyhole-hitsauksen eli lävistävän hitsauksen. Samanlaisia etuja oli myös laser- ja elektronisuihkuhitsauksella, kun ne esiteltiin jo 1950-luvulla, vaikka niiden teolliset sovellutukset ovat tulleet laajemmassa määrin vasta parina viime vuosikymmenenä. Hitsauksen laatu ja tarkkuus paranivat aiemmasta sekä muodonmuutokset pienenivät lähes olemattomiin. Näillä sädemenetelmillä pystyttiin hitsaamaan myös uusia materiaaleja ja niiden yhdistelmiä. Robotteja on käytetty pistehitsauksessa jo vuonna Kaarihitsaukseen ne ilmestyivät noin 10 vuotta myöhemmin, jolloin robottien tarkkuudet pystyivät vastaamaan MIG/ MAG-hitsauksen asettamiin vaatimuksiin. Aluksi robottihitsauksessa käytettiin samoja hitsausarvoja kuin käsinhitsauksessa. MIG/MAG-hitsauksen tuottavuuden parantamiseksi on tehty paljon työtä. Kanadalainen John Church käytti erittäin suurta langansyöttönopeutta ja 4-komponentti-suojakaasua. Menetelmää kutsuttiin nimellä T.I.M.E. Menetelmällä pystyttiin jopa kolminkertaistamaan langansyöttönopeus ja tuotto. Hitsausmenetelmien kehittäminen ei ole suinkaan pysähtynyt luvulla ja luvun alussa on tapahtunut edelleen paljon. Kahden langan käyttö (tandem tai twin) MIG/ MAG-hitsauksessa on parantanut tuottavuutta edelleen. Viimeisin korkean tuottavuuden menetelmä on hybridi, jossa kaksi eri menetelmää yhdistetään. Näistä lupaavin on laser- MIG/MAG-hybridihitsaus, jossa saavutetaan suuri nopeus ja tunkeuma. Hybridihitsauksessa toleranssivaatimukset railoille ja sovituksille ovat huomattavasti löysemmät, minkä ansiosta hybridihitsauksen käyttö tulee paljon helpommin mahdolliseksi. Uusi liittämismenetelmä on ns. MIG-juottaminen, jossa käytetään lisäaineena pronssilankaa ja hitsauskoneena normaalia MIG-hitsauskonetta. Menetelmä soveltuu erinomaisesti mm. sinkittyjen ohutlevyjen liittämiseen. Hitsausmenetelmä Keksijä Vuosi Maa Vastushitsaus Elihu Thomson USA Hiilikaarihitsaus Nikolai Benardos 1885 Venäjä Paljaspuikkohitsaus Nikolai Slawianow 1891 Venäjä Termiittihitsaus Goldschmidt 1895 Saksa Kaasuhitsaus Edmund Fouche, 1900 Ranska Charles Picard Puikkohitsaus päällystetyllä puikolla Oscar Kjellberg 1907 Ruotsi Tapinhitsaus 1930 USA Jauhekaarihitsaus Robinoff, Paine ja Quillen 1930 USA Kuonahitsaus Hopkins 1940 USA TIG-hitsaus Meredith 1941 USA MIG-hitsaus Battelle Memorial Institute 1948 USA Kuonahitsaus Paton-Instituutti 1951 Venäjä CO 2 -hitsaus Lyubavski ja Novoshilov 1953 Venäjä Kitkahitsaus Paton-Instituutti 1956 Venäjä Plasmahitsaus Gage 1957 USA Täytelankahitsaus suojakaasun kanssa Alloy Rods 1957 USA Elektronisuihkuhitsaus Stohr 1957 Ranska Täytelankahitsaus ilman suojakaasua Lincoln 1958 USA Kaasukaarimuottihitsaus Arcos 1961 Belgia Laserleikkaus Peter Houldcroft 1966 Englanti Laserhitsaus Martin Adams 1970 Englanti FSW-kitkahitsaus Welding Institute 1991 Englanti Hitsauksen mekanisointi avasi uusi sovellutuksia. Kapearailohitsaus säästää aikaa ja lisäainetta ja vähentää muodonmuutoksia hitsattaessa suuria levynpaksuuksia. Alussa käytettiin MIG-menetelmää, mutta myöhemmin myös jauhekaari- ja TIG-menetelmiä. Vuonna 