Как приварить оцинковку к металлу

Сварка оцинковки

Сварка оцинковки востребована в производственных и промышленных сферах. Однако сам процесс является относительно сложным, так как температура плавления цинкового покрытия существенно отличается от стали или сплавов. Нужно выбрать оптимальную технологию на основе параметров заготовок, их состава, а также условий эксплуатации.

Сварка оцинкованной трубы

Особенности материала

Для повышения коррозионной стойкости сталей на них наносят слой из цинка, толщина которого составляет 2–150 мкм. Для расплавления стали требуется нагрев до +1100°С, а цинка — +906°С. Поэтому обычные способы сваривания не подходят, так как защитный слой будет прожжён, а сама деталь потеряет стойкость к окислению.

Чтобы не допустить потерю стойкости конструкции к коррозии, требуется использовать специальные флюсы, предотвращающие перегрев поверхности. Они повышают температуру плавления, не давая расплавиться оцинковке.

Для оцинкованной стали другой проблемой является попадание расплавленного цинка в сварную ванну, что приводит к ухудшению свойств шва и потери прочностных свойств. Поэтому перед проведением работ требуется зачистка поверхностного слоя вдоль линии стыковки. Данное правило является обязательным для соединения любых составов оцинковок.

Очистить оцинкованный слой можно следующими способами:

• обжиг газовой горелкой — опасный способ, при котором выделяется много вредных паров, реализуется быстро, не требует специальных навыков;
• механический — зачистка, выполняемая абразивным инструментом, считается длительной по времени, но эффективной;
• химический — выполняется обработка химическими составами, обычно кислотными или щелочными средствами, после действия которых поверхность достаточно промыть большим количеством воды.

Третьей особенностью является токсичность паров, которые начинают выделяться в результате плавления цинка. При нагреве происходит проплавление, затем наступает фаза испарения. Если пары попадут внутрь органов дыхания человека, то произойдёт интоксикация.

Выбор электродов

Для сваривания низкоуглеродистой оцинковки пользуются следующими электродами:

Для высокоуглеродистых сплавов применяются электроды, отличающиеся высоким содержанием флюсов:

• УОНИ-13/45;
• УОНИ-13/55;
• ДСК-50.

Электроды, применяемые для надёжной сварки оцинкованных труб и других массивных конструкций, содержат фтористые и карбонатные соединения. При большой толщине деталей следует использовать технологию послойной наварки.

Способы сварки оцинкованного металла

Для сварки оцинкованной стали используют сварку следующими способами:

• полуавтоматическим;
• инверторным;
• газовой горелкой.

Сварка полуавтоматом

Полуавтоматическая сварка выполняется в защитной аргоновой среде или в углекислом газе. Диаметр проволоки выбирается в зависимости от толщины свариваемых оцинкованных конструкций.

Сварка оцинковки с применением полуавтомата имеет следующие особенности:

• тонколистовой металл следует варить точечно, в таком случае вероятность сквозного прожога будет минимальной;
• получить качественный сварной шов при напряжении менее 220В можно только с применением проволоки, диаметр которой составляет меньше требуемого на 0,2 мм;
• для соединения деталей в среде без защитной газовой атмосферы нужно использовать присадки;
• к заготовке цепляется положительный контакт, а к присадке — отрицательный.

Преимущества варки полуавтоматом:

• выполнение работ в присутствии или отсутствии защитной газовой атмосферы;
• высокое качество сварного шва: ровный, равномерный, однородный;
• выдержка широкого диапазона токовых параметров.

Недостатки:

• при наличии воздушных потоков от ветра или вентиляционной системы запрещено пользоваться данным методом;
• нужно использование габаритных баллонов с газом;
• требуются жёсткие шланги для подачи газа к месту проведения работ от баллонов.

Сварка оцинкованной заготовки

Сварка инвертором

Инверторная сварка применяется при соединении деталей толщиной менее 2 мм. Подключение выполняется следующим образом:

• к минусу подсоединяется свариваемая конструкция;
• к плюсу — электрод.

Оцинкованный металл сваривается на токе обратной полярности. При правильном подключении разогрев электрода происходит за несколько секунд, дуга зажигается быстро, горит стабильно.

Особенности данного метода следующие:

• при варке электродами малого диаметра сварка стыков проводится точно, равномерно;
• перемещение сварочной проволоки вдоль поверхности должно быть плавным с постоянной скоростью, резких рывков быть не должно, так как важно не повредить цинковое покрытие;
• наклон электрода над поверхностью заготовки не должен превышать 45°, чтобы минимизировать вероятность прожига металла.

Как варить оцинковку

Для сварки оцинкованной стали необходимо выполнить следующее:

• подобрать подходящую по параметрам проволоку или электроды;
• собрать нужное оборудование;
• выполнить подготовительные работы, чтобы трубы или листы были надёжно соединены.

Оборудование

Заранее до проведения работ потребуется приготовить следующее оборудование:

• инвертор или полуавтомат, позволяющие работать на требуемом сварочном токе;
• горелка;
• баллоны с газом;
• держатель электродов или система подачи проволоки;
• рукав для подключения к баллону держателя.

