Juhend: Mis on ilmastikukindel teras ja kuidas seda keevitada?

Mis on ilmastikukindel teras?

Teras on suurepärane ehitusmaterjal. See on tugev ja hästi vastupidav erinevatele pingetele. Kuigi see on raske, on see ka odav, seetõttu kasutatakse seda sageli erinevates valdkondades, alates ehitusraamidest kuni sildade ja autotööstuseni.

Terase üks suuremaid probleeme on aga see, et selle põhikomponendiks on raud (mis tavaliselt sisaldab ka veidi süsinikku) ja raud oksüdeerub teatavasti väga kergesti. Kokkupuutel selliste keskkondadega nagu hapnik, vesi ja õhuniiskus, teras roostetab. See roostetamine ja korrosioon vähendab lõpuks materjali omadusi, mistõttu see kaotab oma struktuurse tugevuse, mida me tööstuses nimetame "probleemiks".

Terase kaitsmiseks korrosiooni eest on palju viise. Üks levinud meetod on selle värvimine või õlitamine, moodustades teraspinnale kaitsekihi, mis isoleerib selle atmosfääri niiskuse ja hapniku eest. Terast saab ka tsingitud või anodeerida, et luua sarnaseid katteid, kuid need protsessid hõlmavad sügavamaid keemilisi reaktsioone kui lihtsalt pinnakate.

Nende meetodite suurim puudus on see, et kui kattekihile tekivad tühimikud või see on kahjustatud, võib rooste sellesse tungida. Seetõttu on vajalik korralik hooldus ja regulaarsed kontrollid; vastasel juhul võivad tõsised kahjustused põhjustada katastroofilist riket.

Selle probleemi lahendamiseks pöördusid materjaliinsenerid teise metalli, mida kasutatakse laialdaselt kogu maailmas: vase, poole.

Vask on vastuvõtlik ka hapniku mõjudele. Kui näete, et vasktooted muutuvad roheliseks, moodustab see vaskoksiidi pinnale verdigri. Kuid erinevalt terasest ei jätka see verdigris korrodeerumist. Selle asemel moodustab see vase ümber loodusliku kaitsekihi. See kaitsekiht tõkestab suurema osa edasisest korrosioonist ja kui rohelus on kahjustatud, "paraneb see ise", moodustades kahjustatud alale uue verdigri.

Vask on vastuvõtlik ka hapniku mõjudele. Kui näete, et vasktooted muutuvad roheliseks, moodustab see vaskoksiidi pinnale verdigri. Kuid erinevalt terasest ei jätka see verdigris korrodeerumist. Selle asemel moodustab see vase ümber loodusliku kaitsekihi. See kaitsekiht tõkestab suurema osa edasisest korrosioonist ja kui rohelus on kahjustatud, "paraneb see ise", moodustades kahjustatud alale uue verdigri.

Insenerid mõtlesid: mis siis, kui saaksime terasel samad omadused olla? Ligi sajand tagasi loodi teadus- ja arendustegevuse käigus uus materjal, kasutades terast ja erinevaid legeermetalle (sh vask, kroom, räni ja fosfor). Sellel terasel olid peaaegu kõik vähese süsinikusisaldusega terase materjaliomadused, kuid erinevalt tavalisest terasest see ei roostetanud; selle asemel moodustas see pruuni kaitsekile.

See materjal töötati esmakordselt välja ja patenteeriti 1933. aastal nimega Cor-Ten, kus Cor-Ten tähistab korrosioonikindlust ja tõmbetugevust. Cor-Ten, üldtuntud ka kui ilmastikukindel teras, standardiseeris lõpuks American Society for Testing and Materials (ASTM), mis tõi kaasa selle laialdase kasutamise. Seetõttu puutute selle materjaliga kokku ka täna ja peate selle keevitama.

Millal ilmastikukindlat terast kasutatakse?

Tänu oma loomulikule korrosioonikindlusele ja vähesele iseparanemisvõimele{0}}kasutatakse ilmastikukindlat terast kõige sagedamini kohtades, mis puutuvad kokku mitmesuguse looduskeskkonnaga, kuid sageli puudub regulaarne kontroll ja hooldus. Inseneritöös ja ehituses kasutatakse ilmastikukindlat terast sageli katmata dekoratiivsete elementide, skulptuuride, katuste ja seintena, aga ka mitmesuguste praktiliste elementidena, nagu lillepotid, jalgrattakuurid või aiad, hekid jne. Seda kasutatakse sageli ka meretranspordis ja seda kasutatakse sageli lühikeste sildade (tavaliselt jalakäijate sildade) konstruktsioonimaterjalina üle jõgede või ojade.

Kokkuvõtteks võib öelda, et seda tüüpi teraskonstruktsioonid on väga praktilised, eriti sobivad rakendustele, mis nõuavad robustsust, vastupidavust, pikki hooldusvälbasid ja ühtlast, esteetiliselt meeldivat oranži{0}}pruuni välimust. Seda leidub tavaliselt loodusparkides, kus pruun värv seguneb sujuvalt ümbritsevate puudega.

Milline on parim protsess ilmastikukindla terase keevitamiseks?

Kuna ilmastikukindel teras on põhiolemuselt madala{0}}süsinikterase sulam, saab seda keevitada peaaegu kõigi keevitusmeetoditega. Kuid nagu võisite arvata, annavad teatud keevitusprotsessid paremaid tulemusi ja vastupidavamaid keevisõmblusi kui teised.

Teisisõnu tuleks ilmastikukindla terase keevitamisel 90% juhtudest kasutada MIG-keevitust. Nõuetekohane töö on hädavajalik, kuid see kehtib kõigi keevitusmeetodite kohta. TIG keevisõmblused võivad ilmastikukindlal terasel enneaegselt puruneda ja kui te pole MIG-keevitusega väga kursis, ei anna käsitsi kaarkeevitus selle ees olulist eelist.

Millist täiteainet tuleks ilmastikukindla terase jaoks kasutada?

Esimene võimalus on kasutada süsinikterasest keevitustraati, näiteks AWS E7018, ER70S või E70C-6M. Need traadid on kõige sobivamad juhul, kui on vaja ilmastikukindla terase ühekäigulist keevitust ja keevisõmbluse tugevus on madal. Kuigi keevisõmbluse tugevus on ideaalsest veidi madalam, on maksumus madalam. Lisaks sobib madala süsinikusisaldusega terasest keevitustraat suurepäraselt ilmastikukindla terasega, neelab legeerelemente ja säilitab keevisõmbluse korrosioonikindluse, mis on sarnane mitteväärismetalliga.

Teine võimalus on madala{0}}sulamiga keevitustraat. Seda tüüpi traati on sõltuvalt selle sulami koostisest erineval kujul, kuid see sobib üldiselt kõige paremini rakendusteks, mis nõuavad suurt tugevust, korrosioonikindlust või muid mehaanilisi omadusi. Suure pindalaga-või mitmekäigulise-käiguga keevitamisel on mitteväärismetalli ja keevistraadi segunemisaste suhteliselt madal. See tähendab, et kui süsinikterasest keevitustraati kasutatakse suure pindalaga-keevitamiseks, väheneb selle korrosioonikindlus, mis muudab selle kahjustustele vastuvõtlikumaks. Tugeva sideme tagamiseks ilmastikukindlast terasest mitteväärismetalliga tuleb süsinikterasest keevitustraat värvida või töödelda muude katetega.