Útmutató: Mi az az időjárásálló acél, és hogyan hegesztheti?

Mi az az időjárásálló acél?

Az acél kiváló építőanyag. Erős és jól ellenáll a különféle igénybevételeknek. Bár nehéz, olcsó is, ezért gyakran használják különféle területeken, az épületvázaktól a hidakon át az autógyártásig.

Az acéllal azonban az egyik legnagyobb probléma, hogy fő összetevője a vas (amely általában tartalmaz némi szenet is), és a vasról köztudott, hogy nagyon könnyen oxidálódik. Ha olyan környezetnek van kitéve, mint az oxigén, a víz és a levegő nedvessége, az acél rozsdásodik. Ez a rozsdásodás és korrózió végül csökkenti az anyag tulajdonságait, ami elveszti szerkezeti szilárdságát, amit az iparban "problémának" nevezünk.

Számos módszer létezik az acél korrózió elleni védelmére. Az egyik általános módszer a festés vagy olajozás, védőréteget képezve az acél felületén, amely elszigeteli a légkör nedvességétől és oxigénétől. Az acél is horganyozható vagy eloxálható hasonló bevonatok létrehozásához, de ezek a folyamatok mélyebb kémiai reakciókkal járnak, mint egy felületi bevonat.

Ezeknek a módszereknek a legnagyobb hátránya, hogy ha a bevonaton rések keletkeznek, vagy megsérül, a rozsda áthatolhat rajta. Ezért megfelelő karbantartásra és rendszeres ellenőrzésekre van szükség; ellenkező esetben a súlyos károsodás katasztrofális meghibásodáshoz vezethet.

A probléma megoldására az anyagmérnökök egy másik fémhez fordultak, amelyet széles körben használnak szerte a világon: a rézhez.

A réz is érzékeny az oxigén hatására. Ha azt látja, hogy a réztermékek zöldre váltanak, az réz-oxid képződik a felületen. Az acéllal ellentétben azonban ez a verdigris nem korrodál tovább. Ehelyett természetes védőréteget képez a réz körül. Ez a védőréteg gátolja a további korrózió nagy részét, és ha a verdigris megsérül, akkor "ön{4}}megjavul" új verdigris kialakításával a sérült területen.

A réz is érzékeny az oxigén hatására. Ha azt látja, hogy a réztermékek zöldre váltanak, az réz-oxid képződik a felületen. Az acéllal ellentétben azonban ez a verdigris nem korrodál tovább. Ehelyett természetes védőréteget képez a réz körül. Ez a védőréteg gátolja a további korrózió nagy részét, és ha a verdigris megsérül, akkor "ön{4}}megjavul" új verdigris kialakításával a sérült területen.

A mérnökök azon töprengtek: mi lenne, ha az acélt ugyanazokkal a tulajdonságokkal tudnánk elérni? Közel egy évszázaddal ezelőtt a kutatás és fejlesztés révén új anyagot hoztak létre acél és különféle ötvözött fémek (köztük réz, króm, szilícium és foszfor) felhasználásával. Ez az acél szinte az összes alacsony széntartalmú acél anyagtulajdonságával rendelkezett, de a közönséges acéllal ellentétben nem rozsdásodott; ehelyett barna védőfóliát képezett.

Ezt az anyagot először 1933-ban fejlesztették ki és szabadalmaztatták Cor-Ten néven, ahol a Cor-Ten a korrózióállóságot és a szakítószilárdságot jelenti. A Cor-Ten, más néven időjárásálló acél, végül az American Society for Testing and Materials (ASTM) szabványosította, ami széleskörű használatához vezetett. Ennek eredményeként ma is találkozni fog ezzel az anyaggal, és hegesztenie kell.

Mikor használnak időjárásálló acélt?

Természetes korrózióállósága és csekély öngyógyító képessége miatt az időjárásálló acélt leggyakrabban olyan helyeken használják, ahol különféle természeti környezetnek vannak kitéve, de gyakran hiányzik a rendszeres ellenőrzés és karbantartás. A mérnöki és építőiparban az időjárásálló acélt gyakran használják látható díszítőelemek, szobrok, tetők és falak, valamint különféle gyakorlati elemek, például virágcserepek, kerékpártárolók vagy kerítések, sövények, stb.

Összefoglalva, ez a fajta acélszerkezet rendkívül praktikus, különösen alkalmas robusztusságot, tartósságot, hosszú karbantartási intervallumokat és egységes, esztétikus narancssárga{0}}barna megjelenést igénylő alkalmazásokhoz. Gyakran előfordul a natúrparkokban, ahol a barna szín zökkenőmentesen keveredik a környező fákkal.

Mi a legjobb eljárás időjárásálló acél hegesztésére?

Mivel az időjárásálló acél alapvetően alacsony{0}}széntartalmú acélötvözet, szinte bármilyen hegesztési eljárással hegeszthető. Azonban, ahogy azt sejteni lehetett, bizonyos hegesztési eljárások jobb eredményeket és tartósabb varratokat eredményeznek, mint mások.

Más szóval, az esetek 90%-ában MIG hegesztést kell alkalmazni időjárásálló acél hegesztésekor. A megfelelő működés elengedhetetlen, de ez minden hegesztési módra vonatkozik. Az AWI-hegesztések hajlamosak az idő előtti tönkremenetelre az időjárásálló acélon, és hacsak nem jártas nagyon a MIG-hegesztésben, a kézi ívhegesztésnek nincs jelentős előnye vele szemben.

Milyen típusú töltőanyagot kell használni az időjárásálló acélhoz?

Az első lehetőség szénacél hegesztőhuzal, például AWS E7018, ER70S vagy E70C-6M használata. Ezek a huzalok akkor a legalkalmasabbak, ha az időjárásálló acél egymenetes hegesztésére van szükség, és a hegesztési szilárdság vagy minőség alacsony. Bár a hegesztési szilárdság valamivel alacsonyabb lesz az ideálisnál, a költségek alacsonyabbak. Ezenkívül az alacsony szén-dioxid-kibocsátású acél hegesztőhuzal kiválóan kompatibilis az időjárásálló acéllal, elnyeli az ötvözőelemeket, és megőrzi a varrat korrózióállóságát az alapfémhez hasonlóan.

A második lehetőség az alacsony-ötvözetű hegesztőhuzal. Az ilyen típusú huzalok az ötvözet összetételétől függően különféle formákban kaphatók, de általában a legmegfelelőbb olyan alkalmazásokhoz, amelyek nagy szilárdságot, korrózióállóságot vagy egyéb mechanikai tulajdonságokat igényelnek. Nagy-felületű vagy több-menetes hegesztéskor az alapfém és a hegesztőhuzal közötti keveredési fok viszonylag alacsony. Ez azt jelenti, hogy ha szénacél hegesztőhuzalt használnak nagy-felületű hegesztéshez, csökken a korrózióállósága, így érzékenyebb a sérülésekre. Az időjárásálló acél nemesfémmel való erős kötés biztosítása érdekében a szénacél hegesztőhuzalt festeni vagy más bevonattal kell kezelni.