Rokasgrāmata: Kas ir laikapstākļiem izturīgs tērauds un kā to metināt?

Kas ir laikapstākļiem izturīgs tērauds?

Tērauds ir lielisks celtniecības materiāls. Tas ir spēcīgs un tam ir laba izturība pret dažādiem spriegumiem. Lai gan tas ir smags, tas ir arī lēts, tāpēc to bieži izmanto dažādās jomās, sākot no ēku karkasiem līdz tiltiem un beidzot ar automašīnu ražošanu.

Tomēr viena no lielākajām tērauda problēmām ir tā, ka tā galvenā sastāvdaļa ir dzelzs (kas parasti satur arī nedaudz oglekļa), un zināms, ka dzelzs ļoti viegli oksidējas. Ja tiek pakļauta tādai videi kā skābeklis, ūdens un gaisa mitrums, tērauds rūsēs. Šī rūsēšana un korozija galu galā samazina materiāla īpašības, kā rezultātā tas zaudē savu strukturālo izturību, ko mēs šajā nozarē saucam par "problēmu".

Ir daudzi veidi, kā aizsargāt tēraudu no korozijas. Viena izplatīta metode ir to krāsot vai eļļot, veidojot aizsargkārtu uz tērauda virsmas, kas izolē to no mitruma un skābekļa atmosfērā. Tēraudu var arī cinkot vai anodēt, lai izveidotu līdzīgus pārklājumus, taču šie procesi ietver dziļākas ķīmiskās reakcijas nekā tikai virsmas pārklājums.

Lielākais šo metožu trūkums ir tāds, ka, ja pārklājumā veidojas spraugas vai tas ir bojāts, tajā var iekļūt rūsa. Tāpēc ir nepieciešama atbilstoša apkope un regulāras pārbaudes; pretējā gadījumā nopietni bojājumi var izraisīt katastrofālu atteici.

Lai atrisinātu šo problēmu, materiālu inženieri pievērsās citam metālam, kas tiek plaši izmantots visā pasaulē: vara.

Varš ir arī jutīgs pret skābekļa iedarbību. Kad redzat, ka vara izstrādājumi kļūst zaļi, tas ir vara oksīds, kas uz virsmas veido verdigri. Tomēr atšķirībā no tērauda šis verdigris neturpina rūsēt. Tā vietā tas veido dabisku aizsargkārtu ap varu. Šis aizsargslānis aizkavē lielāko daļu turpmākās korozijas, un, ja verdigris ir bojāts, tas "paš-atjaunojas", bojātajā vietā veidojot jaunus zaļumus.

Varš ir arī jutīgs pret skābekļa iedarbību. Kad redzat, ka vara izstrādājumi kļūst zaļi, tas ir vara oksīds, kas uz virsmas veido verdigri. Tomēr atšķirībā no tērauda šis verdigris neturpina rūsēt. Tā vietā tas veido dabisku aizsargkārtu ap varu. Šis aizsargslānis aizkavē lielāko daļu turpmākās korozijas, un, ja verdigris ir bojāts, tas "paš-atjaunojas", bojātajā vietā veidojot jaunus zaļumus.

Inženieri domāja: kā būtu, ja mēs varētu padarīt tēraudu ar tādām pašām īpašībām? Gandrīz pirms gadsimta, veicot pētniecību un attīstību, tika izveidots jauns materiāls, izmantojot tēraudu un dažādus sakausējumu metālus (tostarp varu, hromu, silīciju un fosforu). Šim tēraudam bija gandrīz visas zema-oglekļa tērauda materiāla īpašības, taču atšķirībā no parastā tērauda tas nerūsēja; tā vietā izveidojās brūna aizsargplēve.

Šis materiāls pirmo reizi tika izstrādāts un patentēts 1933. gadā ar nosaukumu Cor-Ten, kur Cor-Ten apzīmē izturību pret koroziju un stiepes izturību. Cor-Ten, ko parasti sauc arī par laikapstākļiem izturīgu tēraudu, galu galā standartizēja Amerikas Testēšanas un materiālu biedrība (ASTM), kā rezultātā tas tika plaši izmantots. Rezultātā jūs joprojām saskarsities ar šo materiālu, un tas ir jāmetina.