Рекомендуется выбор сварочного аппарата с предустановленными режимами по току и напряжению, чтобы упростить подбор параметров. Особенно эта функция подходит для новичков, у которых недостаточно опыта в проведении подобного типа работ.

Подготовительные работы

На этапе подготовительных работ:

• при толщине заготовки более 3 мм делают скос под углом 80° на расстояние 1–1,5 мм на поверхности формирования шва;
• торцы чистят от пыли, грязи, зачищают заусенцы, обрабатывают кромки, обезжиривают специальными составами;
• укладывают ровно свариваемые элементы в том положении, в котором их необходимо соединить, при этом оставляют зазор 3 мм;
• на поверхности вдоль сварного шва наносят флюс равномерным слоем 2 мм на расстояние 20 мм.

Подготовка к сварке оцинковки электродом

Процесс сварки

Сваривание трубопровода:

• Включают горелку, прогревают свариваемые детали от соединяемых торцов на расстояние не менее 300 мм.
• Нагревают флюс до тех пор, пока он не станет прозрачным.
• Присадочную проволоку прижимают к поверхности металлических торцов, горелкой её расплавляют, полностью заполняют пустое пространство.
• Горелку направляют на проволоку, греют её до температуры плавления. Припой располагают перед пламенем. Предельные углы наклона следующие: горелки – 95°, проволоки – 15°-30°.

Листы сваривают аналогичным образом, но только используют инверторы или полуавтоматы. Техника работ простая, но важно не допустить перегрева металла.

Завершающие работы

На завершающем этапе выполняются следующие работы:

• смывают флюс;
• зачищают шов;
• обрабатывают поверхность антикоррозионным составом.

Для безопасной работы требуется использование специальных защитных средств для органов дыхания либо обеспечить качественное проветривание помещений при помощи естественной или принудительной вентиляции.

Поддержите канал, просто читайте наши статьи, а мы будем размещать для Вас полезную информацию о металлах! Так же заходите на наш сайт, там Вы найдете множество информации о металлах, сплава и их обработке.

Особенности и способы сварки оцинкованной стали: критерии выбора оборудования

Металлические изделия покрываются цинком для защиты от окисления, потому что аналогичные оксиды имеют довольно прочную структуру с минимумом микропор, через которые влажность и кислород не могут оказывать воздействие на структуру конструкции.

Сварка оцинковки для исполнителей, не имеющих специальной подготовки, является сложным процессом.

Нюансы проведения

Имеется несколько технологий покрытия цинком металлических изделий, с разной толщиной защитного слоя. При сварке стали с оцинкованной плёнкой, например, листового материала, происходит резкое нагревание до температуры выше 1 тыс. градусов, а это провоцирует такие последствия:

• цинк расплавляется и начинает испаряться;
• пары проникают в металл детали и нарушают её структуру;
• испарения влияют на качество шва.

Пары цинка, содержащиеся в воздухе, имеют высокую токсичность, что особо опасно для окружающих, поэтому нужна мощная вентиляция не только около места проведения работ, но и всего помещения.

Удаляем внешнее покрытие

Лучший вариант — механическим способом удалить цинковую плёнку абразивными материалами. Термический вариант способствует выделению ядовитых паров, подходит и химический способ удаления, но нужно при этом действовать аккуратно, чтобы сильно не расширять зону очистки.

При помощи полуавтоматического оборудования

Как же надо варить оцинковку полуавтоматом — следует правильно подобрать присадочный материал, содержащий медь вместе с определёнными металлами, например, Al, Si или Mn.

От их соотношения зависит лёгкость и прочность сварки изделия, которая напоминает пайку — нет разбрызгивание металла, а для стабильности сварочного процесса более тщательно подбирается источник питания и режимы регулировки.

Точечный метод

В автомобилестроительной индустрии используют покрытую цинком ПНП-сталь (Пластичность, Наведенная Превращением), которая соединяется при помощи точечной сварки. На конвейерах устанавливается автоматическое оборудование, которое приваривает листовую сталь к каркасу будущего автомобиля. Место сварки обладает повышенной прочностью.

Автоматы инверторного типа используют импульсы трёх типов:

• разогрев зоны будущего воздействия;
• режим сварки;
• термическая обработка полученного соединения.

Основной износ происходит на конце каждого электрода, а оператор, используя автоматику, корректирует режим сварки, что в ручной технологии сделать практически невозможно.

Применение флюса

Труба зачищается и обезжиривается снаружи и внутри, затем окончания труб прогревают на расстояние не менее 20 см от края — такая методика касается толстостенных труб, изделия с меньшей толщиной соединяются без дополнительной обработки торцов. Флюс прогревается до полужидкого состояния, наносится толстым слоем, поэтому его расход вдвое больше.

задача такой защиты — ликвидировать избыток тепловой энергии, не допускать кипения и испарения цинка. После окончания сварки излишки флюса удаляются с поверхности металлической щёткой и водой, но надо действовать без излишнего усердия, чтобы не повредить цинковое покрытие.

Электродуговая технология

Как варить оцинковку электродом, для этого применяют электроды, подборка которых зависит от марки основного металла: например, если сталь с низким содержанием углерода, то нужны с покрытием из рутила — ОЗС4 или МР3, а для остальных  применяют обычное покрытие — типа ДСК50 или УОНИ 13/55.

