Vad är involverat i kolstålsvetsning?

Kolstål är en stor familj av stållegeringar som har ett vanligt kollegeringselement tillsammans med olika andra element beroende på den avsedda slutanvändningen av stålet. Det finns flera tillverkningsmetoder som används för att sammanfoga dessa material, varvid svetsning är ett av de mer populära exemplen. Stål med låg kolhalt är ganska enkelt och enkelt att svetsa med hjälp av ett antal olika metoder inklusive båg- och skärmad gasprocesser. Svetsning med hög kolstål är lite svårare och kräver noggrann förvärmning och eftersvetskylning av metallen.

Termen kolstål är en ganska generisk beskrivning av en stor familj av stållegeringsprodukter. Dessa material kan innehålla ett antal olika legeringselement beroende på deras avsedda användning, men alla innehåller kol i varierande grad. En av de vanligaste metoderna för konstruktion och tillverkning av konstruktioner och delar med dessa material är svetsning av kolstål. Svetsning innebär att två bitar av metall sammanförs för att bilda en nära förening med liten eller ingen lucka mellan dem. En permanent förbindning mellan de två bildas sedan genom att smälta bitarna i en smal, fokuserad linje längs förbindningen med lokala höga temperaturer.

Kolinnehållet i alla kolstålprodukter dikterar inte bara dess arbetsegenskaper utan påverkar också svetsningen av materialen. Av denna anledning skiljer sig kolstålsvetsning av sorter med höga och låga koldioxid från varandra i en utsträckning som bestäms av metallens totala kolhalt. Stål med låg kolhalt, eller mjukt stål, som det är allmänt känt, är det lättare att svetsa och representerar huvuddelen av kolstålsvetsning vid tillverkning och konstruktion. Mjukt stål kan svetsas med konventionell bågsvetsning, oxi-acetylensvetsning eller en av de gasskärmade bågsvetsningsprocesserna.

Svetsning med bågar, eller stick, är en av de två vanligaste metoderna för svetsning av lågkolstål. Bågsvetsmaskiner producerar en hög elektrisk ström som passerar genom ett par kablar anslutna till spännings- och jordklämmor på maskinen. Spänningskabeln har en fjäderbelastad klämma på sin ände, i vilken en flödstäckt elektrod är fastspänd. Jordkabeln är fixerad på metallbitar med en annan klämma. När elektroden förs nära metallen, bågar strömmen på metallen, vilket ger ett starkt fokuserat, lokaliserat område med intensiv värme.

Denna värme smälter metallbitarna på svetspunkten tillsammans med elektroden och flödet, varvid den smälta flödespoolen förhindrar oxidationskontaminering av svetsen. Den andra vanliga svetsmetoden med låg kolhaltstål är bågsvetsning av gasmetall, eller MIG. Denna process fungerar på liknande sätt som bågsvetsning, endast elektroden är en kontinuerlig trådsträng som matas till svetspunkten av svetsmaskinen. En konstant ström av argongas eller en argon / heliumblandning riktas mot svetspunkten, som skyddar svetsbassängen från kontaminering. Svetsning av bågsvolfram, eller TIG och oxy-acetylen-svetsning är mindre vanligt använda svetsmetoder med låg kolhalt.

Stål med högt kolinnehåll är användbart på grund av dess hårdhet, en egenskap som gör det svårare att svetsa än mjukt stål på grund av att uppvärmningen av metallen tenderar att mjukgöra den. Även om samma svetsmetoder för kolstål används för att svetsa högkolstål skiljer sig beredningen och eftersvetsbehandlingen. För att förhindra att mjukningen av stål under svetsningen förvärms delarna vanligtvis och kyls på ett kontrollerat sätt efter svetsning. Omfattningen av denna förvärmnings- och kylningsprocess bestäms av det totala kolinnehållet i stålet.