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 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)