Особенности соединения тонкостенных труб

Чем надо варить такой оцинкованный металл, если использовать тонкие электроды, то вряд ли получится прочное шовное соединение. Рекомендуется использовать аналоги с диаметром от 2 до 3 мм, но надо учитывать и скорость проводки электрода. При медленном прохождении возникает вероятность прожога тонкостенной трубы, а при быстром — соединение получается непрочным.

Другие методы

Сварка оцинкованного металла по различной методике имеет индивидуальные особенности, которые нужно знать каждому исполнителю. Прежде чем отдать предпочтение определенному сварочному аппарату, надо изучить нюансы сварки оцинкованного металла:

• шов выполняется методом наплыва;
• оцинковка с толщиной стенок более 4 мм требует предварительной обработки;
• сварка производится только поэтапно, небольшими участками;
• швы требуют обработки специальными средствами от ржавчины.

Какие применять электроды и оборудование полностью зависит от опытности сварщика, для использования разных методов сварки оцинкованного металла требуются определённые навыки, да и правильно выставить силу тока без большого опыта у новичков не получится. Идеальный вариант для начинающего сварщика — это использовать инвертор или полуавтоматический аппарат.

Подбираем электроды

Для сварки по оцинковке необходимы специальные электроды, выбор которых непосредственно зависит от структуры основного металла изделия. При формировании шва надо снижать скорость сварки на 20% и повышать силу тока на 10—15 А, а движения электродом должны быть возвратно-поступательного вида, что предотвратит предварительное выгорание цинка.

Правила проведения работ

Следует неукоснительно выполнять такие требования:

1. Нельзя допускать испарения цинка.
2. Провести предварительные работы по очистке места сварки — это касается только труб с толстыми стенками.
3. Для ликвидации улетучивания цинка от перегрева, флюс наносится толстым слоем.
4. Небольшой избыток поступления кислорода делают во время газосварки.
5. Обязательный предварительный разогрев участка сварки.
6. Проволока с припоем располагается таким образом, чтобы пламя горелки воздействовало на пруток, а не на свариваемый металл.

Излишки флюса удаляются сразу после окончания сварочного процесса.

Выводы

Сварки металлов, имеющих оцинкованное покрытие, имеет индивидуальные отличия, которые нужно знать исполнителям, но без опыта работы к таким процессам начинающие сварщики не допускаются, т. к. высока вероятность прожога конструкции или испарение защитной цинковой плёнки.

Как приварить оцинковку к металлу

Оцинкованная сталь в настоящее время используется для изготовления многих конструкций.

За счет того что данный материал обладает высокой прочностью и повышенной стойкостью к воздействию коррозийному поражению, он пользуется высокой популярностью в разных сферах производства и промышленности.

Но прежде чем применять стоит изучить, как протекает сварка оцинкованного металла, главные особенности данного процесса.

Главные особенности материала

Многие металлы часто покрывают цинком, это повышает их прочность и устойчивость к воздействию окислительных процессов. В итоге с наружной стороны образуется слой из цинка и прочная оксидная пленка. Оксиды цинка в отличие от других металлов, обладают плотной структурой с небольшим количеством пор.

На данный момент разработано несколько методов нанесения цинка с различным размером толщины нанесения покрытия с защитной основой. Толщина готового слоя может быть от 2 мкм до максимального показателя 150 мкм.

Сварка оцинкованных деталей сопровождается прогреванием металлической основы до температуры, которая превышает 10000С. При этом во время данного процесса могут наблюдаться некоторые сложности:

• на начальной стадии цинк переходит в жидкое состояние, а затем в газообразное. Температурный режим, при котором наблюдается плавление металла, составляет не меньше 9060С;
• пары могут проникать не только в воздух, но и в основу, при этом они провоцируют нарушение структуры базового металла;
• частицы, которые образуются при испарении, оказывают негативное влияние на структуру сварного шва.

Наибольшая опасность состоит в том, что пары могут оказывать токсическое влияние на организм человека. По этой причине сварка оцинковки может быть сильно вредной для здоровья. По этой причине место, в котором будут выполняться работы, обязательно должно быть оборудовано мощной вентиляцией.

Важные рекомендации по сварочным работам

Любая сварка считается сложным технологическим процессом, при котором требуется соблюдать ряд важных требований. Сваривание оцинкованной стали осложняется тем, что дополнительно приходится работать с защитным покрытием из цинка. особенность данного процесса состоит в том, что плавится оцинковка начинает уже при температуре в 420 градусов, а при 906 градусах она кипит и испаряется.

Все эти процессы оказывают негативное воздействие на качество сварного соединения, в нем начинают образовываться трещины, поры, различные дефекты. А чтобы этого не произошло сварка оцинкованной стали должна выполняться при других температурах, а также обязательно должна быть специальная защищенная газовая среда.

Для эффективной сварки обычно используется сварочная проволока для оцинкованной стали и медь. Наиболее подходящими считаются проволоки из алюминиево-бронзового и медно-кремневого сплава. Если будет применяться присадочная проволока, то сварка оцинковки будет правильной.

