Kas ir iesaistīts oglekļa tērauda metināšanā?

Oglekļa tērauds ir liela tērauda sakausējumu saime, kam ir kopīgs oglekļa sakausējuma elements, kā arī dažādi citi elementi atkarībā no paredzētā tērauda gala lietojuma. Šo materiālu savienošanai tiek izmantotas vairākas ražošanas metodes, un viens no populārākajiem piemēriem ir metināšana. Tēraudu ar zemu oglekļa saturu ir diezgan viegli un vienkārši metināt, izmantojot vairākas dažādas metodes, tostarp loka un aizsarggāzes procesus. Tērauda ar augstu oglekļa saturu metināšana ir nedaudz sarežģītāka, un tai ir nepieciešama rūpīga metāla iepriekšēja uzsildīšana un pēcmetināšanas dzesēšana.

Termins oglekļa tērauds ir diezgan vispārīgs apraksts lielai tērauda sakausējuma izstrādājumu grupai. Šie materiāli var saturēt vairākus dažādus leģējošus elementus atkarībā no to paredzētā lietojuma, taču visi satur oglekli dažādās pakāpēs. Viena no izplatītākajām konstrukciju un detaļu konstruēšanas un izgatavošanas metodēm, izmantojot šos materiālus, ir oglekļa tērauda metināšana. Metināšana ietver divu metāla gabalu savienošanu, lai izveidotu ciešu savienojumu ar nelielu atstarpi vai bez tās. Pēc tam tiek izveidots pastāvīgs savienojums starp abiem, kausējot gabalus kopā šaurā, fokusētā līnijā gar savienojumu ar lokāli augstām temperatūrām.

Oglekļa saturs jebkurā oglekļa tērauda izstrādājumā ne tikai nosaka tā darba īpašības, bet arī ietekmē materiālu metināšanu. Šī iemesla dēļ oglekļa tērauda metināšana ar augstu un zemu oglekļa saturu atšķiras viena no otras tādā mērā, ko nosaka kopējais oglekļa saturs metālā. Tērauds ar zemu oglekļa saturu vai, kā tas ir plaši pazīstams, vieglais tērauds ir vieglāk metināmais diapazons, un tas veido lielāko daļu oglekļa tērauda metināšanas ražošanā un celtniecībā. Vieglu tēraudu var metināt, izmantojot parasto loka metināšanu, skābekļa-acetilēna metināšanu vai kādu no ar gāzi aizsargātiem loka metināšanas procesiem.

Loka jeb stieņa metināšana ir viena no divām visizplatītākajām zemoglekļa tērauda metināšanas metodēm. Loka metināšanas iekārtas rada lielu elektrisko strāvu, kas iet cauri kabeļiem, kas pievienoti iekārtas strāvas un zemējuma spailēm. Strāvas kabeļa galā ir atsperes skava, kurā ir iespīlēts ar plūsmu pārklāts elektrods. Zemējuma kabelis ir piestiprināts pie metāla sagatavēm ar citu skavu. Kad elektrods tiek pietuvināts metālam, strāva izliekas uz metāla, radot spēcīgi fokusētu, lokalizētu intensīva karstuma zonu.

Šis siltums izkausē metāla izstrādājumus metināšanas punktā kopā ar elektrodu un plūsmu, izkusušais plūsmas baseins novērš metinājuma šuves oksidācijas piesārņojumu. Otra izplatītā zema oglekļa tērauda metināšanas metode ir metāla loka gāzes metināšana jeb MIG. Šis process darbojas līdzīgi loka metināšanai, tikai elektrods ir nepārtraukta stieples pavediens, ko metināšanas iekārta padod cauri metināšanas punktam. Uz metināšanas punktu tiek novirzīta pastāvīga argona gāzes vai argona/hēlija maisījuma plūsma, kas pasargā metināto baseinu no piesārņojuma. Gāzes volframa loka metināšana jeb TIG un skābekļa-acetilēna metināšana ir retāk izmantotas zema oglekļa tērauda metināšanas metodes.

Tērauds ar augstu oglekļa saturu ir noderīgs tā cietības dēļ, kas apgrūtina metināšanu nekā vieglais tērauds, jo karsējot metālu ir tendence to mīkstināt. Lai gan augstas oglekļa tērauda metināšanai tiek izmantotas vienas un tās pašas oglekļa tērauda metināšanas metodes, sagatavošanas un pēcmetināšanas procedūras atšķiras. Lai novērstu tērauda mīkstināšanu metināšanas laikā, detaļas pēc metināšanas parasti tiek iepriekš uzkarsētas un atdzesētas kontrolētā veidā. Šī priekšsildīšanas un dzesēšanas procesa apjomu nosaka kopējais oglekļa saturs tēraudā.