Rust, bežná forma korózie, ktorá sa tvorí na kovových povrchoch, keď železo reaguje s kyslíkom a vlhkosťou, je známy pohľad na staré stroje, kovové štruktúry a vonkajšie vybavenie. Pre tých, ktorí čelia úlohe pripojiť sa k zhrdzaveným kovovým kusom, vyvstáva kľúčová otázka: „Môže sa zvárať zhrdzavený kov?“ Krátka odpoveď je ÁNO - Rustovaný kov je možné zvárať -, ale hrdza vytvára výzvy, ktoré je potrebné riešiť, aby sa zabezpečilo silný a spoľahlivý zvar. Bez riadnej prípravy a techniky môže hrdza viesť k slabým kĺbom, defektom a dokonca k bezpečnostným rizikom.
Prečo hrdza komplikuje zváranie
Rust (primárne oxid železa) nie je kov - Je to krehká, pórová látka, ktorá narúša proces zvárania niekoľkými spôsobmi:
Zlá elektrická vodivosť
Zváranie sa spolieha na elektrinu, aby sa vytvoril oblúk (pri zváraní oblúka) alebo generoval teplo (pri zváraní odporu). Hrdza je zlý vodič elektriny, takže môže blokovať alebo rozptýliť elektrický prúd potrebný na vytvorenie stabilného oblúka. Táto nestabilita vedie k nevyspytateľným zvarovým bazénom, čo sťažuje rovnomerne roztavenie základného kovu. Napríklad pri zváraní palice môže hrdza na kovovom povrchu spôsobiť, že oblúk „skočí“ alebo hasí neočakávane, čo vedie k neúplnej fúzii medzi zvarom a základným kovom.
Kontaminácia zvarového bazénu
Pri zahrievaní počas zvárania sa hrdza rozpadne na kyslík a iné plyny, ktoré môžu kontaminovať roztavený zvarový bazén. To vedie k pórovitosti - drobných plynových bublín zachytených v spevnenom zvaru. Pórovitosť oslabuje zvar vytvorením medzier vo svojej štruktúre, znižovaním pevnosti v ťahu a spôsobením náchylného kĺbu k praskaniu pri zaťažení. Zváranie na silne zhrdzavenom kovu môže mať na svojom povrchu viditeľné póry, čo je jasné znamenie kontaminácie.
Znížená fúzia
Hrdza pôsobí ako bariéra medzi základným kovom a zvarom. Aj keď oblúk topí hrdzu, podkladový kov nesmie dosiahnuť požadovanú teplotu, aby sa spojil s zvarovým kovom. To má za následok neúplnú fúziu - kritickú defekt, kde zvar sa úplne spojí so základným kovom. V závažných prípadoch sa zvar môže odlupovať od zhrdzaveného povrchu s minimálnou silou, akoby bol prilepený skôr ako fúzovaný.
Zvýšené rozstrekovanie a troska
Častice hrdze vo zvarovom bazéne môžu spôsobiť nadmerné rozstrekovanie (kvapôčky roztavených kovov, ktoré odleteli z zvaru) a sťažujú odstránenie trosky (ochranný povlak z elektród). Rozstrekovanie vytvára chaotický zvar a môže poškodiť okolité povrchy, zatiaľ čo troska zachytená vo zvaru (inklúzia trosky) ďalej oslabuje kĺb.
Keď je možné zvárať zhrdzavený kov (a ako)
Napriek týmto výzvam je možné zhrdzavený kov úspešne zvárať so správnou prípravou a úpravami. Kľúčom je odstrániť dostatok hrdze, aby sa umožnila správna fúzia pri prispôsobovaní procesu zvárania na zvládnutie zostávajúcej kontaminácie.
Príprava: Odstránenie hrdze pred zváraním
Najdôležitejším krokom je čistenie kovového povrchu na odstránenie voľnej, šupinatej hrdze a vystavenie čerstvého kovu. Rozsah čistenia závisí od závažnosti hrdze:
• Svetlá hrdza (tenká, prášková vrstva) je možné odstrániť pomocou drôtenej kefy, brúsky alebo drôtené koleso pripevnené k mlynaniu. Tým sa vystavuje podkladový kov, ktorý umožňuje oblúku udrieť a čisto rozpustiť základný kov.
• Silná hrdza (hrubá, chrumkavé vrstvy alebo jamky) vyžaduje agresívnejšie čistenie. Mlynček s klapkovým diskom alebo pieskovník môže odstrániť hlbokú hrdzu, hoci kovový kov môže mať v jamách stále malé ložiská hrdze. V takýchto prípadoch sa zamerajte na odstránenie všetkých voľných hrdze - Zostávajúca hrdza v jamách je menej škodlivá ako šupinatá hrdza na povrchu.
• Mierka alebo pevne prilepená hrdza (tvrdá, lesklá vrstva) môže potrebovať chemické ošetrenie. Konvertory hrdze alebo kyslé čistiace prostriedky môžu rozpustiť hrdzu, aj keď kov musí byť dôkladne prepláchnutý a potom sušený, aby sa zabránilo tvorbe novej hrdze pred zváraním.
Po vyčistení utrite povrch látkou, aby ste odstránili prach a zvyšky. Cieľom je odhaliť najmenej ¼ palca čistého kovu pozdĺž kĺbovej čiary - To zaisťuje, že zvar sa môže spojiť priamo so základným kovom, nielen hrdze.