Данный метод имеет целый ряд положительных качеств:

• при проведении рабочего процесса не возникает коррозийного поражения сварного шва;
• наблюдается минимальная степень разбрызгивания;
• небольшое выгорание покрытия из цинка;
• маленький уровень вложения тепла;
• пайка стали в дальнейшем сопровождается простым обрабатыванием;
• соблюдается катодное предохранение материала.

Во время процесса сваривания цинк переходит в специальную сварочную ванну, и это вызывает появление трещин, повреждений, пор в соединении. По этой причине, перед тем как начинать работы, слой из цинка требуется удалить.

Удаление обычно проводится газовой горелкой, абразивным кругом, щетками. Есть и химические методы счищения цинка, при которых используются щелочи. После обработки область промывается водой и хорошо просушивается.

Особенности подбора электродов

Если снять защитное покрытие из цинка невозможно, обычно это наблюдается у основы с тонким слоем, толщина которого составляет не больше 15 мкм. В этих случаях стоит применять электроды для оцинкованной стали.

Для стали со сниженным уровнем углерода стоит подбирать расходники с покрытием из рутиловой основы. Подходящими электродами для оцинковки из низкоуглеродистой стали будут — АНО-4, МР-3, ОЗС-4. В их состав входит оксид титана, который обеспечивает ряд положительных процессов:

• делает простым первое и повторное разжигание дуги;
• снижает потери в связи с образованием брызг;
• делает сварной шов прочным и герметичным.

При сваривании сталей низкого легирования стоит использовать специальные электроды по оцинкованной стали, которые дополнительно имеют сильноосновные флюсы. Хорошими считаются расходники таких марок, как УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, ДСК-50.

Если используются электроды по оцинковке, то дополнительно во время сварочного процесса стоит выполнять следующие рекомендации:

• для того чтобы предотвратить образование пор, силу тока нужно повысить на 10-50 А;
• процесс сварки должен выполняться аккуратно, во время него скорость должна снижаться на 10-20 % в отличие от обычной сварки;
• между соединяемыми кромками требуется увеличить расстояние почти в два раза.

Процесс сварки оцинкованных металлов с использованием электродов требует наличие опыта и навыков. Если выполнять все точно и в соответствии с правилами, то можно получить хорошее соединение без дефектов.

Если сталь имеет толщину оцинкованного слоя больше 15 мкм, но меньше 40 мкм, то также можно использовать электроды по цинку. Во время сварки электродом требуется чередовать поступательные движения с возвратными до тех пор, пока оцинковка полностью не очистится.

При этом необходимо особое внимание сосредоточить на требуемых границах, чтобы не повредить слой в прилежащих областях. Если все делать правильно, то при помощи данного метода очищения можно добиться прочного и качественного сварного соединения.

Сварка полуавтоматом

Сварка оцинковки полуавтоматом обычно проводится с использованием специальной присадочной проволоки и защитного газа. Подача газа на горелку производится через сварочный рукав вместе с проволокой. Это предохраняет сварочную ванну от воздействия окружающей среды.

Электродная может иметь различный размер диаметра:

• 0,6 мм;
• 0,8 мм;
• 1 мм;
• 1,2 мм. 

Для металла, толщина которого составляет меньше 4 мм, стоит использовать присадочную проволоку с размером диаметра 0,6-0,8 мм. Если сталь имеет размер толщины более 4 мм, то подойдет проволока с показателем диаметра 1-1,2 мм.

Во время сваривания используется сварочный аппарат для оцинкованного металла. За счет того, что в его устройстве имеется баллон с газом, он имеет большие размеры. Также его неудобно использовать на сильном ветру, потому что ветер будет выдувать углекислый газ из-под горелки.

Правила сварки полуавтоматом

Сварка оцинкованного металла полуавтоматом должна выполняться правильно. Для этого следует сначала изучить важные процессы сварочного процесса:

• первым делом следует подключить плюсовую клемму к горелке, а минусовая к заготовке;
• для оцинкованной стали обязательно нужно использовать присадочную проволоку из определенного сплава;
• стоит учитывать, что показатель силы тока и скорости подачи проволоки являются взаимосвязанными факторами. Чем будет выше сила тока, тем будет больше скорость проволоки или наоборот;
• для горелки обязательно применяется токосъемный наконечник, который должен подходить под размер диаметра проволоки. Данный элемент относится к расходникам, по этой причине он требует периодическую замену;
• шланг, который производит подачу проволоки, должен иметь жесткую структуру. В противном случае он может перегнуться, что впоследствии вызовет сложности при подаче проволоки;
• если металл достаточно тонкий с размером толщины менее 1 мм, то его необходимо сваривать точками, но при условии, если не требуется герметичное сварное соединение. Это предотвратит перегрев и подгорание заготовки;
• если показатель напряжения сети небольшой, к примеру, 180 В, а не 220 В, то лучше использовать проволоку с меньшим диаметром. Вместо 0,8 лучше взять 0,6, в этом случае прибор сможет с ней намного легче справиться, а соединение выйдет качественным и прочным;
• сварка цинка при помощи полуавтомата без газа должна выполняться с использованием специальной проволоки, а плюсовая клемма при этом должна подключаться к заготовке.

Сварка инвертором

Инверторная сварка обычно используется для тонких металлов. Во время сварочного процесса используется ток с обратной полярностью. Клемма с отрицательным зарядом подключается к свариваемому металлу, а с положительным зарядом к держателю электродов.

