Как выполняется сварка оцинкованного металла своими руками?

Сварка оцинковки – ответственный процесс, который характеризуется низкой рабочей температурой при расплавлении присадочных материалов. Сложность работ обусловлена свойствами цинка: его температура плавления всего 420 °C. Небрежное отношение к технологии сварочных работ может привести к выгоранию защитного слоя цинка, что влечет за собой дефекты соединения: трещины или поры шва.

Особенности сварки оцинковки

Легкоплавкость защитного слоя делает сварку оцинкованной стали непростой задачей. Подбор оптимального режима сварки не сможет ее решить. Выход из ситуации – ручная дуговая сварка инвертором с применением специальных электродов с защитным покрытием. Альтернатива – применение присадочной проволоки и полуавтомата для работы в среде защитного газа.

Важно! Пары цинка – опасное вещество. Категорически не рекомендуем производить сварку оцинковки в непроветриваемых помещениях. Не следует забывать про средства индивидуальной защиты – использование респиратора обязательно!

Присадочный материал имеет медно-кремниевую или алюминиево-бронзовую рабочую составляющую, которая положительно влияет на качество сварки. Особенности данного процесса следующие:

1. Обработка шва. Полученное соединение легко поддается механической обработке.
2. Качество соединения. Шов имеет катодную защиту и не подвержен воздействию коррозии.
3. Стабильность процесса. Он характеризуется практически полным отсутствием брызг и малой степенью выгорания.

Сварка отверстий в оцинковке имеет свои особенности. Заделка отверстий предполагает их предварительную очистку от загрязнений, следов коррозии или нефтепродуктов. При значительном диаметре окна используют специальные конусные вставки, которые точечным методом фиксируются по периметру. При толщине металла более 2 мм применяются перегородки или пробки из низкоуглеродистого металла. Незначительные проколы предварительно рассверливают до размера 18–20 мм. Внутренняя поверхность отверстия должна быть гладкой, без следов резьбы или каких-либо загрязнений.

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.

Удаление покрытия

Существует несколько способов сварки оцинковки. Выбор зависит от качества металла, толщины покрытия на нем, перспективы применения конструкции.

Проще всего снять поверхностный слой оцинковки механически. Для этого подойдут любые жесткие абразивы. Оцинковка при очистке требует больших усилий.

Можно удалять слой термическим способом, но при нагревании, опять же, возможны вредные испарения. Существуют химические способы убрать покрытие в месте будущих швов.

Опасения вызывают остатки незащищенных металлических участков рядом со швом. Оцинковка с такими оголенными участками в будущем может подвергаться коррозии, что вызовет порчу всей конструкции.

Область применения

Эксплуатация оцинкованных изделий и конструкций редко происходит в идеальных условиях. Поэтому сварка их необходима во всех сферах, где такая технология применяется:

• нефтедобывающая и газодобывающая промышленность;
• нефтеперерабатывающая и газоперерабатывающая промышленность;
• автомобилестроение;
• строительство;
• энергетика;
• конструкции для автодорожной инфраструктуры;
• сельское хозяйство;
• металлические конструкции для зданий;
• опоры ЛЭП, рекламных баннеров и других модулей;
• судостроение;
• вагоностроение;
• крепежные и мелкие металлические детали любого назначения;
• машиностроение и другие сферы.

Если в технологических процессах предприятия предусмотрена сварка оцинкованных изделий, необходимо обеспечить эффективную вентиляцию на рабочем участке и хорошую вентиляционную систему на всей производственной площадке, где проводятся работы. В противном случае сотрудникам грозит удушье и серьезные формы отравления. Помимо вентиляции, рабочие должны быть одеты в специальную форму, а лицо защищено маской.

Выбор электродов

Когда при монтаже оцинкованных металлоконструкций пользуются электродуговой сваркой, обычные электроды для стали не подойдут. Чем варится оцинковка? Нужны расходные материалы (электроды или проволока для полуавтоматов) с рутиловым покрытием. Для низкоуглеродистых сплавов приобретают электроды типов:

• АНО-4, рассчитаны на сварку оцинковки при постоянном и переменном токе;
• МР-3, требуют напряжения холостого хода не менее 50 В;
• ОЗС-4, аналоги сварочной проволоки СВ08А, СВ08. Марки с высоким содержанием флюсов: УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, ДСК-50. Они применяются для любых видов оцинковки, в том числе для сварки высокоуглеродистых сплавов, когда нужно высокое качество шва. Содержит карбонаты и фтористые соединения. Ими можно варить оцинковку любой толщины. Для толстого металла необходимо делать несколько проходов.

Электроды МР-3, требуют напряжения холостого хода не менее 50 В

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 450, чтобы минимизировать вероятность прожига металла.

Методы сварки оцинковки

Существует более 150 способов и видов сварки. Но в отношении оцинкованных изделий преимущественное большинство методов не применимо, поскольку они характеризуются чрезвычайно высокими для цинка температурами:

• при высоких температурах цинк испаряется, а его пары вызывают у человека тяжелые формы отравления;
• защитное покрытие возле сварного шва разрушается, что делат металл доступным для коррозии;
• частицы цинка попадают в основной металл, что обуславливает низкое качество соединения.

