IWE III 2.18 1

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

WARSTWY

ZABEZPIECZAJĄCE

IWE III

4 godz.

IWE III 2.18 2

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Warstwy zabezpieczające (powłoki ochronne) – warstwa innego niż materiał
podkładowy uzyskana na drodze naturalnej lub sztucznej, celem stworzenia założonych
własności technicznych lub estetycznych.

Powłoki: jedno lub wielowarstwowe z warstwami przejściowymi.

Warstwy zabezpieczające mogą być wykonywane poprzez:

-Napawanie, natryskiwanie, zgrzewanie (pokrywanie raczej części powierzchni elementu konstrukcji
współpracującej z inną powierzchnią),

-Platerowanie (pokrywanie dużych powierzchni konstrukcji narażonych na szkodliwe dla materiału
konstrukcji nośnej – plater jest związany z podłożem na całej powierzchni),

-Nakładki (wykładziny) – podobnie jak przy platerowaniu, ale nakładki związane są z podłożem tylko
miejscowo.

Warstwy ochronne mogą być wykonywane jako:

-pokrycia galwaniczne,

-pokrycia malarskie,

-pokrycia gumowe,

-pokrycia porcelanowe (emaliowe),

-pokrycia polimerowe,

-Smary, itp..

IWE III 2.18 3

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Napawanie- nakładanie warstwy materiału przy stopieniu
napoiny z podłożem. Udział stopiwa w napoinie może dochodzić
do 60%.

Metody: elektrodą otuloną, TIG, MIG/MAG, łukiem krytym,
żużlowe, plazmowe.

Natryskiwanie- brak przetopienia materiału podłoża a
natryskiwana warstwa jest połączona z podłożem adhezyjnie lub
mechanicznie (kształtowo).

Metody: gazowe, elektryczne łukowe, plazmowe.

Zgrzewanie – warstwa materiału jest zgrzana do podłoża.

Metody: oporowe, ultradźwiękowe, dyfuzyjne, wybuchowe.

Zanurzenie – np. cynkowanie

Nakładanie elektrolityczne

IWE III 2.18 4

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Materiały używane do wykonywania warstw napawanych,
natryskiwanych i zgrzewanych:

-materiały metalowe,

-Materiały ceramiczne,

-Materiały cermetaliczne,

-Tworzywa sztuczne.

IWE III 2.18 5

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

W analizie doboru materiałów dodatkowych do wykonania warstw należy

uwzględnić:

-Wymagane własności użytkowe powłoki:

-

twardość,

-

odporność na ścieranie w różnych warunkach,

-

odporność na obciążenia udarowe,

-

odporność na uderzenia cieplne,

-

żaroodporność,

-

żarowytrzymałość,

-

odporność na korozję,

-Dostępną postać materiału dodatkowego (elektroda, pręt, drut, taśma, itp.),

-Własności spawalnicze,

-Koszt materiału dodatkowego,

-Koszt wykonania daną metodą (dostępność koszt uruchomienia stanowiska).

-inne (ilość elementów, grubość warstwy, kształt warstwy, pozycja nakładania, itp.)

IWE III 2.18 6

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Kierunki rozwoju pokryć:

•Zastosowanie powłoki ściśle dostosowanej do wymagań (tailor made),

•Pokrycia antykorozyjne o dużej odporności,

•Stosowanie cienkich powłok Zn-Fe, Zn-Ni i Zn-Mn w przemyśle karoserii
samochodowych,

•Eliminowanie powłok kadmowych ze względu na działanie rakotwórcze,

•Zastosowanie powłok cyna/ołow zamiast Zn

•Stosowanie powłok odpornych na bardzo wysokie temperatury:

•Na bazie Ni, Co i Al (korozja gazowa),

•Tlenki Zr, proszki ceramiczne,

•Węgliki wolframu na powłoki o dużej odporności na ścieranie.