Сварка инвертором оцинковки протекает с минимальным деформированием и прогоранием металлической конструкции. Обратная полярность тока обеспечивает сильное нагревание электрода, именно это позволяет выполнить сваривание прямо по соединению. В результате получается прочный шов без трещин, пор и дефектов.

Так как варить оцинковку инвертором с электродом? Рассмотрим главные особенности:

• чтобы получить качественный шов, рекомендуется использовать тонкие электроды с диаметром не больше 2 мм;
• для сваривания стоит применять изделия с повышенным коэффициентом расплавления. Это позволит осуществить сварку тонких изделий при небольшом токе, что положительно отражается на качестве сварного соединения;
• сваривание тонких конструкций инвертором должно выполняться медленными движениями электрода;
• чтобы в процессе работ не прожечь изделие и чтобы соединение получилось ровным, требуется располагать электрод в пределах 45-90 градусов к свариваемой поверхности.

Сварка изделий из оцинкованного металла может выполняться разными методами, которые могут иметь отличительные особенности. Прежде чем приступать к данному процессу, стоит внимательно рассмотреть важные рекомендации и правила сваривания оцинковки. Также стоит учитывать особенности материала, который могут осложнять процесс сварки.

Как осуществляется сварка оцинкованной стали

Цинковое покрытие толщиной от 2 до 150 мкм наносится на стальной металлопрокат в целях защиты от коррозионного окисления. При таком покрытии на поверхности металла образуется пленка из оксида цинка, которая защищает сталь от внешней среды. Кристаллическая структура этой пленки очень плотная, содержащая минимальное количество пор, благодаря чему и обеспечивается надежная защита металла.

Следует отличать оцинкованную сталь от «нержавейки». Цинковое покрытие защищает лишь верхний слой стали, оно недорогое и поэтому оцинкованная сталь дороже обычной в среднем на 10-20%. Нержавейка же является сталью с большим содержанием легирующих элементов, которые препятствуют коррозии по всей толщине, а стоимость такой стали в 5-10 раз выше, чем аналогичный по габаритам черный прокат.

Поскольку оцинкованный металл в своем сечении практически целиком состоит из обычной стали, технологический процесс сварки оцинковки отличается только отдельными особенностями.

Сварка кровельных конструкций профнастила регламентируется ведомственными нормами ВСН 349-87.

Сварка оцинкованного металла производится по ГОСТ 5264-80 и 11534-75, которые устанавливают требования к геометрическим параметрам соединений.

Отдельных стандартов для сварки деталей из оцинковки нет, но ведомства и предприятия могут разрабатывать собственные нормативные требования и технические условия для выполнения таких работ.

Подготовка

Сварка оцинкованной стали – это работа, доступная даже сварщикам-любителям. Перед проведением работы рекомендуется потренироваться на каких-либо похожих обрезках, чтобы «набить руку» и отрегулировать настройки аппарата.

Сварщик должен соблюдать ряд мер личной безопасности:

• работу нужно производить в обычной защитной маске и респираторе, либо в маске с вентиляционным устройством;
• перчатки с теплоизоляционным покрытием должны иметь резиновое покрытие.

Сварка оцинковки производится любым из основных способов соединения:

1. Ручная сварка – для стали толщиной от 1,5 мм.
2. Сварка полуавтоматическим аппаратом – применяется для металла более 0,6 мм толщиной.
3. Контактная точечная сварка – предназначена в первую очередь для соединения жести толщиной до 0,45 мм.
4. Газовая сварка ацетилен-кислородной смесью – подходит для стали любой толщины.

Независимо от выбранного метода сварки, необходимо принимать во внимание ряд условий:

• Температура плавления цинка (420°C) ниже температуры плавления стали (1100-1200°C), уже при температуре в 906°C происходит его испарение. Пары цинка в воздухе загрязняют атмосферу и оказывают вредное влияние на здоровье сварщика.
• Расплав цинка вспенивается и попадает в структуру стали, нарушая заданные параметры металла, а цинк, затекающий в сварной шов приводит к потере его качества.
• Шов выполняется «наплывом», электрод либо горелка подводится многократно, короткими касаниями.
• Не следует варить большие участки одним швом, следует контролировать качество сварочного шва.
• Перед свариванием цинк должен выгореть полностью, чтобы избежать вспенивания шва.
• При толщине стали более 4 мм, в сварном соединении делается фаска на 1/3 толщины листа.
• От выгорания цинка на металл можно положить асбестовую ткань, либо просто мокрую ткань.

Удаление покрытия

Первая технологическая операция при сварочных работах по оцинковке – это удаление цинкового покрытия.

Самый быстрый способ очистки металла – нагрев детали газовой горелкой. Однако, такой способ не безопасен, так как цинк выделяется в виде ядовитых паров.

При небольших объемах сварки в условиях мастерской снятие цинкового покрытия производится механическим способом – наждачной бумагой, напильником, зачистным кругом на УШМ. Можно применять очистку нагревом либо кислотой, но эти способы приводят к образованию вредных испарений.

При сварке оцинкованных труб как с внешней, так и с внутренней стороны соединения производится удаление цинкового покрытия, а затем  с помощью кислоты или щелочного раствора производится обезжиривание поверхности.

