Opas: Mikä on säänkestävä teräs ja miten se hitsataan?

Mikä on säänkestävä teräs?

Teräs on erinomainen rakennusmateriaali. Se on vahva ja kestää hyvin erilaisia ​​rasituksia. Vaikka se on raskas, se on myös halpa, joten sitä käytetään usein eri aloilla rakennusten rungoista siltoihin ja autojen valmistukseen.

Yksi teräksen suurimmista ongelmista on kuitenkin se, että sen pääkomponentti on rauta (joka yleensä sisältää myös hiiltä), ja raudan tiedetään hapettuvan erittäin helposti. Teräs ruostuu, kun se altistuu ympäristöille, kuten hapelle, vedelle ja ilman kosteudelle. Tämä ruostuminen ja korroosio heikentää lopulta materiaalin ominaisuuksia, jolloin se menettää rakenteellisen lujuutensa, mitä me alalla kutsumme "ongelmaksi".

On monia tapoja suojata terästä korroosiolta. Yksi yleinen tapa on maalata tai öljytä se muodostaen teräspintaan suojakerroksen, joka eristää sen ilmakehän kosteudelta ja hapelta. Teräs voidaan myös galvanoida tai anodisoida samanlaisten pinnoitteiden luomiseksi, mutta näihin prosesseihin liittyy syvempiä kemiallisia reaktioita kuin pelkkä pintapinnoite.

Näiden menetelmien suurin haittapuoli on, että jos pinnoitteeseen muodostuu rakoja tai se vaurioituu, ruoste voi tunkeutua siihen. Siksi asianmukainen huolto ja säännölliset tarkastukset ovat välttämättömiä; muutoin vakavat vauriot voivat johtaa katastrofaaliseen vikaan.

Tämän ongelman ratkaisemiseksi materiaaliinsinöörit kääntyivät toiseen metalliin, jota käytetään laajalti ympäri maailmaa: kuparia.

Kupari on myös herkkä hapen vaikutuksille. Kun näet kuparituotteiden muuttuvan vihreiksi, se on kuparioksidia, joka muodostaa verdigrin pintaan. Toisin kuin teräs, tämä verdigris ei kuitenkaan jatka syöpymistä. Sen sijaan se muodostaa luonnollisen suojakerroksen kuparin ympärille. Tämä suojakerros estää suurimman osan lisäkorroosiosta, ja jos verdigris vaurioituu, se "korjautuu itsestään" muodostamalla uusia verdigrisejä vaurioituneelle alueelle.

Kupari on myös herkkä hapen vaikutuksille. Kun näet kuparituotteiden muuttuvan vihreiksi, se on kuparioksidia, joka muodostaa verdigrin pintaan. Toisin kuin teräs, tämä verdigris ei kuitenkaan jatka syöpymistä. Sen sijaan se muodostaa luonnollisen suojakerroksen kuparin ympärille. Tämä suojakerros estää suurimman osan lisäkorroosiosta, ja jos verdigris vaurioituu, se "korjautuu itsestään" muodostamalla uusia verdigrisejä vaurioituneelle alueelle.

Insinöörit ihmettelivät: mitä jos voisimme saada teräksestä samat ominaisuudet? Lähes sata vuotta sitten syntyi tutkimuksen ja kehityksen kautta uusi materiaali käyttämällä terästä ja erilaisia ​​metalliseoksia (mukaan lukien kupari, kromi, pii ja fosfori). Tällä teräksellä oli lähes kaikki vähähiilisen teräksen materiaaliominaisuudet, mutta toisin kuin tavallinen teräs, se ei ruostunut. sen sijaan se muodosti ruskean suojakalvon.

Tämä materiaali kehitettiin ja patentoitiin ensimmäisen kerran vuonna 1933 nimellä Cor-Ten, jossa Cor-Ten tarkoittaa korroosionkestävyyttä ja vetolujuutta. American Society for Testing and Materials (ASTM) standardisoi lopulta Cor-Tenin, joka tunnetaan myös nimellä säänkestävä teräs, mikä johti sen laajaan käyttöön. Tämän seurauksena kohtaat tämän materiaalin edelleen tänään ja sinun on hitsattava se.