1980 ESAB toimitti entiseen Neuvostoliittoon Volgadonskiin suuren jauhekaarikapearailohitsauslaitteiston ydinvoimalaitosten reaktoripaineastioiden valmistukseen. TWI patentoi 1992 kitkahitsauksen pyörivällä työkalulla, ns. FSW-hitsauksen. Menetelmä toimii erittäin hyvin alumiinilla. Hitsaaminen tapahtuu materiaalia sulattamatta ja hitsin laatu on erinomainen. Menetelmässä ei tarvita lainkaan lisäainetta ja sen energiankulutus on pieni. Menetelmä on työturvallisuuden kannalta ihanteellinen, ei säteilyä eikä savuja. Kitkahitsaus on tehokas ja yksinkertainen. Sen voidaan sanoa olevan yksi luvun merkittävimmistä hitsausalan keksinnöistä. Tulevaisuuden suuntaukset Yleiset kehityssuuntaukset ovat selvät: jatkuva pyrkiminen korkeampaan tuottavuuteen, mekanisoinnin lisääminen, tehokkaampien hitsausmenetelmien tutkimus- ja kehitystyö ja työturvallisuuskysymysten huomioonottaminen. Rakenteiden painoa pyritään pienentämään suunnittelun sekä lujien terästen ja alumiinin käyttöä lisäämällä. Vierailu alan messuilla osoittaa, kuinka elektroniikkakomponenttien kehittyminen, tietokoneteknologia ja digitaaliset käyttäjäliittymät ovat vaikuttaneet hitsauslaitteistojen kehitykseen. Uudet menetelmät FSW ja laser-mighybridihitsaus ovat tulleet vauhdilla markkinoille, mutta silti perinteiset TIG-, MIG/ MAG- ja jauhekaarihitsaus ovat säilyttäneet paikkansa valtamenetelminä. Artikkeli on käännös Svetsaren-lehdessä No 1/2004 olleesta artikkelista The history of welding, jonka on kirjoittanut Klas Weman. 5

6 Oscar Kjellberg keksijä ja näkijä ESABin ensimmäiset vuosikymmenet liittyvät tiiviisti yrityksen perustajaan, Oscar Kjellbergiin. Hän keksi vuonna 1904 päällystetyn hitsauspuikon ja perusti yrityksen nimeltä Elektriska Svetsnings Aktiebolaget (ESAB). ESABista ja sen historiasta on kirjoitettu paljon, mutta kuka oli Oscar Kjellberg ja minkälainen henkilö hän oli? Kun katsoo Oscar Kjellbergin patsasta Göteborgissa, niin havaitsee hänen katseensa suuntaavan horisonttiin. Onko hänen katseensa visionäärin katse? Mikä hänen visionsa oli, kun hän keksi hitsauspuikon ja perusti yrityksen? Vai oliko hän vain käytännön ihminen, joka yritti ratkaista erilaisia käytännön ongelmia? Koulutusta ja harjoittelua Oscar Kjellbergin on sanottu olleen aikansa lapsi. Hän syntyi 1800-luvun loppupuolella Ruotsissa, jossa tehtiin paljon pioneerityötä erilaisten teollisten keksintöjen parissa. Monet nykyään tunnetut yritykset ovat saaneet alkunsa noina aikoina. Henkilönimet Gustaf de Laval (ensimmäisen käyttökelpoisen höyryturbiinin keksijä), Gustaf Dalén (valomajakan keksijä ja myöhemmin AGAn johtaja) ja C.E. Johansson (ensimmäisen mittatulkin keksijä) ovat tämän ajan tunnetuimpia nimiä. Tämä keksintöjen ja uusien yritysten perustamisen aika oli käsillä, kun Oscar Kjellberg syntyi 1870 Mötterudin kylässä, jonka lähin kaupunki oli Arvika. Siellä on nykyään myös hitsaustekniikalle omistettu museo. Hänen isänsä muutti Kanadaan hakemaan työtä, jotta voisi elättää vaimonsa ja viisi lastansa. Kuitenkin isä kuoli vähän saapumisensa jälkeen työtapaturmassa