Ce este implicat în sudarea oțelului carbon?

Oțelul carbon este o familie mare de aliaje de oțel care prezintă un element comun de aliere cu carbon împreună cu diverse alte elemente, în funcție de utilizarea finală prevăzută a oțelului. Există mai multe metode de fabricație utilizate pentru a îmbina aceste materiale, sudarea fiind unul dintre cele mai populare exemple. Oțelul cu conținut scăzut de carbon este destul de ușor și simplu de sudat folosind o serie de metode diferite, inclusiv procese cu arc și gaze protejate. Sudarea oțelului cu conținut ridicat de carbon este puțin mai dificilă și necesită o preîncălzire atentă și o răcire după sudare a metalului.

Termenul de oțel carbon este o descriere destul de generică a unei familii mari de produse din aliaje de oțel. Aceste materiale pot prezenta un număr de elemente de aliere diferite, în funcție de utilizarea prevăzută, dar toate conțin carbon în grade diferite. Una dintre cele mai comune metode de construcție și fabricare a structurilor și pieselor folosind aceste materiale este sudarea oțelului carbon. Sudarea presupune aducerea a două bucăți de metal împreună pentru a forma o uniune strânsă, cu un spațiu mic sau deloc între ele. O îmbinare permanentă între cele două se formează apoi prin topirea pieselor împreună într-o linie îngustă, focalizată de-a lungul unirii cu temperaturi ridicate localizate.

Conținutul de carbon al oricărui produs din oțel carbon nu numai că dictează caracteristicile sale de lucru, ci afectează și sudarea materialelor. Din acest motiv, sudarea oțelului carbon a soiurilor cu conținut ridicat și scăzut de carbon diferă unele de altele într-o măsură determinată de conținutul total de carbon al metalului. Oțelul cu un conținut scăzut de carbon, sau oțelul moale, așa cum este cunoscut în mod obișnuit, este gama mai ușor de sudat și reprezintă majoritatea sudării oțelului carbon din producție și construcții. Oțelul moale poate fi sudat folosind sudarea cu arc convențională, sudarea oxiacetilenă sau unul dintre procedeele de sudare cu arc protejat cu gaz.

Sudarea cu arc sau stick este una dintre cele mai comune două metode de sudare a oțelurilor cu conținut scăzut de carbon. Mașinile de sudură cu arc produc un curent electric mare care trece printr-o pereche de cabluri atașate la bornele sub tensiune și de împământare ale mașinii. Cablul sub tensiune are o clemă cu arc la capătul său în care este prins un electrod acoperit cu flux. Cablul de împământare este fixat de piesele metalice cu o altă clemă. Când electrodul este adus aproape de metal, curentul se arcuiește pe metal, producând o zonă puternic focalizată, localizată, de căldură intensă.

Această căldură topește piesele metalice în punctul de sudare împreună cu electrodul și fluxul, fondul de flux topit prevenind contaminarea prin oxidare a sudurii. Cealaltă metodă obișnuită de sudare a oțelului cu conținut scăzut de carbon este sudarea cu arc metalic cu gaz sau MIG. Acest proces funcționează într-un mod similar cu sudarea cu arc, doar electrodul este un fir de sârmă continuu alimentat până la punctul de sudare de către aparatul de sudură. Un curent constant de argon gazos sau un amestec de argon/heliu este direcționat către punctul de sudură, care protejează bazinul de sudură de contaminare. Sudarea cu arc de tungsten cu gaz sau TIG și sudarea oxiacetilenă sunt metode de sudare a oțelului cu conținut scăzut de carbon mai puțin utilizate.

Oțelul cu conținut ridicat de carbon este util datorită durității sale, o caracteristică care face mai dificilă sudarea decât oțelul moale, datorită faptului că încălzirea metalului tinde să-l înmoaie. Deși aceleași metode de sudare a oțelului carbon sunt utilizate pentru sudarea oțelului cu conținut ridicat de carbon, tratamentele de pregătire și postsudare diferă. Pentru a preveni înmuierea oțelului în timpul sudării, piesele sunt de obicei preîncălzite și răcite într-un mod controlat după sudare. Amploarea acestui proces de preîncălzire și răcire este dictată de conținutul total de carbon al oțelului.