Применение инвертора

Аппаратом для электродуговой ручной сварки целесообразно варить сталь толщиной не менее 1,5 мм. Более тонкий металл легко прожигается и требует определенной сноровки при работе и чувствительной регулировки аппарата. Сварка производится при обратной полярности тока, при котором на деталь крепится клемма «минус», а на держатель – «плюс».

Скорость проварки шва должна быть меньше, чем при сваривании стали такой же толщины. Это снижение должно составлять не менее 10% и не более 20%.  Отличается сила тока:

• Если сварка производится обычными электродами ОЗС-4, УОНИ-13/45 и 13/55, МР-3, то сила тока должна быть меньше на 5-10А, чем для неоцинкованной стали.
• Если сварка выполняется электродами для оцинковки ЦУ-5, ЦЛ-20, ЦЛ-39 и другие, то сила тока устанавливается на 10-50А больше, при этом зазор между свариваемыми элементами должен быть больше, чем при соединении неоцинкованной стали такой же толщины.

Электрод наклоняется к заготовке не более, чем на 45°, иначе может произойти прожигание металла.

Инвертор требует аккуратной настройки силы тока и стабильного напряжения, поскольку при малом токе шов будет не проварен, а слишком высокая сила тока также приведет к сквозному прогоранию соединения и испарению цинка на большой площади поверхности. При перепадах электричества возможно прилипание электрода к металлу и нарушение целостности шва.

Выбор марки электрода должен производиться с учетом требований к шовному соединению:

• Электроды с рутиловым покрытием обеспечивают более прочное соединение, но шов будет требовать дополнительной антикоррозионной обработки.
• Электроды с содержанием сильноосновных флюсов качественно герметизируют шов, обеспечивая ему надежную защиту от коррозии, но прочность шва будет снижена на 15-25%.

Примерный режим применения электродов представлен в таблице.

Наибольшая сложность при ручной сварке – это правильное регулирование силы тока и времени контакта электрода с поверхностью.

Использование полуавтомата

На многих полуавтоматах существует режим сварки «Synergic», при котором в настройках можно выбрать определенный тип работы (пресет), наиболее оптимально подходящий для нужного вида металла. Если такой режим отсутствует, потребуется дополнительное время на отстройку аппарата и, возможно, эксперимент со сваркой какой-либо обрези.

Сварка на полуавтоматах может производиться либо с применением присадок, подающихся по рукаву, либо в качестве защитной среды может использоваться аргон.

Проволока подбирается в зависимости от толщины деталей.

Если напряжение в сети меньше 220В, диаметр проволоки уменьшается на 0,2 мм от рекомендуемой.

Горелка наклоняется под углом 70-75º к поверхности соединения при выполнении переплавляющего шва и 20-30º при выполнении заполняющего. При этом припой (присадка) должен располагаться перед пламенем, чтобы оно не выжигало покрытие металла.

Применение присадочных материалов, изготовленных на основе меди, позволяет создать среду защитного газа в районе сварки. Такая технология имеет ряд преимуществ:

• сварочный шов и поверхность металла вокруг него защищены от коррозии;
• минимальное разбрызгивание расплава;
• флюс потребляет значительное количество выделяемого тепла, предотвращая таким образом нагрев большой площади металла;
• впоследствии шов легко поддается обработке.

Температура плавления медных присадок ниже, чем у стали, поэтому такой вид сварки является скорее пайкой металла, но с обеспечением прочного соединения. Отметим, что этот способ позволяет избежать повреждений цинкового слоя.

В зависимости от содержания этих добавок, присадки задают нужные качества сварному шву:

• Присадка кремниевая CuSi3 позволяет легко обрабатывать шов, но снижает его прочностные качества, так как кремний обладает высокой текучестью.
• Присадка с алюминием CuAl8 применяется для оцинкованных сталей с большим содержанием этого легирующего элемента.
• Кремний-марганцевая добавка CuSi2Mn предназначена для создания швов с повышенной прочностью.

Во время сварки трубопроводов с питьевой водой применяются флюсы марки HLS-B, безопасные для здоровья и быстро растворяющиеся в воде. При нагреве флюс сначала становится белым, а затем прозрачным, что свидетельствует о готовности к началу процесса пайки.

Металлы толщиной до 4 мм могут спаиваться за один проход, но для больших толщин требуется сварка в несколько проходов. После выполнения сварки производится удаление остатков припоя с помощью щетки и воды. Внутри труба заполняется водой на сутки, после чего промывается.

Контактная сварка

Точечная сварка может проводиться на металле любой толщины, но лучше всего ее проводить на жести, поскольку очень тонкую оцинковку трудно соединить другими способами. Для сварки оцинкованных сталей на аппаратах контактной сварки применяются электроды марок БрХ и БРХЦр, изготовленные на основе бронзы.

Аппараты для точечной сварки могут работать на постоянном или переменном токе, а специализированное оборудование для сварки жести и оцинковки, помимо этого, обладают тремя дополнительными режимами подачи импульса:

1. предварительный нагрев зоны соединения;
2. процесс сварки;
3. завершающая термическая обработка.