Milloin säänkestävää terästä käytetään?

Luonnollisen korroosionkestävyyden ja vähäisen itsestään-paranevan kyvyn vuoksi säänkestävää terästä käytetään yleisimmin paikoissa, jotka ovat alttiina erilaisille luonnonympäristöille, mutta usein säännöllistä tarkastusta ja huoltoa puuttuu. Suunnittelussa ja rakentamisessa säänkestävää terästä käytetään usein paljaana koriste-elementteinä, veistoksina, kattoina ja seininä sekä erilaisina käytännön ominaisuuksina, kuten kukkaruukkuina, polkupyörävajoja tai aitoja, pensasaitoja jne. Sitä käytetään myös yleisesti meriliikenteessä, ja sitä käytetään usein rakennemateriaalina lyhyissä silloissa (yleensä jalankulkusillassa) jokien tai purojen yli.

Yhteenvetona voidaan todeta, että tämän tyyppinen teräsrakenne on erittäin käytännöllinen ja sopii erityisesti sovelluksiin, joissa vaaditaan kestävyyttä, kestävyyttä, pitkiä huoltovälejä ja yhtenäistä, esteettisesti miellyttävää oranssia-ruskeaa ulkonäköä. Sitä tavataan yleisesti luonnonpuistoissa, joissa ruskea väri sulautuu saumattomasti ympäröiviin puihin.

Mikä on paras menetelmä säänkestävän teräksen hitsaukseen?

Koska säänkestävä teräs on pohjimmiltaan vähähiilinen{0}}terässeos, se voidaan hitsata lähes millä tahansa hitsausprosessilla. Kuitenkin, kuten saatat arvata, tietyt hitsausprosessit tuottavat parempia tuloksia ja kestävämpiä hitsejä kuin toiset.

Toisin sanoen MIG-hitsausta tulisi käyttää 90 %:ssa tapauksista, kun hitsataan säänkestävää terästä. Oikea toiminta on välttämätöntä, mutta tämä koskee kaikkia hitsausmenetelmiä. TIG-hitsaukset ovat alttiita ennenaikaisille vaurioille säänkestävässä teräksessä, ja ellet ole kovin perehtynyt MIG-hitsaukseen, manuaalinen kaarihitsaus ei tarjoa merkittävää etua siihen verrattuna.

Millaista täyteainetta tulee käyttää säänkestävään teräkseen?

Ensimmäinen vaihtoehto on käyttää hiiliteräshitsauslankaa, kuten AWS E7018, ER70S tai E70C-6M. Nämä langat sopivat parhaiten, kun vaaditaan säänkestävän teräksen kertavirtahitsausta ja hitsin lujuus tai laatu on alhainen. Vaikka hitsin lujuus on hieman ihanteellinen, kustannukset ovat alhaisemmat. Lisäksi vähähiilisellä teräksisellä hitsauslangalla on erinomainen yhteensopivuus säänkestävän teräksen kanssa, se imee seosaineita ja säilyttää hitsin korroosionkestävyyden perusmetallin kaltaisena.

Toinen vaihtoehto on matala-seosteinen hitsauslanka. Tämän tyyppistä lankaa on eri muodoissa seoksen koostumuksesta riippuen, mutta se soveltuu yleensä parhaiten sovelluksiin, jotka vaativat suurta lujuutta, korroosionkestävyyttä tai muita mekaanisia ominaisuuksia. Suorittaessasi suuri-alue- tai monivirtahitsausta-jalometallin ja hitsauslangan sekoitusaste on suhteellisen alhainen. Tämä tarkoittaa, että jos hiiliteräksistä hitsauslankaa käytetään laaja-alaiseen-hitsaukseen, sen korroosionkestävyys heikkenee, mikä tekee siitä alttiimman vaurioille. Vahvan sidoksen varmistamiseksi säänkestävän teräksen perusmetallin kanssa hiiliteräksinen hitsauslanka on maalattava tai käsiteltävä muilla pinnoitteilla.