rautatiellä. Oscar-poikanen oli silloin vain 12-vuotias. Neljä vuotta myöhemmin Oscar oli jo konepajassa nimeltään Kristinehamns Mekaniska Verkstad. Hänen sanottiin olleen hiljainen ja kovasti töitä tekevä nuori poika. Iltaisin hän lueskeli kirjallisuutta, joka käsitteli konepajatekniikkaa. Kaksi vuotta myöhemmin hän päätti muuttaa maailmalle, Göteborgiin, jotta oppisi enemmän. Göteborg oli silloin ja on vieläkin Ruotsin suurin satamakaupunki. Kristinehamnin ajoilta hänestä on pieni tarina. Hän istuskeli sataman penkillä ja jutteli vanhemman herrasmiehen kanssa. Herra oli nimeltään Axel Broström, joka oli alkanut perustaa suurta rahtilaivastoa. Myöhemmin siitä kehittyi tunnettu Broström Group. Broström oli huomauttanut pojalle, että tämän pitäisi kehittää tekniikka, jolla laivan levyt voitaisiin liittää yhteen silloin käytetyn niittaamisen asemasta. 17-vuotias Oscar kuulemma vastasi, että eihän sen pitäisi olla ollenkaan mahdotonta. Muutamaa vuotta myöhemmin, vuonna 1888, Axel Broström otti Oscarin töihin ja hän pääsi harjoittelijaksi laivalle konehuonee- seen. Siellä hän oli neljä vuotta käyden samalla iltakoulua. Oscar Kjellberg siirtyi 22-vuotiaana takaisin maalle ja meni töihin koneasentajaksi Malmöhön, Kockums Mekaniska Verkstadiin, jatkaen samalla opintojaan. Neljä vuotta myöhemmin hän päätti opintonsa ja valmistui teknikoksi, minkä ansiosta hän pääsi laivaan konemestariksi. Hän työskenteli seuraavat kaksi vuotta eri laivoissa, minkä ohella hän jatkoi vielä pidemmälle opinnoissaan. Hän suoritti vuonna 1898 insinöörin tutkinnon ja myöhemmin vielä myös Saksassa laivainsinöörin ja sähköinsinöörin tutkinnot. Nyt olemme vuodessa 1903, johon mennessä Oscarilla oli jo kunnioitusta herättävä teoreettinen koulutus ja 15 vuoden käytännön kokemus laivoista. Kaikki näytti kuin valmistautumiselta sen vision toteuttamiseen, minkä hän ilmaisi Kristinehamnin sataman penkillä puhuessaan laivalevyjen liittämisestä: Eihän sen pitäisi olla ollenkaan mahdotonta. Keksijä Sen sijaan, että Oscar Kjellberg olisi pestautunut pääinsinööriksi johonkin maailman meriä seilaavaan isoon höyrylaivaan, hän vuokrasi itselleen pienen työpajan Göteborgissa, 6

7 missä hän aloitti hitsauskokeensa. Oscar Kjellberg oli hyvin tietoinen niistä sähköhitsauskokeista maailmalla, joita oli tehty käyttäen paljasta teräslankaa elektrodina. Niissä oli muutamia perustavaa laatua olevia ongelmia, mm. hitsiaineen hauraus ja hitsauksen vaikeus eri asennoissa, erityisesti lakiasennossa. Konemestarina laivoilla hän joutui tekemisiin koko ajan myös vuotavien höyrykattiloiden ja -koneiden kanssa. Kattilat oli tehty niittaamalla ja ne alkoivat lähes säännön mukaisesti vuotaa jonkin ajan kuluttua. Vuodot jouduttiin tilkitsemään tiiviiksi käyttäen kiiloja ja hamppua. Jotta hitsauksesta voisi tulla näissä olosuhteissa käytettävä korjausmenetelmä, josta Oscar Kjellberg oli unelmoinut, niin hänen oli ratkaistava nämä asiat. Oscar Kjellberg ei suinkaan keksinyt sähköhitsausta. Menetelmä oli ollut tunnettu jo pitemmän aikaan ja siitä oli julkaistu mm. yli 