耐候鋼weathering steel
(A242 /A588 / SPA-H /ACR-TEN)
耐候鋼是一種合金鋼，在室外曝露幾年後，能在表面形成一層相對比較緻密的鏽層，因而不需要塗油漆保護。而耐候鋼的性質取決於它的厚度和合金成分。C：0.12～0.21、Si：0.2～2.0、Mn

：0.7～2.0、S≤0.036、P≤0.034、Cu：0.10～ 0.40、Al＜0.2，其餘為Fe和微量雜質。由於有獨特的粗獷外表，耐候鋼被大量用於室外雕塑（如「芝加哥的畢卡索」）和建築外

牆裝飾。它亦有被用於橋樑或其他巨大的結構中，如澳洲當代藝術中心。在海洋運輸中，耐候鋼用於製造貨櫃。
耐候鋼原理是利用在鋼中加入磷、銅、鉻、鎳等微量元素後，使鋼材表面形成緻密和附著性很強的保護膜，阻礙鏽蝕往裏面擴散和發展，保護鏽層下面的基體，以減緩其腐蝕速度。在鏽層和

基體之間形成的約50 μm～100 μm厚的非晶態尖晶石型氧化物層緻密且與基體金屬黏附性好，由於這層緻密氧化物膜的存在，阻止了大氣中氧和水向鋼鐵基體滲入，減緩了鏽蝕向鋼鐵材料縱

深發展，大大提高了鋼鐵材料的耐大氣腐蝕能力。耐候鋼是可減薄使用、裸露使用或簡化塗裝，而使製品抗蝕延壽、省工降耗的鋼系，也是一個可融入現代冶金新機制、新技術、新工藝而使

其持續發展和創新的鋼系。
但是耐候鋼的使用尚面臨以下幾個問題：
一、焊接點的腐蝕：焊接點的氧化速率必須和其他用料相同，這需要特殊的焊接材料和技術。
二、積水腐蝕：耐候鋼並非不鏽鋼，如果耐候鋼的凹位中有積水，該處的腐蝕速率將變快，因此必須做好排水。
三、富鹽空氣環境：耐候鋼對夏威夷這樣的富鹽空氣環境較敏感。在這樣的環境中，表層保護膜可能阻止不了內部的進一步氧化。
四、掉色：耐候鋼表面的鏽層可使它附近的物體表面變得鏽跡斑斑。


資料來源：維基百科及網路資源 2010/05/25

耐候性熔接結構用鋼是一類具有良好耐候性的鋼材，專門設計用於需要焊接的結構中，並能夠承受惡劣環境條件（如風霜、雨水、鹽霧等）的鋼材。這些鋼材的最大特點是其耐腐蝕性，可以在暴露於戶外環境中長期使用，而不需要額外的防腐處理。這使得耐候性熔接結構用鋼成為橋樑、建築物外立面、煙囪、戶外藝術裝置等結構材料的理想選擇。

耐候性熔接結構用鋼的特點：

1. 耐候性：

   • 這類鋼材的主要特點是耐候性，能夠在長期暴露於自然環境中的情況下形成保護層（氧化層），以防止進一步的腐蝕。這些鋼材通常含有銅、鎳、鋁、磷等元素，這些元素能夠促進鋼材表面形成穩定的氧化膜，從而延長鋼材的使用壽命。

2. 熔接性：

   • 這些鋼材具有良好的焊接性能，適合在工程中進行焊接作業。熔接結構需要對鋼材進行高效的焊接，因此耐候性熔接結構用鋼的焊接性尤為重要。這些鋼材可以使用常規的焊接方法進行焊接，並且在焊接後不會顯著影響其耐候性。

3. 高強度：

   • 這些鋼材具有高強度，可以承受較大的荷載和外部壓力，因此適用於大規模的結構工程，如橋樑、煙囪等需要耐受高強度外力的場景。

4. 自我修復能力：

   • 耐候性鋼表面會形成一層穩定的氧化層，這層氧化層會防止進一步的腐蝕，並具有自我修復能力。當表面受到損傷時，氧化層可以再次形成，有效減少鋼材的維護需求。

5. 長期暴露於戶外環境的耐久性：

   • 由於具有較強的抗氧化、抗腐蝕性能，耐候性熔接結構用鋼特別適合用於長期暴露在戶外環境中的結構，如橋樑、煙囪、外立面等。

常見的耐候性熔接結構用鋼材料：

1. Corten鋼（耐候鋼）：

   • Corten鋼（又名耐候鋼）是最著名的一種耐候性鋼，它的表面會在暴露於空氣中時自然形成一層穩定的銹層，這層銹層不會繼續擴展，從而有效防止進一步的腐蝕。Corten鋼的焊接性能非常好，適用於各種焊接結構中。

