Průvodce: Co je povětrnostní ocel a jak ji svařujete?

Co je povětrnostní ocel?

Ocel je vynikající stavební materiál. Je pevný a má dobrou odolnost vůči různým namáháním. Přestože je těžký, je také levný, takže se často používá v různých oblastech, od stavebních konstrukcí přes mosty až po výrobu automobilů.

Jedním z největších problémů oceli je však to, že její hlavní složkou je železo (které obvykle obsahuje i nějaký uhlík) a o železe je známo, že velmi snadno oxiduje. Při vystavení prostředí, jako je kyslík, voda a vlhkost ve vzduchu, ocel zreziví. Tato rez a koroze nakonec snižuje vlastnosti materiálu, což způsobuje, že ztrácí svou strukturální pevnost, což je to, co my v průmyslu nazýváme „problémem“.

Existuje mnoho způsobů, jak chránit ocel před korozí. Jednou z běžných metod je natírání nebo naolejování, čímž se na ocelovém povrchu vytvoří ochranná vrstva, která jej izoluje od vlhkosti a kyslíku v atmosféře. Ocel může být také galvanizována nebo eloxována, aby se vytvořily podobné povlaky, ale tyto procesy zahrnují hlubší chemické reakce než jen povrchový povlak.

Největší nevýhodou těchto metod je, že pokud povlak vytvoří mezery nebo se poškodí, může do něj proniknout rez. Proto je nutná správná údržba a pravidelné kontroly; jinak může vážné poškození vést ke katastrofálnímu selhání.

K vyřešení tohoto problému se materiální inženýři obrátili na jiný kov, který je široce používán po celém světě: měď.

Měď je také citlivá na účinky kyslíku. Když vidíte, že měděné produkty zezelenají, je to oxid mědi tvořící měděnku na povrchu. Na rozdíl od oceli však tato měděnka nadále nekoroduje. Místo toho vytváří přirozenou ochrannou vrstvu kolem mědi. Tato ochranná vrstva brání většině další koroze, a pokud je měděnka poškozena, „samo{4}}opraví se“ vytvořením nové měděnky v poškozené oblasti.

Měď je také citlivá na účinky kyslíku. Když vidíte, že měděné produkty zezelenají, je to oxid mědi tvořící měděnku na povrchu. Na rozdíl od oceli však tato měděnka nadále nekoroduje. Místo toho vytváří přirozenou ochrannou vrstvu kolem mědi. Tato ochranná vrstva brání většině další koroze, a pokud je měděnka poškozena, „samo{4}}opraví se“ vytvořením nové měděnky v poškozené oblasti.

Inženýři se ptali: co kdybychom dokázali vyrobit ocel se stejnými vlastnostmi? Téměř před sto lety byl díky výzkumu a vývoji vytvořen nový materiál využívající ocel a různé slitinové kovy (včetně mědi, chrómu, křemíku a fosforu). Tato ocel měla téměř všechny materiálové vlastnosti nízkouhlíkové oceli, ale na rozdíl od běžné oceli nekorodovala; místo toho vytvořil hnědý ochranný film.

Tento materiál byl poprvé vyvinut a patentován v roce 1933 pod názvem Cor-Ten, kde Cor-Ten znamená odolnost proti korozi a pevnost v tahu. Cor-Ten, běžně známá také jako ocel odolná proti povětrnostním vlivům, byla nakonec standardizována Americkou společností pro testování a materiály (ASTM), což vedlo k jejímu širokému použití. Díky tomu se s tímto materiálem setkáte i dnes a potřebujete jej svařit.

Kdy se používá ocel odolná proti povětrnostním vlivům?

Vzhledem ke své přirozené odolnosti proti korozi a mírné samoléčitelnosti se ocel odolná proti povětrnostním vlivům nejčastěji používá v místech vystavených různým přírodním prostředím, kde však často chybí pravidelná kontrola a údržba. Ve strojírenství a stavebnictví se povětrnostní ocel často používá jako exponované dekorativní prvky, sochy, střechy a stěny, stejně jako různé praktické prvky, jako jsou květináče, kolárny nebo ploty, živé ploty atd. Běžně se používá také v námořní dopravě a často se používá jako konstrukční materiál pro krátké mosty (obvykle lávky pro pěší) přes řeky nebo potoky.

Stručně řečeno, tento typ ocelové konstrukce je vysoce praktický, zvláště vhodný pro aplikace vyžadující robustnost, odolnost, dlouhé intervaly údržby a jednotný, esteticky příjemný oranžovo-hnědý vzhled. Běžně se vyskytuje v přírodních parcích, kde hnědá barva plynule splývá s okolními stromy.

Jaký je nejlepší postup pro svařování oceli odolné proti povětrnostním vlivům?

Vzhledem k tomu, že ocel odolná proti povětrnostním vlivům je v podstatě nízkouhlíkovou slitinou oceli, lze ji svařovat téměř jakýmkoli svařovacím postupem. Jak jste však mohli uhodnout, určité svařovací procesy poskytují lepší výsledky a odolnější svary než jiné.

Jinými slovy, svařování MIG by mělo být použito v 90 % případů při svařování oceli odolné proti povětrnostním vlivům. Správný provoz je nezbytný, ale to platí pro jakýkoli způsob svařování. Svary TIG jsou náchylné k předčasnému selhání na oceli vystavené povětrnostním vlivům, a pokud nejste příliš obeznámeni se svařováním MIG, ruční obloukové svařování oproti němu nenabízí žádnou významnou výhodu.

Jaký typ plniva by měl být použit pro povětrnostní ocel?

První možností je použít svařovací drát z uhlíkové oceli, například AWS E7018, ER70S nebo E70C-6M. Tyto dráty jsou nejvhodnější, když je vyžadováno jednoprůchodové svařování oceli odolné proti povětrnostním vlivům a pevnost nebo kvalita svaru je nízká. Přestože pevnost svaru bude o něco nižší, než je ideální, náklady jsou nižší. Kromě toho má svařovací drát z nízkouhlíkové oceli vynikající kompatibilitu s ocelí povětrnostními vlivy, absorbuje legující prvky a zachovává odolnost proti korozi ve svaru podobně jako základní kov.

Druhou možností je nízkolegovaný svařovací drát-. Tento typ drátu se dodává v různých formách v závislosti na složení slitiny, ale obecně se nejlépe hodí pro aplikace vyžadující vysokou pevnost, odolnost proti korozi nebo jiné mechanické vlastnosti. Při velkoplošném nebo víceprůchodovém svařování je míra smíchání základního kovu a svařovacího drátu relativně nízká. To znamená, že pokud se svařovací drát z uhlíkové oceli použije pro velkoplošné-svařování, sníží se jeho odolnost proti korozi a bude náchylnější k poškození. Aby se zajistilo pevné spojení s ocelovým základním kovem odolným vůči povětrnostním vlivům, musí být svařovací drát z uhlíkové oceli natřen nebo ošetřen jinými povlaky.