300 patenttia. Mutta Oscar ei ollut suinkaan tyytyväinen, vaan hän päätti kehittää sitä edelleen mm. ratkaisemalla mainitut ongelmat. Oscar Kjellberg kirjoitti asiasta seuraavaa: Sähköhitsaus keksittiin suunnattoman köyhyyden aikana. Se ei ollut kulunut polku, jota oli kuljettava. Koska kuitenkin vaikeudet ovat voitettava, päätin selvittää, olivatko 1880-luvun insinöörit jättäneet jotakin ratkaisematta. Kun minulle selvisi, että he eivät olleet tehneet kaikkea, päätin ottaa opiksi edeltäjiltäni ja ryhtyä kehittämään sähköhitsausta. Oscar Kjellberg alkoi vuonna 1904 työskennellä parantaakseen hitsauspuikkojen ominaisuuksia, minkä seurauksena hänen suurin saavutuksensa oli päällystetty hitsauspuikko, jolle hän sai patentin hieman myöhemmin. Hän tallensi samana vuonna pankin tallelokeroon raportin, jossa hän kuvasi ensimmäisiä kokeitaan päällystetyllä hitsauspuikolla. Laajempien kokeiden jälkeen hän sai patentin tälle menetelmälle vasta kolme vuotta myöhemmin. Ensimmäisen patenttinsa Oscar Kjellberg sai Siinä hän kuvaa uutta menetelmää, jossa sähköinen valokaari palaa metallilangan ja perusaineen välissä sulattaen metallia. Hän täydensi tätä perusasiaa kuitenkin lisämaininnalla, että hitsin pitää olla lyhyt ja sitä pitää vasaroida vielä kuumana. Patenttiselostukseen sisältyy tarkka kuvaus siitä, miten puikkoa pidetään vasemmassa kädessä ja vasaraa oikeassa kädessä. Patentin nimi oli Working method for electrical welding, including material and how it is handled (Sähköhitsauksen työtapa ja Pieni työpaja, jossa Oscar Kjellberg teki ensimmäisiä kokeitaan. 7

8 kuinka metallia käsitellään). Käsikirjoituksen päiväys oli Oscar Kjellbergille tarjoutui pian mahdollisuus näyttää, mitä hän oli todella keksinyt. Hän sai tehtäväkseen korjata hitsaamalla ruotsalaisen sotalaivan osia, jotka olivat murtuneet pakkasessa. Tulokset olivat hyviä, vaikka monissa piireissä oli epäilyksiä hitsauksen käytölle korjauksissa. Jotta Oscar Kjellberg pystyi rahoittamaan kokeitaan, hän perusti yrityksen, joka sai nimekseen Elektriska Svetsnings Aktiebolaget. Perustava kokous pidettiin Kjellberg valittiin toimitusjohtajaksi. Nimen etukirjaimista muodostettiin myöhemmin nimi ESAB. Yritystoiminnan ohessa hän jatkoi kokeitaan ja hän sai toisen patentin 1906 sähköiselle kytkinlaitteelle. Laitteen tehtävä oli rajoittaa generaattorista ulostulevaa virtaa. Suuri läpimurto hitsauksen ja myös ESABin kehityksessä tapahtui , kun Kjellberg sai patentin päällystetylle hitsauspuikolle ( Procedure for electric welding including the electrode intended for this purpose ). Kjellberg oli tehnyt paljaan teräslangan päälle päällysteen, joka toi monia etuja päällystämättömään puikkoon nähden. Ensinäkin se tuotti hajotessaan valokaaren kuumuudessa suojakaasua (CO 2 ). Kaasu suojasi kuuma metallisulaa ilmalta ja esti rautaoksidin syntymistä. Tämä teki mahdolliseksi sen, että puikolla voitiin tehdä kerralla huomattavasti pitempi hitsi kuin aikaisemmin, jolloin lyhyttä hitsiä oli lisäksi vasaroitava. Kjellberg kuvasi myös hakemuksessaan, miten voidaan hitsata