   • 應用：Corten鋼通常用於橋樑、煙囪、外立面、藝術雕塑等需要長期暴露於戶外的結構中。

2. A242鋼（ASTM A242）：

   • A242鋼是一種耐候性高強度低合金鋼，具有良好的抗腐蝕性，並且強度較高，適用於焊接結構。這種鋼材常用於抗腐蝕要求較高的工程結構。

   • 應用：這種鋼材多用於橋樑、煙囪、建築外立面等耐候性要求高的結構。

3. S355J2W鋼（EN 10025-5）：

   • S355J2W鋼是歐洲標準中一種耐候性鋼，具有良好的焊接性、強度和耐腐蝕性。這種鋼材可在不需要額外防腐處理的情況下長期使用。

   • 應用：這種鋼材廣泛應用於高強度結構，如橋樑、鋼結構、煙囪等。

4. Weathering Steel W36（GB/T 4171）：

   • Weathering Steel W36是中國標準的一種耐候性鋼，具有高強度和良好的耐腐蝕性能。這種鋼材適合用於橋樑、電力塔、煙囪等長期暴露在外的結構。

   • 應用：主要用於各種鋼結構、橋樑等長期暴露於自然環境中的結構。

耐候性熔接結構用鋼的應用領域：

1. 橋樑：

   • 桥梁结构常使用耐候性鋼材，尤其是高強度焊接結構需要承受大量荷載的情況下。這些鋼材能夠承受長期的風雨和鹽霧腐蝕，並且減少維護成本。

2. 煙囪：

   • 煙囪通常暴露於高溫、腐蝕性氣體及天氣變化的環境中，因此耐候性鋼的抗腐蝕性能非常重要。這些鋼材能夠保證煙囪結構的穩定性和耐用性。

3. 建築結構外立面：

   • 建築物的外立面需要經受極端的氣候條件，耐候性熔接結構用鋼可用於裝飾性和功能性的外牆。這些鋼材的表面銹色不僅有助於美觀，還能夠提供強大的耐腐蝕保護。

4. 風力發電機塔架：

   • 風力發電機的塔架長期暴露在外部環境中，並且需要承受風力和天氣影響。耐候性鋼材在這些塔架中使用，能夠增加耐久性並減少維護工作。

5. 藝術雕塑與戶外設施：

   • 許多現代藝術雕塑和戶外裝置會選擇使用耐候性鋼，因為這些鋼材的外觀隨著時間的推移會形成自然的銹色，且具有良好的耐腐蝕性能。

6. 交通設施：

   • 耐候性鋼也常用於各種交通設施，如路標、橋樑、鐵路設施等。這些鋼材可以承受長期的風霜雨雪並保持結構完整性。

焊接技術與注意事項：

1. 焊接性能：

   • 耐候性鋼的焊接性通常較好，但在焊接過程中需要控制適當的焊接熱輸入，以免影響鋼材表面形成的氧化層。此外，焊接接頭的耐腐蝕性也需要特別注意，應選用合適的焊接材料和工藝。

2. 熱影響區的控制：

   • 在焊接過程中，應盡量控制熱影響區的溫度，避免過高的熱量影響鋼材的強度和耐腐蝕性能。可使用預熱、後熱處理等技術來減少熱影響區的損傷。

3. 防腐措施：

   • 儘管耐候性鋼本身具有良好的耐腐蝕性，但在某些極端環境下，可能需要對焊接區域進行額外的防腐處理，以保證整體結構的耐久性。

總結：

耐候性熔接結構用鋼具備高強度、良好的焊接性和卓越的耐腐蝕性能，特別適用於長期暴露在戶外環境中的工程結構。常見的材料如Corten鋼、A242鋼、S355J2W鋼等，廣泛應用於橋樑、煙囪、建築外立面、風力發電塔架等領域，並且可大大減少維護成本，增加結構的長期耐久性。