IWE III 2.18 7

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Cechy materiałów stosowanych na powłoki

IWE III 2.18 8

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

IWE III 2.18 9

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Odporność na ścieranie

IWE III 2.18 10

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

IWE III 2.18 11

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

IWE III 2.18 12

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

IWE III 2.18 13

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

IWE III 2.18 14

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

IWE III 2.18 15

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

IWE III 2.18 16

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

IWE III 2.18 17

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

IWE III 2.18 18

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

IWE III 2.18 19

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

IWE III 2.18 20

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

IWE III 2.18 21

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

IWE III 2.18 22

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Procesy nakładania warstw ochronnych

IWE III 2.18 23

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Napawanie gazowe

IWE III 2.18 24

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Napawanie łukowe ręczne

IWE III 2.18 25

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

IWE III 2.18 26

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

IWE III 2.18 27

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Napawanie łukiem krytym pod topnikiem

IWE III 2.18 28

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Napawanie plazmowe

IWE III 2.18 29

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Inżynieria powłok – osiągnięcia i kierunki rozwoju celem:

-zabezpieczenia elementów przed korozją,

-Zwiększenia trwałości i niezawodności.

Metody:

wzrost szybkości ruchu cząstek (prędkości naddźwiękowe) przy napylaniu plazmowym i

gazowo-płomieniowym,

Zmniejszenie stopnia utleniania cząstek napylanych,

Zwiększenie temperatury kontaktu cząstek z podłożem, np. przez zastosowanie proszków z
wewnętrznymi źródłami ciepła, wprowadzenie dodatkowego, łukowego źródła ciepła.

Jednym z ciekawszych osiągnięć jest wprowadzenie powłok amorficznych (bezpostaciowe
uzyskane wskutek niezwykle gwałtownego chłodzenia – 100000C/s) na bazie Fe i Ni – bardzo
wysoka odporność na korozję i zużycie erozyjne.

Zastosowanie technik detonacyjnych w:

-plazmowej obróbce laserowej (metoda OPD),

-Kontrolowanego spalania wybuchowego paliwa w tlenie do formowania powłoki.

IWE III 2.18 30

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Spawanie elementów z powłokami

- napawanymi,
- platerowymi,
- nakładanymi.

Spawanie elementów z powłokami napawanymi i platerowanymi jest w przybliżeniu podobne.

Wszystko jednak zależy od charakterystyki powłoki.

Na ogół elementy z powłokami napawanymi mają za zadanie zwiększenie odporności powłoki na
ścieranie i inne rodzaje obciążeń działające łącznie ze ścieraniem.

W takim przypadku należy:

-usunąć powłokę z miejsca połączenia, (chyba, że są to powłoki tzw. ochrony czasowej 3
generacji, które nie muszą być usuwane do spawania, np. grunt cynkowo-krzemianowy,
epoksydowo-cynkowy, epoksydowy z tlenkami żelaza, poliwinylobutyralowe (PVB) z
tlenkami żelaza)

-dokonać procesu spawania, nie naruszając istniejących powłok,

-Przygotować powierzchnię,

-Uzupełnić powłokę w miejscu łączenia.

IWE III 2.18 31

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Spawanie elementów platerowanych

Cel stosowania platerów:

1.

Zabezpieczenie przed korozją wytwarzanych z materiałów wysokowytrzymałych,
lecz o małej odporności korozyjnej,

2.

Duże efekty ekonomiczne (oszczędność stosowania materiałów odpornych na
korozję w całej objętości materiału konstrukcji,

3.

Możliwość stosowania metali o dużej skłonności do pękania podczas spawania (np.
H17),

4.

Polepszenie własności mechanicznych oraz obniżenie masy konstrukcji przy
zachowaniu odpowiedniej wytrzymałości i odporności korozyjnej,

5.

Polepszenie własności wymiany ciepła.

Budowa elementów platerowanych:

1.

Podłoże, najczęściej stal niskostopowa lub niskowęglowa, np. St3S,
St36K, St41K, itp.,

2.

Plater, najczęściej stal stopowa, odporna na korozję.

