Особенности сваривания металла с оцинковкой

Сварка оцинкованного металла востребована во многих отраслях промышленности. Сам процесс считается достаточно сложным, что объясняется разницей в температурах плавления защитного покрытия и основного материала. Режим функционирования оборудования выбирают в соответствии с составом, условиями эксплуатации и другими параметрами детали.

Сварка оцинкованного металла

В чем проблема свариваемости оцинковки

Антикоррозионный слой наносится на сталь несколькими способами. В зависимости от этого толщина покрытия может составлять 2-150 микрон. Оцинковка прожигается легко, температура ее плавления на 200 °С ниже, чем у стали. При использовании стандартных технологий сварки покрытие разрушается. Поэтому его нужно обрабатывать защитным флюсом, не позволяющим поверхности перегреваться.

Трудность сварки заключается и в выделении токсичных паров при повышении температуры цинкового слоя. На первых этапах покрытие размягчается, на последующих — принимает газообразное состояние. Сварщик должен использовать маску с принудительной подачей воздуха. Работы рекомендуется выполнять на улице или в хорошо проветриваемом помещении.

Нужно ли удалять покрытие

Расплавленный цинк, попадающий в сварочную ванну, разрыхляет шов, делая его хрупким. Чтобы металл не попал в рабочую область, края свариваемых деталей тщательно зачищают. Удаление антикоррозионного покрытия — важный этап подготовки элементов к соединению.

Применяют следующие способы очистки:

  1. Горячий. Края деталей перед сваркой обрабатывают газовой горелкой. Метод помогает быстро удалить покрытие, однако при работе образуется большое количество токсичных паров.
  2. Химический. Деталь обрабатывают щелочным или кислотным составом. После этого поверхности тщательно промывают и просушивают.
  3. Механический. Оцинковку удаляют металлической щеткой, наждачной бумагой или болгаркой со специальной насадкой.

Удаление покрытия

Обработке подвергают только края, остальные части листа не трогают, ведь очищенные от покрытия места быстро подвергаются коррозии.

Правила и особенности сварочных работ

Перед началом процесса необходимо ознакомиться со следующими нюансами процесса:

  1. Сложность подбора температуры воздействия. Цинк может начать расплавляться при +400 °С. Если слегка повысить температуру, покрытие начинает прогорать и испаряться. Это препятствует образованию прочного шва. Соединение получается пористым, покрывается трещинами.
  2. Нестабильность электрической дуги. Подобрать правильный режим работы аппарата может только опытный сварщик. Начинающим мастерам рекомендуется применять покрытые электроды, газовую защитную среду или присадочный материал. Последний вариант используют при необходимости формирования шва высокого качества.
  3. Сложность устранения отверстий. Поврежденные места листа предварительно очищают от загрязнений, следов ржавчины и масел. При большом диаметре дефекта применяют металлические вставки, которые закрепляют точечным методом. При толщине детали более 2 мм используют пробки или перегородки из низкоуглеродистой стали. Небольшие отверстия рассверливают до нужного размера. Внутренние поверхности дефектов не должны иметь резьбы.

Насколько это вредно

В чистом виде цинк является малотоксичным, однако в процессе сварки он вступает в реакции с кислородом и азотом. При вдыхании паров развиваются тяжелые отравления.

Вред сварки

Хроническая интоксикация соединениями цинка способствует возникновению следующих последствий:

  • поражения органов дыхания;
  • токсического воспаления легких;
  • пневмосклероза;
  • отека легких;
  • аллергических реакций;
  • онкологических заболеваний;
  • патологий кроветворной системы.

При остром отравлении присутствует риск летального исхода. Соблюдение техники безопасности делает риск возникновения опасных последствий минимальным.

При появлении признаков отравления прекращают сварку, обращаются к врачу.

Разновидности подходящих электродов

При сварке оцинковки полуавтоматом стандартные стержни для железа и стали не используют. Нужны специализированные электроды и расходные материалы с рутиловой обработкой.

Для оцинкованной низкоуглеродистой стали предназначены стержни следующих марок:

  • АНО-4, используемые для сварки оцинкованной стали под переменным или постоянным током;
  • МР-3, требующие напряжения холостого хода более 50 В;
  • ОЗС-4, применяемые в сочетании с присадочной проволокой СВ08 или СВ08А;
  • УОНИ-13/45,55, ДСК-50, обработанные большим количеством флюса.