myös useita palkoja päällekkäin ilman hitsin ominaisuuksien haurastumista. Nerokas osa patenttia oli, että Kjellberg ei kuvannut päällysteen koostumusta, vaan patentti tuli yleispatentiksi päällystetylle hitsauspuikolle. Toiseksi hän ratkaisi myös asentohitsauksen ongelmat, erityisesti hitsauksen lakiasennossa. Hän selvitti sellaisen päällysteen koostumuksen, että se suli samaa tahtia kuin sydänlanka. Hän huomasi myös, että puikon pää- Näyte Oscar Kjellbergin mallikelpoisesta käsialasta ja työselityksestä. hän muodostui kraatteri, joka suuntasi sulan metallin kohteeseen. Hän testasi useita erilaisia päällysteen koostumuksia, minkä ansiosta hän löysi sopivan koostumuksen. Näin Kjellbergin vaikeudet mm. vuotavien höyrykattiloiden kanssa aikoinaan laivassa johtivat omalta osaltaan hänen kolmanteen patenttiinsa eli päällystetyn puikon patenttiin. Koska vuodot olivat kattiloiden alaosassa, niin korjaukset oli tehtävä lakiasennossa, johon hänen patenttinsa tarjosi myös ratkaisun. Ilman näitä hän olisi ehkä tyytynyt ensimmäiseen patenttiinsa. Yrityksen perustaja ja johtaja Oscar Kjellbergiä on useimmiten kuvattu tutkijana ja keksijänä. Hänellä oli myös toinen rooli, kun hän perusti yrityksen, joka tarjosi korjaushitsauspalvelujaan Göteborgissa. Hän koulutti aktiivisesti myös itse hitsaajia. Hänellä oli visio, että ESAB perustaisi tärkeimpiin satamiin korjaushitsaukseen erikoistuneita työpajoja. Koska siihen ei riittänyt kuitenkaan riittävästi taloudellisia resursseja, niin hän tarjosi eri yrityksille lisenssiä, joka antoi oikeuden käyttää Kjellbergin käyttämää hitsausmenetelmää. Vuonna 1911 yrityksellä oli jo riittävästi taloudellisia resursseja perustaa ensimmäinen tytäryhtiö ulkomaille. Ensimmäinen yritys perustettiin Lontooseen Englantiin ja se sai nimekseen Anglo-Swedish Electric Welding Co. Yritys sai tulonsa pääasiassa käytännön korjaushitsaustöistä. Kaksi vuotta myöhemmin perustettiin seuraava tytäryhtiö Belgiaan. Lisäksi samoihin aikoihin solmittiin sopimus japanilaisen Mitsubishi Zosen Kaishan kanssa. Aluksi kuviteltiin, että Kjellbergin menetelmä hyväksyttäisiin nopeasti käyttöön, mutta näin ei kuitenkaan käynyt. Oscar Kjell- 8

9 bergin oli tehtävä lujasti työtä vakuuttaakseen ihmiset menetelmänsä erinomaisuudesta. Hän oivalsi myös menetelmänsä tuomat taloudelliset edut korjauksissa verrattuna muihin menetelmiin tai uuteen kappaleeseen, joihin verrattuna kustannukset hitsaamalla tehdyssä korjauksessa olivat vain 2 %. Hän oli myös huolissaan ja hän seurasi jatkuvasti korjattujen tuotteiden kestävyyttä. Hän pystyi osoittamaan, että valitusten määrä oli vain 0,5 1 %. Eräs mielenkiintoinen vastaväite Kjellbergin menetelmää vastaan oli, että se oli niin nopea, mistä syystä se saattoi aiheuttaa työttömyyttä. Oscar Kjellberg kehitti myös menetelmäänsä koko ajan ja vakuutti ihmisiä lukuisilla käytännön esityksillä. Hän oli epäilemättä aikansa paras hitsauksen asiantuntija. Yritysmainos vuodelta 1911 tarjoaa hitsauspalveluja ruotsalaisille laivayhtiöille Newcastlessa ja Glasgowssa. Kuvassa ESABin ensimmäinen