IWE III 2.18 32

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

IWE III 2.18 33

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Sposoby produkcji platerów:

1. Walcowanie,

2. Odlewanie,

3. Napawanie, najczęściej drutem lub taśmą, automatycznie łukiem krytym.

4. Platerowanie wybuchowe.

IWE III 2.18 34

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

IWE III 2.18 35

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

IWE III 2.18 36

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

IWE III 2.18 37

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Zagadnienia uboczne podczas spawania platerów

-dyfuzja reakcyjna

- naprężenia dylatacyjne

C

c

, C

D

– rozpuszczalność węgla w MS i MR

C

A

, C

B

– zawartość węgla w MS i MR

IWE III 2.18 38

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Spawanie elementów z nakładkami

IWE III 2.18 39

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Odporność na korozję wżerową jest proporcjonalna do

Odporność na korozję szczelinową jest proporcjonalna do

Wytyczne wyboru stali Cr-Ni i stopów Ni na wykładziny urządzeń
odsiarczających, dla temperatury w zakresie 50-65

o

C

IWE III 2.18 40

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Sposób montażu wykładzin

IWE III 2.18 41

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

IWE III 2.18 42

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Spoiny

Przybliżona odległość pomiędzy
spoinami w calach,

Maksymalne wybrzuszenie 6,4mm w
temperaturze +20 do 193

o

C dla różnych

wykładzin na konstrukcji ze stali
węglowej.

IWE III 2.18 43

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Inne rodzaje powłok ochronnych

Warstwy ochronne mogą być
wykonywane jako:

-pokrycia z tworzyw sztucznych,

-pokrycia malarskie,

-pokrycia galwaniczne,

-pokrycia gumowe,

-pokrycia porcelanowe (emalie),

IWE III 2.18 44

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

IWE III 2.18 45

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

OCHRONA PRZED KOROZJĄ – pokrycia antykorozyjne - izolujące

KOROZJA ATMOSFERYCZNA

Wpływ wilgotności i zanieczyszczeń
powietrza na korozję stali.

1-cząstki sadzy +0,01% SO

2

,

2-cząstki siarczanu

amonu +0,01% SO

2

,

3-wyłącznie 0,01% SO

2

,

4-cząstka siarczanu amonu bez SO

2

5-czyste powietrze.

IWE III 2.18 46

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Rola produktów korozji

Wpływ niektórych dodatków stopowych na korozję atmosferyczną stali

1-stal węglowa,
2-stal węglowa z dodatkiem Cu,
3-stal trudno rdzewiejąca(Cr, Cu, P, Si,).

IWE III 2.18 47

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

WYBÓR STALI

:

Klasy odporności na korozje atmosferyczną

IWE III 2.18 48

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

IWE III 2.18 49

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

AGRESYWNOŚĆ KOROZYJNA ŚRODOWISKA

-warunki makro i mikro klimatyczne,
-proces technologiczny w obiekcie,
-sąsiedztwo innych obiektów zwiększające agresywność,
-warunki wodno-gruntowe.

Makroklimaty: wg. PN-68/H-04650

N

-strefa o klimacie umiarkowanym na lądzie,

F

-klimat zimny na lądzie,

TH

-klimat tropikalny,wilgotny na lądzie,

TA -

klimat tropikalny, suchy na lądzie,

M

-klimat morski umiarkowany.

Mikroklimaty:

1-przestrzeń otwarta,
2-otwarte pomieszczenie zadaszone,
3-pomieszczenie zamknięte,
4-pomieszczenie klimatyzowane.

IWE III 2.18 50

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

IWE III 2.18 51

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Stopień agresywności (suma makro, mikro i dodatkowe czynniki):

B

- bardzo łagodne działanie- szybkość korozji: do 0,025

mm/rok

L

- lekkie działanie -

0,025÷0,08 mm/rok

C

- silne działanie -

0,2÷2,0

mm/rok

W

- bardzo silne działanie -

pow. 2,0 mm/rok

W zależności od agresywności środowiska należy dobrać
powłoki antykorozyjne, które jednak w inny sposób niż metal
konstrukcji narażone są na uszkodzenie lub zniszczenie

IWE III 2.18 52

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Wpływ różnych czynników na niszczenie powłok antykorozyjnych

