Co se podílí na svařování uhlíkovou ocelí?
Uhlíková ocel je velká skupina slitin oceli, které mají společný prvek legující uhlík spolu s různými dalšími prvky v závislosti na zamýšleném konečném použití oceli. K spojování těchto materiálů se používá několik způsobů výroby, přičemž svařování je jedním z nejpopulárnějších příkladů. Svařování oceli s nízkým obsahem uhlíku je poměrně snadné a přímé svařování pomocí řady různých metod, včetně procesů s obloukem a chráněným plynem. Svařování oceli s vysokým obsahem uhlíku je o něco složitější a vyžaduje pečlivé předehřívání a chlazení po svařování kovu.
Termín uhlíková ocel je poměrně obecný popis velké skupiny výrobků z legované oceli. Tyto materiály mohou obsahovat řadu různých legujících prvků v závislosti na jejich zamýšleném použití, ale všechny obsahují uhlík v různé míře. Jednou z běžnějších metod konstrukce a výroby konstrukcí a částí využívajících tyto materiály je svařování uhlíkovou ocelí. Svařování zahrnuje spojení dvou kusů kovu dohromady, aby se vytvořil úzký spoj s malou nebo žádnou mezerou mezi nimi. Trvalý spoj mezi nimi se pak vytvoří roztavením kusů v úzké, zaostřené linii podél spojení s lokalizovanými vysokými teplotami.
Obsah uhlíku v jakémkoli výrobku z uhlíkové oceli určuje nejen jeho pracovní vlastnosti, ale také ovlivňuje svařování materiálů. Z tohoto důvodu se svařování uhlíkových ocelí u odrůd s vysokým a nízkým obsahem uhlíku od sebe liší v míře stanoveném celkovým obsahem uhlíku v kovu. Ocel s nízkým obsahem uhlíku nebo měkká ocel, jak je obecně známo, je snazší škálou pro svařování a představuje většinu svařování uhlíkovou ocelí ve výrobě a konstrukci. Měkká ocel může být svařována pomocí konvenčního svařování elektrickým obloukem, svařováním oxy-acetylenem nebo jedním z procesů svařování elektrickým obloukem.
Obloukové svařování je jednou ze dvou nejčastějších metod svařování nízkouhlíkových ocelí. Obloukové svařovací stroje produkují vysoký elektrický proud, který prochází párem kabelů připojených k živým a zemnicím svorkám na stroji. Živý kabel má na svém konci pružinovou svorku, do které je upnuta elektroda pokrytá tokem. Zemnicí kabel je připevněn k kovovým obrobkům pomocí jiné svorky. Když je elektroda přivedena blízko k kovu, proudové oblouky na kov vytvářejí silně zaostřenou lokalizovanou oblast intenzivního tepla.
Toto teplo roztaví kovové obrobky v místě svaru spolu s elektrodou a tokem, což je směs roztaveného toku, která zabraňuje oxidační kontaminaci svaru. Další běžnou metodou svařování nízkouhlíkové oceli je svařování elektrickým obloukem nebo MIG. Tento proces funguje podobně jako obloukové svařování, pouze elektroda je nepřetržitý drátěný pramen přiváděný svařovacím strojem do svařovacího bodu. Konstantní proud argonového plynu nebo směsi argon / helium je nasměrován na svarový bod, který chrání svarovou lázeň před kontaminací. Svařování elektrickým obloukem wolframovým obloukem neboli TIG a kyslíko-acetylenové svařování jsou méně používanými metodami svařování nízkouhlíkové oceli.
Ocel s vysokým obsahem uhlíku je užitečná kvůli své tvrdosti, což je vlastnost, která znesnadňuje svařování než měkká ocel, protože zahřívání kovu má tendenci ji změkčit. Přestože se pro svařování oceli s vysokým obsahem uhlíku používají stejné metody svařování uhlíkovou ocelí, přípravy a následné svařování se liší. Aby se předešlo změkčení oceli během svařování, díly jsou obvykle před svařováním zahřívány a kontrolovaným způsobem ochlazovány. Rozsah tohoto předehřívacího a chladicího procesu je dán celkovým obsahem uhlíku v oceli.