Прочность сварного шва при таком способе соединений выше, чем у самих соединяемых элементов, поэтому данный тип сварки распространен при соединении элементов автомобильных кузовов.

Следует также заметить, что контактная сварка обеспечивает равномерное проваривание шва по всей его длине, что затруднительно обеспечить при ручной сварке. Поэтому контактный аппарат целесообразно устанавливать в мастерских, которые регулярно в больших объемах сваривают изделия из оцинковки.

При проведении точечной сварки листов толщиной свыше 1,5 мм рекомендуется проведение проковки. Проковка – это ударное воздействие на шов в процессе остывания, которое производится молотком либо кувалдой.

Существенным минусом точечной сварки является большой расход электроэнергии на сварочных аппаратах.

Завершение работы

После проведения сварочной работы требуется осуществить вентиляцию помещения, и произвести уборку цинковой стружки.

Следует учитывать, что очищенные участки будут подвергаться коррозии и вызывать снижение качества всей конструкции. Поэтому после завершения работы с них необходимо удалить окалину, обработать шов шлифованием и нанести защитное покрытие.

Поверхность в районе сварного шва должна покрываться краской либо антикоррозионным покрытием. Хорошим вариантом может служить краска, содержащая 94% цинковой пыли. Возможен вариант наплавления цинковой проволоки, либо прутков, изготовленных из цинково-кадмиевого сплава.

Как приварить оцинковку к металлу — Справочник металлиста

Сварка оцинкованной стали представляет собой процесс, основанный на вводе в изделие (сталь) низкого содержания тепла, что приводит к дальнейшему расплавлению используемого присадочного материала. Сварка стали сегодня применяется во многих типах строительных работ для креплений различных конструкций, листов, каркасов и прочего.

Схема процесса цинкования стали.

Современные требования, которые предъявляются к защите металлов от коррозии во время работы и после нее, все больше сводятся к применению материалов, уже покрытых защитным слоем.

Особенности технологии сварки оцинкованной стали

Сам цинковый слой может составлять 1-20 мкм, такие элементы часто используются не только в строительстве, но и в автомобилестроении, бытовой технике, при установке кондиционеров и вентиляционных систем.

Цинк имеет катодную защиту от коррозии, которая остается эффективной даже при наружном повреждении, то есть при сварке остается защищенным слой стали, подпленочная коррозия на цинковом слое кромки срезов уже полностью исключается.

Так в чем же состоит сущность такого процесса, как сварка и пайка оцинкованного листа? Сам цинковый слой начинает плавиться уже при плюс 420 градусах, а при плюс 906 — цинк начинает испаряться.

Таблица свариемости сталей.

Именно поэтому сварка стали с оцинкованным слоем предполагает использование специального присадочного материала, то есть это пайка оцинкованного листа в определенной среде защитного газа при помощи медьсодержащей проволоки. Наиболее часто используются такие типы присадочного материала, как медно-кремниевые и алюминиево-бронзовые проволоки.

Использование такой технологии имеет следующие преимущества:

• полное отсутствие коррозии основного материала и сварочного шва;
• малое выгорание рабочей поверхности;
• минимальное разбрызгивание раскаленного материала при сварке;
• малое тепловложение;
• катодная защита стали (основного материала) в области рабочего шва;
• последующая обработка шва отличается крайней простотой.

Присадочные материалы для сварки

Присадочные материалы, использования которых требует сварка и пайка оцинкованного листа, имеют невысокую точку плавления, что обусловлено наличием большого количества меди в их составе. Эта точка имеет значение примерно плюс 950–1080 по Цельсию, основной материал, то есть сталь, при этом не плавится. Такая сварка является, скорее, обычной пайкой, но с очень прочным соединением.

Влияние присадочного материала на сварку.

При пайке применяют такие присадочные материалы, как CuSi3, CuAl8, CuSi2Mn. Чаще всего используется первый вид, который хоть и отличается небольшой прочностью, но очень прост при дальнейшей механической обработке. Текучесть этого материала определяется содержанием кремния, при его высоком значении плавление очень вязкое, что требует жесткого контроля легирующих добавок.

CuSi2Mn с однопроцентным содержанием марганца обеспечивает повышенную жесткость, но механическая обработка такого материала довольно трудна. CuAl8 применяется в основном для листов с покрытием из материалов, содержащих алюминий.

Сварка-пайка оцинкованного листа основана на принципе перехода стали в шов, то есть импульсную сварочную дугу.

Но при применении для толстого цинкового слоя большое количество возникающих испарений может привести к нестабильности самого процесса сварки.

Поэтому специалисты делают короткую дугу, которая обладает большей стабильностью, но тут предъявляются очень высокие требования к источникам питания, характеристикам регулировки.

Переход материала в шов без короткого замыкания достигается путем выбора параметров импульсного тока и в среде, богатой аргоном, защитным газом.

При оптимальном варианте капля присадочного материала должна отрываться от проволоки по импульсу, то есть такой процесс практически полностью защищен от раскаленных брызг. При этом надо помнить, что различные по составу материалы и газы требуют совершенно различных импульсов!

Сварка стали с оцинкованным покрытием рекомендуется при небольшой силе тока, чтобы дуга была стабильной. Материал при этом нагревается не очень сильно, а испарение цинка сводится к минимуму. В результате – небольшое количество спор на сварном шве, что увеличивает качество материала.

