Оцинкованная сталь широко используется в производстве различных конструкций благодаря своей высокой прочности и устойчивости к коррозии. Этот материал востребован в различных отраслях промышленности и строительства. Однако перед использованием необходимо ознакомиться с процессом сварки оцинкованных металлов и его основными особенностями.
Особенности материала
Многие металлы покрывают цинком для повышения их прочности и устойчивости к окислительным процессам. В результате образуется наружный слой из цинка и прочная оксидная плёнка. Оксиды цинка, в отличие от оксидов других металлов, имеют плотную структуру с небольшим количеством пор.
В настоящее время существует несколько методов цинкования с различной толщиной наносимого покрытия и защитной основой. Толщина получаемого слоя может варьироваться от 2 микрон до максимального значения в 150 микрон.
Сварка оцинкованных деталей требует нагрева металлической основы до температур, превышающих 1000°C. Этот процесс может сопровождаться некоторыми трудностями:
- При начале плавления цинк переходит из жидкого состояния в газообразное, что происходит при температуре не менее 906°C.
- Пары цинка могут проникнуть не только в окружающую среду, но и в основной металл, нарушая его структуру.
- Частицы, образующиеся при испарении цинка, могут негативно повлиять на структуру сварного шва.
Наиболее опасным является то, что пары цинка могут оказать токсическое воздействие на организм сварщика. По этой причине сварочные работы с оцинковкой могут быть очень вредными для здоровья. Поэтому рабочее место должно быть обязательно оборудовано эффективной системой вентиляции.
Основные рекомендации по сварке оцинкованной стали
Сварка оцинкованной стали является сложным технологическим процессом и требует соблюдения ряда важных условий. Сложность этой работы связана с необходимостью работы со специальным защитным цинковым покрытием. Основной особенностью этого процесса является то, что оцинковка начинает плавиться уже при температуре 420 градусов, а кипит и испаряется при 906 градусах. Все эти процессы негативно влияют на качество сварного шва, вызывая образование трещин, пор и других дефектов.
Чтобы избежать этих проблем, сварка оцинкованной стали выполняется при других температурах и обязательно в специальной защитной газовой среде. Для эффективной сварки обычно используются сварочная проволока и медь. Проволоки из алюминиево-бронзового и медно-кремниевого сплава считаются наиболее подходящими. Если присадочная проволока используется правильно, то сварка оцинкованной стали будет успешной.
Этот метод обладает рядом преимуществ:
- отсутствие коррозии сварного шва в процессе работы;
- минимальное разбрызгивание металла;
- небольшое выгорание цинкового покрытия;
- низкое тепловое воздействие;
- простота обработки места пайки стали;
- обеспечение катодной защиты материала.
Однако, во время сварки цинк попадает в сварочную ванну и может вызвать появление трещин, дефектов и пор в шве. Поэтому перед началом работ необходимо удалить цинковое покрытие.
Удаление покрытия можно произвести газовой горелкой, абразивной бумагой, щетками или использовать химические средства, содержащие щелочи. После обработки поверхность промывается водой и тщательно сушится.
Как правильно выбрать электроды?
Если удаление защитного цинкового покрытия невозможно, что обычно происходит с деталями, имеющими тонкое покрытие (толщиной менее 15 микрон), следует использовать электроды для сварки оцинкованной стали.
Для углеродистых сталей рекомендуется выбирать электроды с рутиловым покрытием, такие как АНО-4, МР-3 и ОЗС-4. Они содержат оксид титана, что обеспечивает ряд преимуществ: упрощает зажигание дуги и снижает потери из-за разбрызгивания металла. Это также делает шов более прочным и герметичным.
Для низколегированных сталей следует использовать специальные электроды, которые содержат сильноосновные флюсы, такие как УОНИ-13/45, УОНИ-13/55 и ДСК-50.
