Co jest zaangażowane w spawanie stali węglowej?
Stal węglowa to duża rodzina stopów stali, które zawierają wspólny pierwiastek ze stopu węgla wraz z różnymi innymi elementami w zależności od zamierzonego końcowego zastosowania stali. Istnieje kilka metod wytwarzania stosowanych do łączenia tych materiałów, przy czym spawanie jest jednym z bardziej popularnych przykładów. Stal niskowęglowa jest dość łatwa i łatwa do spawania przy użyciu wielu różnych metod, w tym procesów łuku i gazu osłonowego. Spawanie stali wysokowęglowej jest nieco trudniejsze i wymaga starannego podgrzania i schłodzenia metalu po spawaniu.
Termin stal węglowa jest dość ogólnym opisem dużej rodziny produktów ze stopów stali. Materiały te mogą zawierać wiele różnych pierwiastków stopowych w zależności od ich przeznaczenia, ale wszystkie zawierają węgiel w różnym stopniu. Jedną z bardziej powszechnych metod budowy i wytwarzania konstrukcji i części przy użyciu tych materiałów jest spawanie stali węglowej. Spawanie polega na połączeniu dwóch kawałków metalu w celu utworzenia ścisłego połączenia z niewielką lub żadną szczeliną między nimi. Następnie tworzy się trwałe połączenie między nimi poprzez stopienie kawałków razem w wąskiej, skupionej linii wzdłuż połączenia ze zlokalizowanymi wysokimi temperaturami.
Zawartość węgla w dowolnym produkcie ze stali węglowej nie tylko dyktuje jego właściwości robocze, ale także wpływa na spawanie materiałów. Z tego powodu spawanie stali węglowych odmian o wysokiej i niskiej zawartości węgla różni się od siebie w zakresie określonym całkowitą zawartością węgla w metalu. Stal o niskiej zawartości węgla lub stal miękka, jak to jest powszechnie znane, jest łatwiejszym spawem i stanowi większość spawania stali węglowej w produkcji i budownictwie. Łagodną stal można spawać za pomocą konwencjonalnego spawania łukowego, spawania tlenowo-acetylenowego lub jednego z procesów spawania łukowego w osłonie gazu.
Spawanie łukowe lub spawanie jest jedną z dwóch najbardziej powszechnych metod spawania stali niskowęglowych. Spawarki łukowe wytwarzają wysoki prąd elektryczny, który przepływa przez parę kabli przymocowanych do zacisków pod napięciem i uziemienia w maszynie. Kabel pod napięciem ma na końcu sprężynowy zacisk, w który jest zaciśnięta elektroda pokryta topnikiem. Kabel uziemiający jest przymocowany do metalowych elementów za pomocą innego zacisku. Gdy elektroda jest zbliżona do metalu, prąd wygina się w łuk, wytwarzając silnie skupiony, zlokalizowany obszar intensywnego ciepła.
Ciepło to topi metalowe elementy obrabiane w miejscu spawania wraz z elektrodą i topnikiem, stopiona pula topnika zapobiega zanieczyszczeniu spoiny przez utlenianie. Inną popularną metodą spawania stali niskowęglowej jest spawanie łukowe gazowo-metalowe lub MIG. Proces ten działa w podobny sposób jak spawanie łukowe, tylko elektroda jest ciągłym pasmem drutu doprowadzanym do punktu spawania przez spawarkę. Stały strumień gazu argonowego lub mieszaniny argon / hel jest kierowany na punkt spawania, który chroni jeziorko spawalnicze przed zanieczyszczeniem. Spawanie gazowe wolframowe lub TIG i spawanie tlenowo-acetylenowe są rzadziej stosowanymi metodami spawania stali niskowęglowej.
Stal o wysokiej zawartości węgla jest przydatna ze względu na jej twardość, która sprawia, że jest trudniejsza do spawania niż stal miękka z uwagi na fakt, że nagrzewanie metalu ma tendencję do jego mięknięcia. Chociaż te same metody spawania stali węglowej są stosowane do spawania stali wysokowęglowej, przygotowania i spawanie po spawaniu różnią się. Aby zapobiec zmiękczeniu stali podczas spawania, części są zwykle wstępnie podgrzewane i chłodzone w kontrolowany sposób po spawaniu. Zakres tego procesu podgrzewania i chłodzenia jest podyktowany ogólną zawartością węgla w stali.