Режим сварки

Пайка оцинкованного листа часто осуществляется при помощи режима синержик, это обеспечивает довольно высокое качество. Этот режим сварки с цифровым управлением и запрограммированными параметрами для каждой отдельной комбинации проволоки с газом.

Особенность его состоит в том, что производители сразу оптимизируют необходимые параметры для основных типов присадочных проволок, то есть оператору остается только выбрать необходимый режим, а встроенный микропроцессор сам позаботится о бесступенчатом выборе необходимой мощности от минимума до максимума.

Подача материалов

Влияние режима сварки на форму шва.

Часто при сварке используются мягкие бронзовые проволоки, которые очень требовательны к механизму подачи. Присадочная проволока должна идти плавно, без трения. Для этого необходим четырехроликовый привод с подающими. Обычно все ролики гладкие, имеют полукруглую канавку.

Основной предпосылкой для отличной, бесперебойной подачи присадочного материала является точное вхождение самой проволоки в контактный наконечник. Надежный контакт, передающий ток на бронзовую проволоку, обеспечивает точно подобранный контактный наконечник.

Примеры сварки листов

Сварка стали с оцинкованным слоем используется для любых типов металла, начиная от низколегированных до нержавеющих. При этом незначительное выгорание в области шва обуславливается небольшим тепловложением, низкими температурами при плавлении присадочных проволок.

Для этого процесса подходят все виды сварочных позиций и швов, которые обычно применяются при работах в средах защитного газа. Вертикальные швы, которые идут сверху вниз и снизу вверх, выполняются в отличном качестве, так же как и потолочные позиции. Скорость сварочного процесса довольно высока, она может достигать до ста сантиметров за одну минуту.

Особенность применения такой сварки в средах с защитным газом с использованием короткой дуги состоит в том, что шов получается выпуклый, а это дает ограничения прочности. При этом пайка с твердым припоем может стать причиной коробления трубы. Но тут возможен и другой вариант – вогнутый шов, небольшое тепловложение в сам материал стального листа.

Поэтому при использовании такого типа сварочных работ необходимо довольно большое внимание уделять выбору присадочного материала, согласно общим требованиям по прочности и жесткости изделия.

Как сварить нержавейку с черным металлом: особенности технологии

Сложности, с которыми связана сварка изделий, изготовленных из нержавейки, с черным металлом, объясняются преимущественно тем, что эти материалы, хотя и относятся к сталям, являются, по сути, разнородными.

Для того чтобы качественно сварить такие металлы, то есть получить сварной шов, который по своим механическим характеристикам будет близок к основному металлу соединяемых изделий, следует в первую очередь правильно подобрать электроды.

Кроме того, надо учитывать такой параметр соединяемых металлов, как их свариваемость, то есть способность образовывать качественные и надежные неразъемные соединения, полученные методом сварки.

Сварка нержавеющего фланца с отводом из углеродистой стали

Принципы сварки нержавеющих сталей

На свариваемость нержавеющих сталей – способность образовывать качественные сварные соединения (в том числе и с черными металлами) – оказывают влияние определенные характеристики таких сплавов.

• Теплопроводность нержавеющих сталей, если сравнивать ее с аналогичным параметром сплавов с низким содержанием углерода, невысокая. Из-за того, что нержавейка не способна быстро отводить тепло, при сварке она сильно нагревается, а это отрицательно сказывается на характеристиках создаваемого соединения и основного металла. Чтобы избежать перегрева изделий из нержавеющих сталей при их сварке с деталями из черного металла, необходимо снижать силу сварочного тока (в среднем на 20%).
• Нержавеющие стальные сплавы отличаются высоким коэффициентом линейного расширения, что приводит к значительному деформированию металла в процессе выполнения сварочных работ. Кроме того, данный фактор является причиной деформации изделий из нержавейки и в тот момент, когда они уже соединены при помощи сварки и остывают. Чтобы избежать этого, необходимо предусматривать более широкие зазоры между соединяемыми деталями.
• Высокое электрическое сопротивление, которым обладает нержавейка, становится причиной значительного перегрева сварочных электродов. Особенно актуально это в том случае, если для сварки используются электроды, изготовленные из высоколегированной стали. Чтобы избежать этих проблем, сварку как однородных, так и разнородных стальных сплавов следует выполнять короткими электродами (не более 350 мм), стержень которых изготовлен из хромоникелевых сплавов, отличающихся невысоким электрическим сопротивлением.
• Склонность к образованию межкристаллитной коррозии, которой особенно подвержены высокохромистые стали, приводит к ухудшению антикоррозионных свойств нержавейки и появлению в ее внутренней структуре трещин. Этот вид коррозии возникает также из-за перегрева металла в процессе выполнения сварочных работ. С таким явлением, суть которого заключается в том, что на границах кристаллов основного металла возникают твердые карбидные соединения, борются различными способами. К наиболее эффективным из таких способов относится быстрое охлаждение металла, подвергшегося значительному нагреву в процессе сварки. Однако следует заметить, что метод быстрого охлаждения, для которого используется обычная вода, эффективен лишь в тех случаях, когда материалом изготовления соединяемых деталей является хромоникелевая сталь.