IWE III 2.18 53

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

IWE III 2.18 54

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

ZAPOBIEGANIE KOROZJI W EKSPLOATACJI

Klasyfikacja stopnia zniszczenia pokryć malarskich starych konstrukcji

wg PN-71/H-97053

IWE III 2.18 55

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

POWŁOKI MALARSKIE

Klasyfikacja i określenie stopni czystości powierzchni stali do malowania

wg PN-70/H-97050

IWE III 2.18 56

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Klasy oczyszczenia powierzchni wyrobów przed malowanie renowacyjnym wg PN-71/H-
97052

Klasa

Oznaki zniszczenia

I

Całkowite usunięcie starej powłoki malarskiej, rdzy i zgorzeliny,
stopień czystości powierzchni 1 wg PN-70/H-97050

II

Usunięcie starej powłoki malarskiej, rdzy oraz luźnej i wystę-
pującej w większych płatach zgorzeliny; na powierzchni wyrobu
dopuszczalne są: ściśle przylegająca cienka, nieciągła warstewka
gruntu, ciemne punkty tlenków żelaza, mniejsze płaty zgorzeliny
ściśle przylegające do podłoża oraz lekki nalot o odcieniu
rdzawym w miejscu uprzednio skorodowanych

III

Usunięcie luźno przylegających zanieczyszczeń pochodzenia
organicznego i nieorganicznego oraz miejscowych uszkodzeń
starej powłoki malarskiej luźno związanej z podłożem;
dopuszczalna jest pozostałość nie uszkodzonej powłoki
malarskiej przylegającej ściśle do podłoża

IWE III 2.18 57

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Zaleceni doboru powłok ochronnych w zależności od rodzaju elementów i konstrukcji

Rodzaje

konstrukcji lub

elementu

konstrukcji

Powłoki

ole

jne

ftalowe

olejno-

-ż

ywiczn

e

as

fa

ltow

o

i bitum

ic

zn

e

Chloroka

u-

-c

zukowe

pol

iw

in

ylow

e

ep

oks

ydow

e

epoksydow

o-

-b

itum

ic

zn

e

silikonowe

ak

ry

lowe

kr

ze

mia

nowo

-

-c

ynk

owe

cy

nkowe

al

um

inio

w

e

Dźwigary
kratowe

Dźwigary
pełnościenne

Słupy, belki,
podciągi

Budynki
szkieletowe

Hale dużych
rozpiętości

Trybuny
sportowe

Wieże, maszty,
radiowe i TV

Słupy linii
przesyłowych

Elementy mos-
tów stalowych

Konstrukcje wspo-
cze ruruciągów

Zbiorniki, silosy,
zasobniki (od zew)

Rurociągi grzew-
cze (od zewnątrz)

Ściany osłonowe

Poręcze, bariery,
kratki
pomostowe

+

+ + +

+

+

+ + +

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+ +
+ +

+

+ +

+

+

+

+

+

+

+ +

+

+

+

+

+

+

+ + +
+ +
+ + +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ + +

+

+ +

+

IWE III 2.18 58

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Wymagana średnia grubość oraz liczba warstw pokrycia zależnie od stopnia
agresywności korozyjnej wg PN-71/H-97053

*)

W przypadku pokryć chlorokauczukowych poliwinylowych dopuszcza się zwiększenie

liczby warstw pokrycia

Stopień agresywności

korozyjnej

Średnia grubość

pokrycia

[µm]

Maksymalna liczba warstw pokrycia

gruntowanie

malowanie

nawierzchniowe

B

L

U

C

W

20 do 40

40 do 90

90 do 100

120 do 150

150 do 200

1

-

1

2

1

2

-

1

2

2

1

-

2

2

3

4

*)

IWE III 2.18 59

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

POWŁOKI CYNKOWE I ALUMINIOWE

PN - EN ISO - 1461 "Powłoki cynkowe nanoszone na stal metodą

zanurzeniową (cynkowanie jednostkowe) - wymagania i badania"

-cynkowanie zanurzeniowe:

- trawienie (HCL),
- zanurzenie w ciekłym cynku t=450°C.