Kad tiek izmantots laika apstākļu izturīgs tērauds?

Pateicoties dabiskajai izturībai pret koroziju un nelielai pašdziedināšanas spējai, laikapstākļiem izturīgs tērauds visbiežāk tiek izmantots vietās, kas ir pakļautas dažādām dabiskajām vidēm, bet bieži vien netiek regulāri pārbaudītas un apkopes. Inženierzinātnēs un celtniecībā izturīgs tērauds bieži tiek izmantots kā atklāti dekoratīvi elementi, skulptūras, jumti un sienas, kā arī dažādi praktiski elementi, piemēram, puķu podi, velosipēdu nojumes vai žogi, dzīvžogi utt. To bieži izmanto arī jūras transportā un bieži izmanto kā konstrukcijas materiālu īsiem tiltiem (parasti gājēju tiltiem) pār upēm vai strautiem.

Rezumējot, šāda veida tērauda konstrukcijas ir ļoti praktiskas, īpaši piemērotas lietojumiem, kam nepieciešama robustums, izturība, ilgi apkopes intervāli un viendabīgs, estētiski pievilcīgs oranžs{0}}brūns izskats. To parasti var atrast dabas parkos, kur brūnā krāsa nemanāmi saplūst ar apkārtējiem kokiem.

Kāds ir labākais laikapstākļiem izturīga tērauda metināšanas process?

Tā kā laikapstākļiem izturīgs tērauds būtībā ir zema{0}}oglekļa tērauda sakausējums, to var metināt, izmantojot gandrīz jebkuru metināšanas procesu. Tomēr, kā jūs varētu uzminēt, daži metināšanas procesi nodrošina labākus rezultātus un izturīgākus metinājumus nekā citi.

Citiem vārdiem sakot, MIG metināšana ir jāizmanto 90% gadījumu, metinot tēraudu, kas izturīgs pret atmosfēras iedarbību. Pareiza darbība ir būtiska, taču tas attiecas uz jebkuru metināšanas metodi. TIG metinājuma šuves ir pakļautas priekšlaicīgai atteicei uz laikapstākļiem izturīgā tērauda, ​​un, ja vien jūs ļoti nepārzināt MIG metināšanu, manuālā loka metināšana nesniedz būtisku priekšrocību salīdzinājumā ar to.

Kāda veida špaktele jāizmanto tēraudam, kas ir pret atmosfēras iedarbību?

Pirmā iespēja ir izmantot oglekļa tērauda metināšanas stiepli, piemēram, AWS E7018, ER70S vai E70C-6M. Šīs stieples ir vispiemērotākās, ja ir nepieciešama laikapstākļiem izturīga tērauda vienvirziena metināšana, un metināšanas stiprība vai pakāpe ir zema. Lai gan metināšanas stiprība būs nedaudz zemāka par ideālo, izmaksas ir zemākas. Turklāt zema oglekļa tērauda metināšanas stieplei ir lieliska saderība ar laikapstākļiem izturīgu tēraudu, absorbējot leģējošos elementus un saglabājot metinājuma izturību pret koroziju, kas ir līdzīga parastajam metālam.

Otrā iespēja ir zema{0}}sakausējuma metināšanas stieple. Šim stieples veidam ir dažādas formas atkarībā no sakausējuma sastāva, taču tas parasti ir vislabāk piemērots lietojumiem, kuriem nepieciešama augsta izturība, izturība pret koroziju vai citas mehāniskās īpašības. Veicot liela-laukuma vai vairāku-pāreju metināšanu, parastā metāla un metināšanas stieples sajaukšanas pakāpe ir salīdzinoši zema. Tas nozīmē, ka, ja oglekļa tērauda metināšanas stieple tiek izmantota liela-laukuma metināšanai, tās izturība pret koroziju samazināsies, padarot to jutīgāku pret bojājumiem. Lai nodrošinātu stingru saikni ar laikapstākļiem izturīgo tērauda parasto metālu, oglekļa tērauda metināšanas stieple ir jākrāso vai jāapstrādā ar citiem pārklājumiem.