logo. Ensimmäisen maailmansodan ( ) aikana ja jälkeen monet yritykset alkoivat käyttää hitsausta myös uusien tuotteiden valmistamiseen eikä enää pelkästään korjaukseen. Tämä avasi luonnollisesti uusia mahdollisuuksia ESABille. Yksi este hitsauksen käytölle oli kuitenkin laivaluokitusseurat, jotka eivät hyväksyneet hitsausta niittaamisen sijaan uusien laivojen valmistamisessa. Sodan jälkeen oli kuitenkin suuri tarve valmistaa runsaasti uusia laivoja sodassa tuhoutuneiden tilalle. Hitsauksen käytöllä voitiin säästää 10 % teräslevyjen painossa, mikä lisäsi kiinnostusta hitsauksen käyttöön. Englantilainen laivaluokitusseura Lloyds ryhtyikin tutkimaan mahdollisuuksia kokonaan hitsattujen laivojen valmistamiseen. Kokeet tehtiin ESABin tytäryhtiössä Lontoossa. Tulokset olivat niin hyviä, että Lloyds hyväksyi vuonna 1920 hitsauksen kaikentyyppisten uusien laivojen valmistusmenetelmäksi. Kuitenkaan laivayhtiöiden omistajat eivät olleet halukkaita kokeilemaan uutta menetelmää. Tästä syystä Oscar Kjellberg päätti rakentaa ensimmäisen täysin hitsatun laivan, joka laskettiin vesille Göteborgissa ja se sai nimekseen ESAB IV. Se oli samalla myös maailman ensimmäinen hitsattu laiva, jolle Lloyds antoi hyväksyntänsä ja luokittelunsa. Tämä poisti laivanomistajien epäluuloisuuden hitsausta kohtaan. ESAB IV on nykyään nähtävissä Göteborgin merimuseossa. Seuraavat haasteet Oscar Kjellbergille olivat tytäryhtiön perustaminen Saksaan ja hitsausvirtalähteiden valmistuksen aloittaminen. Tytäryhtiö perustettiin 1921 Finsterwaldeen, jossa aloitettiin kaksi vuotta myöhemmin myös hitsausmuuttajien valmistus. Vähitellen valmistusohjelmaan tulivat myös muutkin hitsauskoneet. Ennen toista maailmansotaa Saksan yhtiössä oli jo 5000 henkeä, joista 1500 hitsauskoneiden parissa. Kun lukee alkuaikojen pöytäkirjoja yrityksen kokouksista, niin huomaa, että Oscar Kjellberg oli itse lähes kaikessa mukana. Hän oli samaan aikaan sekä toimitusjohtaja että teknillinen johtaja, mutta myös käytännön 9

10 Työpaja, jossa tehtiin hitsauskokeita laivoja varten. Hän pystyi toteuttamaan visionsa hitsauksesta. Hitsaus oli 1931 jo yleisesti tunnustettu menetelmä kaikkialla eikä vain korjauksissa. ESAB oli iso ja vakavarainen yritys, jolla oli yhtiöitä ympäri maailmaa. Oscar Kjellberg sai 1927 arvostetun kultamitalin Ruotsin kuninkaalliselta insinööritieteiden akatemialta keksinnöistään ja saavutuksistaan. On sääli, ettei Oscar Kjellberg päässyt näkemään, kuinka hänen perustamansa yritys kasvoi alansa johtavaksi yritykseksi maailmassa. Maailman ensimmäinen täyshitsattu laiva ESAB IV Göteborgin satamassa. kokeiden tekijä ja hitsauksen opettaja. Hän oli aikansa hitsausguru. Kaikella tällä oli valitettavasti vaikutuksensa myös hänen terveyteensä eikä hän noudattanut lääkärinsä käskyä vähentää työmääräänsä. Hän kuoli työpöytänsä ääreen. Hänen neljästä lapsestaan nuorin, Björn, tuli seuraamaan isänsä jalanjälkiä. Artikkeli on käännös Svetsaren-lehdessä No 1/2004 olleesta artikkelista Oscar Kjellberg inventor and visionary, jonka on kirjoittanut Bo Sörensson. 10