Наиболее распространенным методом соединения оцинкованных деталей, а иногда – единственным, является ручная дуговая сварка. Она выполняется при сравнительно низких температурах. В нем используется расплавленная проволока, что делает процесс похожим на пайку. Сварка выполняется в среде газа, чаще всего используется аргон. Так обеспечивается небольшое содержание паров цинка, сохранение защитного слоя и минимальные повреждения. Сварку оцинковки можно выполнять полуавтоматом.

Особенности сварки оцинковки обусловлены техническими параметрами цинка. Это металл ухудшает свойства соединения, выполненного посредством сварки. Температура должна быть достаточной, чтобы полностью проплавить металл, а шов получился прочным и надежным. В отдельных случаях перед тем, как варить оцинковку полуавтоматом, целесообразно освободить место шва от цинка с помощью щеток по металлу или абразивного инструмента. Это будет гарантией отсутствия в сварном шве цинка, и повышения качества соединения. Если цинковое покрытие имеет значительную толщину, то будет рациональным постепенное его выжигание газовым резаком. Только после этого можно переходить непосредственно к сварочным работам основного металла. Удалить цинк с поверхности можно химическим способом – кислотой. В этом случае, после удаления цинка, рабочую зону нужно нейтрализовать щелочь, тщательно промыть водой и полностью высушить.

Применение полуавтомата

Хороший результат получается при сварке оцинковки полуавтоматом с правильно выбранными присадками. Практикой подтверждена эффективность присадок, содержащих медь в сочетании с кремнием, алюминием или марганцем. Это могут быть следующие вещества: CuSi3, CuAl8, CuSi2Mn. От соотношения компонентов зависит прочность соединения и легкость последующей механической обработки.

Соединение меди с кремнием, которое содержит оцинковка, способствует образованию не очень прочного, но легко обрабатываемого шва.

Неорганический композит из меди и алюминия, прежде всего, рекомендуют для продукции, содержащей алюминий в свариваемых конструкциях.

Трехкомпонентное вещество из меди, кремния и марганца обеспечивает шов с повышенной прочностью. Впоследствии для его обработки нужно прилагать значительные усилия.

Медь плавится при температуре более низкой, чем температура плавления стальных сплавов. Поэтому такая сварка оцинковки в значительно мере напоминает запаивание.

Провод, как присадка, должен подаваться в рабочую зону плавно и точно в наконечник, обеспечивающий контакт. Для подачи лучше применять привод с 4 роликами, а наконечник тщательно выбирать по размеру.

Если все сделано профессионально грамотно, то от корродирования защищен как базовый металл, так и шов при минимальных затратах изначальной энергии на сварку.

Рабочая зона очищается строго в обозначенных размерах. Не происходит разбрызгивания материалов при нагреве до температуры сварки. Оцинковка в этом случае сваривается прочно.

Для обеспечения стабильности процесса тщательно выбирают источник питания, режимы регулировки. Максимальное качество шва на оцинковке достигается при импульсном токе в инертной среде аргона. В качестве защитных газов могут быть применены также гелий, диоксид углерода или другие инертные газообразные вещества.

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 800 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:

1. Включают горелку, прогревают свариваемые детали от соединяемых торцов на расстояние не менее 300 мм.
2. Нагревают флюс до тех пор, пока он не станет прозрачным.
3. Присадочную проволоку прижимают к поверхности металлических торцов, горелкой её расплавляют, полностью заполняют пустое пространство.
4. Горелку направляют на проволоку, греют её до температуры плавления. Припой располагают перед пламенем. Предельные углы наклона следующие: горелки – 950, проволоки – 150-300.

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.

Сварка труб электродом, оцинковка, водопровод

Формат сварного шва для оцинкованных изделий

Оптимальным вариантом сварного соединения для оцинковки будет контактно-точечный метод. Такое воздействие на изделия характеризует минимальную тепловую нагрузку, защитное цинковое покрытие сохраняется, а в зоне сварки формируется защитное кольцо из 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.

Полезные советы

Специалисты рекомендуется обращать особое внимание на некоторые моменты:

1. После зачистки соединения стальной щеткой требуется восстановление цинкового покрытия специальными защитными составами. Они бывают в аэрозольных упаковках, в небольших емкостях. Ими обрабатывают шов и место присоединения клеммы (крокодильчика).
2. На стыках увеличивают силу тока до 15 ампер, а скорость движения электрода снижают; должен образоваться плотный валик, способный выдержать динамическую нагрузку на изгиб.
3. Короткая дуга позволяет контролировать качество шва, меньше разбрызгивается металл ванны. Снижается вероятность прожигания цинкового покрытия искрами.
4. Настройка оборудования производится на низкотоковые режимы. На полуавтомате выставляется режим «Synergic», на инверторах – на 5-10 ампер ниже табличных значений.
5. Начинающие не должны забывать проверять качество шва. После снятия шлака он визуально осматривается, аккуратно простукивается, так проще выявить дефект.

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.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...