АНО-4

Последний тип электродов используется при соединении деталей из любых типов оцинкованной стали, в том числе высокоуглеродистых сплавов.

Он помогает получить долговечный прочный шов. В состав стержней входят фтористые соединения и карбонаты. Ими варят листы любой толщины. Толстый металл обрабатывают в несколько проходов.

Сварочное оборудование для оцинкованного металла

Перед началом работы подготавливают следующие приспособления и инструменты:

  • сварочный полуавтомат или инвертор, выдающие необходимые напряжение и силу тока;
  • газовую горелку;
  • баллоны с аргоном и ацетиленом;
  • держатель электродов, механизм подачи расходного материала;
  • шланг для подсоединения держателя к баллону.

Сварочное оборудование

Рекомендуется использовать сварочный агрегат с установленными параметрами тока. Это упрощает процесс настройки оборудования. Эта функция необходима начинающему сварщику, не имеющему опыта сварки оцинковки.

Подготовительные работы

Перед началом сварки детали подготавливают следующим образом:

  1. При толщине элемента более 5 мм делают скос под наклоном 80° на расстоянии 1 мм от края.
  2. Очищают торцевые части от грязи и пыли. Удаляют заусенцы, выравнивают кромки.
  3. Обезжиривают поверхности химическими средствами.
  4. Соединяют свариваемые детали, выставляя их в положении, требуемом для сварки. Зазор между кромками должен составлять 3 мм.
  5. Равномерно распределяют флюс вдоль будущего шва. Толщина слоя должна составлять 2 мм, ширина — 20 мм.

Способы сварки оцинковки

Для соединения деталей из этого материала используют как ручное, так и полуавтоматическое оборудование.

Ручная дуговая

Важную роль в этом случае играют правильный выбор электродов, опыт сварщика. Работать нужно быстро и аккуратно. При снижении скорости сварки могут возникать прожоги. При слишком быстром ведении стержня шов получается неоднородным.

Ручная дуговая

При соединении деталей дуговым методом учитывают следующие моменты:

  1. Торцевые части тонкостенных деталей в предварительной обработке не нуждаются.
  2. При работе с толстыми заготовками необходимо снятие фаски. Это делают частично, не создавая острых краев. Скос при установке торцов встык должен образовывать канавку, заполняющуюся расплавом при сварке.
  3. Электроды выбирают с учетом толщины детали. Диаметр сопла газовой горелки при работе с оцинковкой должен быть на 2 размера меньше такового при сварке черного металла.
  4. При сварке без удаления защитного слоя напыление не должно закипать. Пламя направляют не на деталь, а на присадочную проволоку.
  5. После завершения процесса остатки флюса удаляют.

Полуавтоматический аппарат

Сварка с использованием подобного оборудования ведется в среде аргона или углекислого газа. Диаметр присадочного материала выбирают в соответствии с толщиной элементов.

Процесс соединения деталей имеет следующие особенности:

  1. Тонколистовые изделия сваривают точечно. Это снижает вероятность прожога.
  2. Качественное сварное соединение при низком напряжении формируется только с использованием присадочного материала. Диаметр прутка должен быть меньше требуемого на 0,2 мм.
  3. При сварке полуавтоматом без защитного газа применяют флюсы.
  4. К металлической детали подсоединяют плюсовой контакт, к проволоке — минусовой.

Полуавтоматический аппарат

К положительным сторонам полуавтоматической сварки относятся:

  • возможность соединения элементов в газовой атмосфере или без таковой;
  • высокое качество получаемого соединения (шов получается равномерным, прочным, эстетичным);
  • возможность тонкой настройки напряжения и силы тока.

К недостаткам относят невозможность применения метода в ветреную погоду, необходимость использования объемных газовых баллонов, потребность в применении жестких шлангов для подачи газа.

Использование инвертора

Таким методом можно сваривать тонкостенные детали. Подключение выполняют так: к отрицательной клемме подсоединяют обрабатываемую деталь, к положительной — электрод. Сварка ведется с током обратной полярности. При правильной подготовке аппарата дуга зажигается за несколько секунд, стержень нагревается быстро.