Если используются электроды для сварки оцинковки, то во время процесса сварки следует также следовать некоторым рекомендациям:
- для предотвращения образования пор, необходимо увеличить силу тока на 10-50 ампер;
- процесс сварки должен выполняться аккуратно, со снижением скорости на 10-20% по сравнению с обычной сваркой;
- расстояние между соединяемыми краями должно быть увеличено примерно вдвое.
Процесс сварки оцинкованных металлов с использованием электродов требует опыта и навыков. При точном соблюдении правил, можно получить качественное соединение без дефектов.
Если толщина слоя цинка на стали варьируется от 15 до 40 мкм, можно также использовать электроды для цинка. Во время электродуговой сварки необходимо чередовать поступательное движение с возвратным до тех пор, пока цинковое покрытие полностью не будет удалено.
При этом следует уделять особое внимание требуемым границам, чтобы не повредить покрытие в прилегающих областях. При правильном выполнении данного метода очистки можно добиться прочного и высококачественного сварного соединения.
Полуавтоматическая сварка
Сварка оцинковки с использованием полуавтомата обычно выполняется с использованием специальной присадочной проволоки и защитного газа. Газ подается на горелку через сварочный рукав одновременно с проволокой, защищая сварочную ванну от воздействия внешней среды. Диаметр электродной проволоки может быть разным: 0,6 мм, 0,8 мм, 1 мм и 1,2 мм.
Для металла толщиной менее 4 мм рекомендуется использовать присадочную проволоку диаметром 0,6-0,8 мм, а для стали толщиной более 4 мм подходит проволока диаметром 1-1,2 мм.
В процессе сварки используется сварочный аппарат для работы с оцинкованным металлом. Из-за наличия баллона с газом его размеры больше, и его неудобно использовать при сильном ветре, так как ветер может выдувать углекислоту из-под сварочной горелки.
Сварка оцинкованного металла с использованием полуавтоматической сварки требует соблюдения определенных правил:
- Сначала необходимо подключить плюсовую клемму к горелке, а минусовую - к заготовке.
- Для оцинкованной стали необходимо использовать присадочную проволоку определенного сплава.
- Важно учесть, что сила тока и скорость подачи проволоки взаимосвязаны: чем выше сила тока, тем больше скорость проволоки, и наоборот.
- Для горелки обязательно используется токосъемный наконечник, подходящий под диаметр проволоки. Этот элемент является расходником и требует периодической замены.
- Шланг, подающий проволоку, должен быть жестким, чтобы не перегибаться и не создавать трудностей при подаче проволоки.
- Если металл тонкий (менее 1 мм), его следует сваривать точками для предотвращения перегрева и подгорания.
- Если напряжение сети низкое, лучше использовать проволоку меньшего диаметра. В этом случае аппарат будет работать с ней легче, а соединение будет качественным и прочным.
- Сварка цинка полуавтоматом без газа требует использования специальной проволоки, при этом плюсовая клемма должна быть подключена к заготовке.
Инверторная сварка
Инверторная сварка чаще всего используется для работы с тонкими металлами. Во время процесса сварки используется ток с обратной полярностью: отрицательная клемма подключается к свариваемому металлу, а положительная - к держателю электрода.
Сварка оцинковки инвертором происходит с минимальным деформацией и прогоранием металлической конструкции. Обратная полярность тока обеспечивает сильный нагрев электрода, что позволяет выполнить сварку прямо по стыку. В результате получается прочный сварной шов без трещин, пор и других дефектов.
Что нужно обязательно учесть при сварке оцинковки инвертором с электродом:
- Используйте тонкие электроды диаметром не более 2 мм для получения качественного шва.
- Применяйте материалы с высоким коэффициентом плавления для сварки тонких изделий при низком токе, что улучшает качество сварного шва.
- Сваривайте тонкие конструкции медленно, перемещая электрод.
- Чтобы не прожечь деталь и получить ровное соединение, держите электрод под углом 45-90 градусов к поверхности металла.
Сварка изделий из оцинковки может производиться различными методами, каждый из которых имеет свои особенности. Перед началом работы изучите рекомендации и правила сварки оцинковки. Учтите особенности материала, которые могут усложнить процесс сварки.