Výber správneho zvárania a parametrov
Niektoré procesy zvárania zvládajú hrdzu lepšie ako iné a parametre nastavenia môžu zmierniť kontamináciu:
• Zváranie palice (Smaw) je dobrá voľba pre zhrdzavený kov, pretože jeho tokový povlak pomáha chrániť zvarový bazén pred plynmi uvoľňovanými zvyšnou hrdzou. Použitím celulózovej elektródy (napr. E6010 alebo E6011) môže vďaka agresívnemu oblúku zlepšiť prienik oblúka prostredníctvom svetlej hrdze. Vyhnite sa nízkym - vodíkovým elektródam (napr. E7018) pre silne zhrdzavený kov - Sú citlivejšie na vlhkosť a kontamináciu, čím sa zvyšujú riziko pórovitosti.
• Zváranie MIG (GMAW) môže pracovať so svetlom hrdze, ak používa tok - Cored drôt (ktorý má ochranný tok vo vnútri drôtu). Tok pomáha zachytiť plyny z hrdze a znižuje pórovitosť. Pre MIG s pevným drôtom sa uistite, že kov je veľmi čistý, pretože inertné tienenie plynu (argon alebo CO₂) ponúka menšiu ochranu proti kontaminácii ako tok.
• Zváranie TIG (GTAW) menej odpúšťa hrdzu, pretože sa spolieha na presné ovládanie tepla a nemá žiadny tok na maskovanie kontaminácie. Odporúča sa iba pre mierne zhrdzavený kov, ktorý bol dôkladne vyčistený.
Pomôcť tiež nastavenie parametrov:
• Mierne zvýšiť propagáciu, aby ste zaistili, že základný kov sa roztopí všetkou zostávajúcou hrdzou.
• Použite mierne dlhšiu dĺžku oblúka na stabilizáciu oblúka na nerovných, predtým zhrdzavených povrchoch.
• Zarobte pri pomalšej rýchlosti cestovania, aby umožnili plynami z hrdze, aby unikli zváraciemu bazénu skôr, ako upevní, čím sa zníži pórovitosť.
Post - úvahy zváracie
Po zváraní skontrolujte, či nie je zvar v defektoch, ako je pórovitosť alebo neúplná fúzia. Ak sú prítomné menšie defekty, môže ich opraviť druhá prihrávka s čistou elektródou. Pre vonkajšie alebo vysoké - aplikácie vlhkosti, farby alebo natiahnite zváranú oblasť, aby sa zabránilo tvorbe novej hrdze, pretože teplo zvárania môže odstrániť ochranné povlaky na okolitom kovu.
Obmedzenia: Ak by sa zhrdzavený kov nemal zvárať
V niektorých prípadoch je poškodenie hrdze príliš ťažké na to, aby sa bezpečne alebo efektívne privalo:
• Štrukturálna slabosť z hrdze: Ak hrdza zjedla významné časti kovu (napr. Oceľový lúč s viac ako 20% jeho hrúbky stratenej na hrdzu), zváranie nemusí obnoviť jeho pevnosť. Samotný kov je príliš slabý na to, aby podporoval záťaže, dokonca aj so silným zvarom.
• Hlboké jamky so skrytou hrdzou: kov s hlbokými jamami naplnenými hrdzou sa môže javiť ako čistý na povrchu, ale stále zachytáva hrdzu, ktorá kontaminuje zvar. To je bežné v starých automobilových častiach alebo morských zariadeniach, kde hrdza hlboko preniká. Zváranie takéhoto kovu často vedie k poréznym, slabým zvarom.
• Bezpečnosť - Kritické aplikácie: V štrukturálnom zváraní (napr. Bridges, tlakové nádoby) alebo načítanie - kĺby ložiska by sa mali dôkladne vyčistiť aj mierne zhrdzavený kov. Akákoľvek zostávajúca hrdza riskuje, že ohrozuje integritu zvaru, čo by mohlo viesť k katastrofickému zlyhaniu.
Skutočné - príklady sveta
Rustované kovové zváranie je bežné v opravárenských prácach:
• Farmár, ktorý opravuje zhrdzavený rámec traktora, ho môže zvárať po brúsení voľnej hrdze, pomocou zvárania tyčinky, aby sa vytvoril silný kĺb.
• Majiteľ domu, ktorý upevňuje zhrdzavený kovový plot, môže vyčistiť hrdzu drôteným kefou a použiť zváranie MIG s tokom - CORED WIRE, aby ste znovu vzdali zlomenú koľajnicu.
• Automobiloví technici často zvárajú zhrdzavené panely tela, hoci môžu vystrihnúť vážne zhrdzavené sekcie a nahradiť ich novým kovom, ak sú jamky príliš hlboké.
V každom prípade úspech závisí od odstránenia dostatočnej hrdze, aby sa umožnila fúzia a výber správneho procesu pre túto prácu.
Záver
Rustovaný kov je možné zvárať, ale hrdza vytvára značné výzvy, ktoré si vyžadujú prípravu a starostlivosť. Odstránením voľnej hrdze, použitím vhodných procesov zvárania (napríklad zvárania paličkami s tokom - potiahnuté elektródy) a nastavenia parametrov na zvládnutie kontaminácie môžu zvárače vytvárať silné kĺby v zhrdzavenom kovu. Závažne zhrdzavený alebo štrukturálne oslabený kov však môže byť príliš poškodený na to, aby sa bezpečne zváral, namiesto toho si vyžaduje výmenu.
Kľúčom so sebou je, že hrdza nie je absolútnou bariérou zvárania -, ale vyžaduje rešpekt. S dôkladným čistením a inteligentnou technikou sa môže dokonca aj zhrdzavený kov pripojiť k funkčným a spoľahlivým zvarom. Či už ide o opravy alebo výrobu, riešenie hrdze správne zaisťuje, že zvar bude stáť skúškou času.