Grubość powłoki 50÷140µm czasem 200µm.

-cynkowanie i aluminiowanie-metalizacja natryskowa.

grubość powłoki do min. 200µm÷250µm

Trwałość do 50 lat w bardzo agresywnym środowisku (W).

IWE III 2.18 60

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Powłoka cynkowa nie jest jednolitą powłoką. Jej
struktura jest dosyć skomplikowana ponieważ
zbudowana jest w sposób warstwowy.

Pierwszą

warstwą, która występuje na

powierzchni ocynkowanego elementu stalowego,
jest warstwa w której występuje prawie czysty
cynk - Zn (minimalna zawartość żelaza).
Kolejne warstwy to tzw. warstwy stopowe, a więc
Zeta, Delta i Gamma.
Warstwa zeta zawiera około 6 % żelaza (Fe),
kolejna warstwa Delta zawiera ok. 10 % żelaza , a
ostatnia warstwa Gamma jest stopem żelaza i
cynku, który zawiera około 25 % żelaza.
Powłoka cynkowa ma zazwyczaj wygląd
błyszczący, lecz niekiedy jej wygląd od momentu
ocynkowania jest szary i matowy. Dzieje się tak
zazwyczaj w wyniku cynkowania niektórych
gatunków stali, a także dosyć często przy
wysokotemperaturowym cynkowaniu ogniowym
detali stalowych i żeliwnych, gdzie temperatura
kąpieli cynkowej wynosi > 500°C.
Pamiętać należy również o tym, że w miarę
upływy czasu (kilku miesięcy) powłoka cynkowa
zmienia swój wygląd z błyszczącej w szarą i
matową. Dzieje się tak w wyniku reakcji, jaka
zachodzi pomiędzy cynkiem a powietrzem. Nie
powoduje to obniżenia lub pogorszenia innych
własności powłoki cynkowej.

IWE III 2.18 61

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Wpływ krzemu na jakość powłok cynkowych - jaką stal można
cynkować
Wszystkie rodzaje stali przedstawione w DIN 17100 oraz PN-88/H-84020
i PN-86/H-84018 można ocynkować ogniowo.
Uzyskiwana na nich jakość powłok cynkowych, przede wszystkim:
połysk, gładkość, grubość, przyczepność, jest różna i zależy od składu
chemicznego tych stali;
w szczególności od zawartości w nich węgla (C), fosforu (P) i krzemu
(Si).
Zawartość węgla (C) i krzemu (Si) w stali nie powinna przekraczać
łącznie 0,5%.
Przy stalach zawierających krzem, istnieje ryzyko, że reakcja żelazo-cynk
przebiegnie szczególnie silnie i udział stopu żelazowo-cynkowego w
powłoce cynkowej będzie wyższy, niż normalnie. W skrajnym przypadku
może zdarzyć się, że powłoka cynkowa może składać się ze stopu
żelazowo-cynkowego.
Zjawisko to można zaobserwować zwłaszcza, gdy zawartość krzemu w
stali zawiera się w przedziale: od 0,03% do 0,12% (tzw. efekt Sandelina),
jak również przy zawartości krzemu powyżej 0,3%. W takich
przypadkach powłoka cynkowa jest najczęściej matowo-szara,
chropowata, nierównomierna, bardzo krucha i co z tym bezpośrednio
związane, wrażliwa na silne odkształcenia i uderzenia (uszkodzenia
mechaniczne).
Opisane wyżej zjawisko powoduje zmniejszenie przyczepności grubych
powłok do stali.
Ze względu na wyżej wymieniony efekt nie zaleca się cynkować ogniowo
stali zawierających krzem w przedziałach stężeń określonych wyżej.
Zaleca się natomiast stal o zawartości krzemu poniżej 0,03% lub w
przedziale od 0,15% do 0,25%.

Wpływ krzemu w stali na grubość uzyskiwanej

powłoki cynkowej w µm przy temperaturze kąpieli

cynkowej 460 °C

IWE III 2.18 62

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Ocynkowane elementy z "dużą" zawartością
krzemu (Si)