Vodič: Šta je vremenski čelik i kako ga zavariti?

Šta je vremenski čelik?

Čelik je odličan građevinski materijal. Jaka je i ima dobru otpornost na različite naprezanja. Iako je težak, istovremeno je i jeftin, pa se često koristi u raznim oblastima, od građevinskih okvira preko mostova do proizvodnje automobila.

Međutim, jedan od najvećih problema sa čelikom je taj što je njegova glavna komponenta željezo (koje obično sadrži i malo ugljika), a poznato je da željezo vrlo lako oksidira. Kada je izložen okruženjima kao što su kiseonik, voda i vlaga u vazduhu, čelik će zarđati. Ovo rđanje i korozija na kraju smanjuju svojstva materijala, uzrokujući da izgubi strukturnu čvrstoću, što je ono što mi u industriji nazivamo "problemom".

Postoji mnogo načina za zaštitu čelika od korozije. Jedna uobičajena metoda je bojanje ili nauljivanje, formirajući zaštitni sloj na površini čelika koji ga izolira od vlage i kisika u atmosferi. Čelik se također može pocinčati ili anodizirati kako bi se stvorile slične prevlake, ali ti procesi uključuju dublje kemijske reakcije nego samo površinski premaz.

Najveći nedostatak ovih metoda je da ako premaz razvije praznine ili je oštećen, hrđa može prodrijeti u njega. Stoga je potrebno pravilno održavanje i redovne inspekcije; u suprotnom, teška oštećenja mogu dovesti do katastrofalnog kvara.

Kako bi riješili ovaj problem, inženjeri materijala su se okrenuli drugom metalu koji se široko koristi širom svijeta: bakru.

Bakar je takođe osetljiv na dejstvo kiseonika. Kada vidite da bakreni proizvodi postaju zeleni, to je bakreni oksid koji formira crvenkast na površini. Međutim, za razliku od čelika, ovaj verdigris ne nastavlja korodirati. Umjesto toga, formira prirodni zaštitni sloj oko bakra. Ovaj zaštitni sloj inhibira veći dio dalje korozije, a ako je borovnica oštećena, ona će se "samo-popraviti" tako što će na oštećenom području formirati novu verdigris.

Bakar je takođe osetljiv na dejstvo kiseonika. Kada vidite da bakreni proizvodi postaju zeleni, to je bakreni oksid koji formira crvenkast na površini. Međutim, za razliku od čelika, ovaj verdigris ne nastavlja korodirati. Umjesto toga, formira prirodni zaštitni sloj oko bakra. Ovaj zaštitni sloj inhibira veći dio dalje korozije, a ako je borovnica oštećena, ona će se "samo-popraviti" tako što će na oštećenom području formirati novu verdigris.

Inženjeri su se pitali: šta ako bismo mogli učiniti da čelik ima ista svojstva? Prije skoro jednog stoljeća, kroz istraživanje i razvoj, stvoren je novi materijal korištenjem čelika i raznih legiranih metala (uključujući bakar, hrom, silicijum i fosfor). Ovaj čelik je posjedovao gotovo sva materijalna svojstva nisko{1}}ugljičnog čelika, ali za razliku od običnog čelika, nije rđao; umjesto toga, formirao je smeđi zaštitni film.

Ovaj materijal je prvi put razvijen i patentiran 1933. godine pod nazivom Cor-Ten, gdje Cor-Ten označava otpornost na koroziju i vlačnu čvrstoću. Kor-Ten, također poznat kao čelik za vremenske uvjete, na kraju je standardiziralo Američko društvo za ispitivanje i materijale (ASTM), što je dovelo do njegove široke upotrebe. Kao rezultat toga, i danas ćete se susresti s ovim materijalom i trebat ćete ga zavariti.

Kada se koristi čelični čelik?

Zbog svoje prirodne otpornosti na koroziju i blage sposobnosti{0}}samoizlječenja, čelik se najčešće koristi na lokacijama izloženim različitim prirodnim okruženjima, ali mu često nedostaje redovna kontrola i održavanje. U inženjerstvu i građevinarstvu, čelik se često koristi kao izloženi dekorativni elementi, skulpture, krovovi i zidovi, kao i razne praktične karakteristike kao što su saksije za cvijeće, šupe ili ograde za bicikle, živice itd. Također se obično koristi u pomorskom transportu i često se koristi kao konstrukcijski materijal za kratke mostove (obično mostove) ili mostove preko pješačkih mostova.

Ukratko, ova vrsta čelične konstrukcije je vrlo praktična, posebno pogodna za primjene koje zahtijevaju robusnost, izdržljivost, duge intervale održavanja i ujednačen, estetski ugodan narandžasto-smeđi izgled. Obično se nalazi u parkovima prirode, gdje se smeđa boja neprimjetno stapa s okolnim drvećem.

Koji je najbolji postupak za zavarivanje čelika koji je otporan na vremenske uvjete?

Budući da je čelik otporan na vremenske uvjete u suštini legura čelika s niskim udjelom{0}}ugljičnog čelika, može se zavariti gotovo bilo kojim procesom zavarivanja. Međutim, kao što ste mogli pretpostaviti, određeni procesi zavarivanja daju bolje rezultate i trajnije zavarivanje od drugih.

Drugim riječima, MIG zavarivanje treba koristiti u 90% slučajeva kada se zavariva čelik koji je otporan na atmosferske utjecaje. Pravilan rad je neophodan, ali to se odnosi na bilo koju metodu zavarivanja. TIG zavari su skloni prijevremenom kvaru na čeliku koji je otporan na vremenske utjecaje, i osim ako niste vrlo upoznati sa MIG zavarivanjem, ručno lučno zavarivanje nema značajnu prednost u odnosu na njega.

Koju vrstu punila treba koristiti za atmosferski čelik?

Prva opcija je korištenje žice za zavarivanje od ugljeničnog čelika, kao što je AWS E7018, ER70S ili E70C-6M. Ove žice su najpogodnije kada je potrebno jedno{8}}zavarivanje čelika koji je otporan na atmosferske uticaje, a čvrstoća ili kvaliteta zavara je niska. Iako će čvrstoća zavara biti nešto niža od idealne, cijena je niža. Nadalje, žica za zavarivanje čelika s niskim udjelom ugljika ima odličnu kompatibilnost sa čelikom koji je otporan na vremenske utjecaje, apsorbira legirne elemente i održava otpornost na koroziju u zavaru sličnom osnovnom metalu.

Druga opcija je niskolegirana žica za zavarivanje. Ova vrsta žice dolazi u različitim oblicima ovisno o sastavu legure, ali je općenito najprikladnija za primjene koje zahtijevaju visoku čvrstoću, otpornost na koroziju ili druga mehanička svojstva. Prilikom izvođenja zavarivanja velikih{3}}površina ili više-zavarivanja, stepen miješanja između osnovnog metala i žice za zavarivanje je relativno nizak. To znači da ako se žica za zavarivanje od ugljičnog čelika koristi za zavarivanje velikih -površina, njena otpornost na koroziju će biti smanjena, što je čini podložnijom oštećenju. Da bi se osigurala jaka veza s osnovnim metalom čelika koji je otporan na vremenske utjecaje, žica za zavarivanje od ugljičnog čelika mora biti obojena ili tretirana drugim premazima.