Ghid: Ce este oțelul rezistent la intemperii și cum îl sudați?

Ce este oțelul rezistent la intemperii?

Oțelul este un material de construcție excelent. Este puternică și are o bună rezistență la diferite solicitări. Deși este greu, este și ieftin, așa că este folosit frecvent în diverse domenii, de la cadre de construcție la poduri până la fabricarea de automobile.

Cu toate acestea, una dintre cele mai mari probleme ale oțelului este că componenta sa principală este fierul (care de obicei conține și ceva carbon), iar fierul este cunoscut că se oxidează foarte ușor. Când este expus la medii precum oxigenul, apa și umiditatea din aer, oțelul va rugini. Această rugină și coroziune reduce în cele din urmă proprietățile materialului, făcându-l să-și piardă rezistența structurală, ceea ce noi în industrie numim o „problemă”.

Există multe modalități de a proteja oțelul împotriva coroziunii. O metodă obișnuită este să-l vopsiți sau să-l uleiați, formând un strat protector pe suprafața de oțel care o izolează de umiditate și oxigen din atmosferă. Oțelul poate fi, de asemenea, galvanizat sau anodizat pentru a crea acoperiri similare, dar aceste procese implică reacții chimice mai profunde decât doar o acoperire de suprafață.

Cel mai mare dezavantaj al acestor metode este că, dacă stratul de acoperire dezvoltă goluri sau este deteriorat, rugina poate pătrunde în el. Prin urmare, sunt necesare întreținere adecvată și inspecții regulate; în caz contrar, daune grave pot duce la eșec catastrofal.

Pentru a rezolva această problemă, inginerii materialelor au apelat la un alt metal care este utilizat pe scară largă în întreaga lume: cuprul.

Cuprul este, de asemenea, susceptibil la efectele oxigenului. Când vezi că produsele din cupru devin verde, oxidul de cupru formează verdeață la suprafață. Cu toate acestea, spre deosebire de oțel, acest verdigris nu continuă să se corodeze. În schimb, formează un strat protector natural în jurul cuprului. Acest strat de protecție inhibă cea mai mare parte a coroziunii ulterioare și, dacă verdeașul este deteriorat, se va „repara automat” prin formarea unei noi verdigris în zona deteriorată.

Cuprul este, de asemenea, susceptibil la efectele oxigenului. Când vezi că produsele din cupru devin verde, oxidul de cupru formează verdeață la suprafață. Cu toate acestea, spre deosebire de oțel, acest verdigris nu continuă să se corodeze. În schimb, formează un strat protector natural în jurul cuprului. Acest strat de protecție inhibă cea mai mare parte a coroziunii ulterioare și, dacă verdeașul este deteriorat, se va „repara automat” prin formarea unei noi verdigris în zona deteriorată.

Inginerii s-au întrebat: ce ar fi dacă am putea face ca oțelul să aibă aceleași proprietăți? În urmă cu aproape un secol, prin cercetare și dezvoltare, a fost creat un nou material folosind oțel și diferite metale aliaje (inclusiv cupru, crom, siliciu și fosfor). Acest oțel poseda aproape toate proprietățile materiale ale oțelului cu conținut scăzut de-carbon, dar, spre deosebire de oțelul obișnuit, nu a ruginit; în schimb, a format o peliculă protectoare maro.

Acest material a fost dezvoltat și brevetat pentru prima dată în 1933 sub numele Cor-Ten, unde Cor-Ten reprezintă rezistența la coroziune și rezistența la tracțiune. Cor-Ten, cunoscut și sub denumirea de oțel rezistent la intemperii, a fost în cele din urmă standardizat de către Societatea Americană pentru Testare și Materiale (ASTM), ceea ce a condus la utilizarea pe scară largă. Drept urmare, veți întâlni și astăzi acest material și va trebui să-l sudați.

Când se folosește oțelul rezistent la intemperii?

Datorită rezistenței sale naturale la coroziune și capacității ușoare de auto--vindecare, oțelul rezistent la intemperii este cel mai frecvent utilizat în locații expuse la diferite medii naturale, dar adesea lipsite de inspecție și întreținere regulată. În inginerie și construcții, oțelul rezistent la intemperii este frecvent utilizat ca elemente decorative expuse, sculpturi, acoperișuri și pereți, precum și diverse caracteristici practice, cum ar fi ghivece de flori, magazii de biciclete sau garduri, gard viu etc. Este, de asemenea, folosit în mod obișnuit în transportul maritim și este frecvent folosit ca material structural pentru poduri scurte (de obicei peste râuri sau poduri pietonale).

Pe scurt, acest tip de structură din oțel este extrem de practic, potrivit în special pentru aplicații care necesită robustețe, durabilitate, intervale lungi de întreținere și un aspect uniform, plăcut din punct de vedere estetic, portocaliu-maro. Se găsește de obicei în parcurile naturale, unde culoarea maro se îmbină perfect cu copacii din jur.

Care este cel mai bun proces de sudare a oțelului rezistent la intemperii?

Deoarece oțelul rezistent la intemperii este în esență un aliaj de oțel cu conținut scăzut de-carbon, acesta poate fi sudat folosind aproape orice proces de sudare. Cu toate acestea, după cum probabil ați ghicit, anumite procese de sudare produc rezultate mai bune și suduri mai durabile decât altele.

Cu alte cuvinte, sudarea MIG ar trebui utilizată în 90% din cazuri când sudăm oțel rezistent la intemperii. Funcționarea corectă este esențială, dar aceasta se aplică oricărei metode de sudare. Sudurile TIG sunt predispuse la defecțiuni premature pe oțel deteriorat și, cu excepția cazului în care nu sunteți foarte familiarizat cu sudarea MIG, sudarea manuală cu arc nu oferă niciun avantaj semnificativ față de aceasta.

Ce tip de umplutură ar trebui să fie folosit pentru oțelul de intemperii?

Prima opțiune este să utilizați sârmă de sudură din oțel carbon, cum ar fi AWS E7018, ER70S sau E70C-6M. Aceste fire sunt cele mai potrivite atunci când este necesară sudarea cu o singură trecere a oțelului rezistent la intemperii, iar rezistența sau gradul sudurii este scăzută. Deși rezistența sudurii va fi puțin mai mică decât cea ideală, costul este mai mic. În plus, sârma de sudură din oțel cu conținut scăzut de carbon are o compatibilitate excelentă cu oțelul rezistent la intemperii, absorbind elementele de aliere și menținând rezistența la coroziune în sudare similară cu metalul de bază.

A doua opțiune este sârma de sudură cu aliaje reduse-. Acest tip de sârmă vine sub diferite forme, în funcție de compoziția sa de aliaj, dar este, în general, cel mai potrivit pentru aplicații care necesită rezistență ridicată, rezistență la coroziune sau alte proprietăți mecanice. Când se efectuează sudare pe suprafețe mari sau cu mai multe treceri, gradul de amestecare dintre metalul de bază și firul de sudură este relativ scăzut. Aceasta înseamnă că, dacă sârmă de sudură din oțel carbon este utilizată pentru sudarea pe suprafețe mari-, rezistența sa la coroziune va fi redusă, făcându-l mai susceptibil la deteriorare. Pentru a asigura o legătură puternică cu metalul de bază din oțel rezistent la intemperii, firul de sudură din oțel carbon trebuie vopsit sau tratat cu alte acoperiri.