Использование инвертора

При сварке оцинковки инвертором учитывают такие особенности:

  • при обработке металла стержнями малой толщины стык получается равномерным;
  • сварочную проволоку ведут вдоль поверхности плавно, не меняя скорость;
  • в процессе работы не делают резких движений, способных разрушить защитное покрытие;
  • угол наклона стержня по отношению к обрабатываемой поверхности не должен превышать 45° (это минимизирует вероятность появления сквозных дефектов).

Контактная сварка

Метод используют для соединения деталей любой толщины, однако лучше всего работать с тонкостенными заготовками. Для контактной сварки применяют электроды с маркировками БрХЦр или БрХ. Аппараты функционируют на переменном или постоянном токе.

Оборудование для сварки тонких листов снабжается 3 дополнительными режимами:

  • предварительным нагревом обрабатываемого участка;
  • сваркой;
  • заключительной высокотемпературной обработкой.

Контактная сварка

Прочность соединения при контактной сварке выше, чем у самих деталей. Поэтому такой метод часто используют при кузовном ремонте. Способ обеспечивает равномерное проваривание по всей длине соединения, в чем заключается его основное преимущество перед ручной сваркой. При соединении толстых листов применяют проковку — ударное воздействие на шов в процессе затвердевания, осуществляющееся с помощью кувалды. Главным недостатком контактных аппаратов считают высокое энергопотребление.

Газовая горелка

Технологию применяют в тех случаях, когда удаление цинкового слоя недопустимо. При работе с газовой горелкой применяют флюс.

Сварку осуществляют так:

  1. Очищают края заготовок от пыли, загрязнений и жира. На обработанные поверхности наносят слой паяльной кислоты. Он должен равномерно покрывать место будущего шва. Только так можно защитить оцинковочный слой от окисления и испарения.
  2. Прикладывают присадочный пруток к обрабатываемому участку. Проволоку расплавляют, чтобы она надежно скрепляла заготовки. Для этого пламя горелки направляют на пруток. Нагревать обработанные флюсом поверхности нельзя.
  3. При нарушении защитного покрытия его своевременно восстанавливают. Это исключает появление ржавчины в дальнейшем. После полного остывания детали поврежденные места обрабатывают антикоррозионным средством.

Газовая горелка

С помощью присадок

Сварочная проволока способствует формированию прочного соединения между толстыми деталями. Расходный материал должен обладать низкой температурой плавления. Это предотвратит испарение защитного покрытия. Сварочный процесс напоминает пайку.

При работе с оцинковкой используют следующие типы присадочного материала:

  1. CuSi₃ — медно-кремниевая проволока. Содержание цветного металла достигает 50%. Прочность получаемого шва не слишком высока, однако он легко поддается дополнительной обработке. Кремний делает проволоку текучей, поэтому при работе следует соблюдать осторожность.
  2. ОК Autrod 19.30. Расходный материал создан специально для сварки оцинковки. Проволока содержит марганец, кремний и серу, повышающие прочность сварного соединения.
  3. CuSi₂Mn. Благодаря легирующим компонентам, проволока формирует однородный прочный шов. Однако последующая обработка соединения вызывает затруднения.
  4. CuAl8. Присадку используют для сварки изделий из стали, покрытой цинк-алюминиевым слоем.

Особенности соединения оцинкованных труб

Покрытые защитным составом стальные элементы трубопровода соединяют так:

  1. Подключают горелку, прогревают края деталей на расстояние не менее 30 см от торцов. Процедуру завершают, когда флюс становится прозрачным.
  2. Присадочный материал прикладывают к торцам, расплавляют его горелкой. Полужидкий материал должен заполнить зазор между трубами.
  3. Дожидаются затвердевания шва, выполняют заключительную обработку.

Горелку держат под наклоном не более 95°, проволоку подают под углом 15-30°.

Можно ли приваривать к черному металлу

Для получения надежного соединения между деталями из разных материалов применяют такие методы:

  • ММА-сварку с покрытыми электродами;
  • аргонодуговую технологию;
  • TIG-сварку с неплавкими вольфрамовыми стержнями.

При использовании первого метода приобретают стержни, предназначенные для соединения нержавеющих сталей с черными металлами. Лучшим же вариантом считают ведение сварки в газовой среде. Для этого потребуется соответствующий аппарат. Аргон защищает сварочную ванну от окисления. При отсутствии защиты прочно приварить разнородные детали друг к другу не получится.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector