Содержание:
- Цинковое покрытие
- Особенности пайки
- Температурный режим при сваривании
- Способы сварки
- Применение электродов
- Аргонная сварка
- Сварочные полуавтоматы
- Совмещение с черными металлами
- Преобразователи напряжения
Благодаря высоким эксплуатационным характеристикам и небольшой себестоимости, прокат из оцинковки имеет достаточно широкую сферу применения. Лист оцинкованный используется при строительных работах, в быту, а также при возведении различных конструкций из металла. Иногда невозможно обойтись без сваривания или пайки металлопроката, главной задачей которых является образование крепкого стыка в месте соединения. Это довольно сложная задача.
Безусловно, сварочные работы для изделий из углеродистой стали с низким содержанием углерода проходят без проблем и стыкуются основательно. Однако при наличии защитного цинкового покрытия сделать это становится гораздо труднее.
Для получения прочного и надежного соединения в месте сварки, покрытие должно быть с хорошими показателями теплостойкости, высоким уровнем электропроводимости, с низкой механической напряженностью и идеальной поверхностью, без каких-либо шероховатостей. Чего не скажешь о цинке – мягкий металл, легко плавящийся и обладающий небольшой прочностью.
Следовательно, при проведении сварочных работах электродуговым способом оцинкованного проката произойдет снижение прочности изделия, будут образовываться трещины, поры и иные дефекты в местах получения шва. К тому же появится опасность для специалиста, проводящего подобные работы, так как при нагревании образуются токсичные пары оксида цинка, которые могут навредить легким человека. Поэтому при сварке необходимо обязательно руководствоваться определенной техникой безопасности во избежание появления неблагоприятных симптомов и проблем со здоровьем.
Цинковое покрытие
Так как цинк (Zn) выступает в качестве активного металла с отрицательным зарядом, в соединении с железом (Fe), то он образует гальваническую пару, которая надежно защищает сталь от вредных внешних воздействий. Повреждение, либо намеренное удаление покрытия влечет за собой снижение антикоррозийных свойств. Однако для упрощения и повышения качества сварочных работ лучше все-таки снять цинковый слой с помощью шлифовальной машинки или абразива с зоны будущей сварки. Однако следует убедиться, что снятый слой будет минимальным. Профессионалы, имеющие достаточно большой практический опыт работы с оцинковкой, чаще всего выжигают покрытие газовой горелкой или сварочной дугой, что делает метод более щадящим, нежели механический способ удаления абразивом.
Особенности пайки
Процесс получения прочного соединения с помощью применения припоя. Во время повышения температуры его основа наполняет стык между деталями, в оцинкованном металлопрокате термовоздействие распространяется и на само покрытие из цинка. Температурный диапазон зависит от химсостава припоя. Он бывает двух видов:
- низкотемпературный (в составе имеется свинец, олово, сурьма). Плавится при t +550С;
- высокотемпературный (серебро, медь, цинк). Плавится при t превышающей +550С.
Применение столь высоких температурных режимов приводят к выделению доли токсичных веществ в окружающую среду. Поэтому сварочные работы, а также пайку оцинкованных листов следует проводить в хорошо проветриваемом пространстве, либо обустроить рабочее место на улице с максимально доступным потоком воздуха к сварщику. Еще не стоит забывать о технике безопасности, а также о применении средств индивидуальной защиты и специализированной экипировке во избежание причинения вреда работнику.
Температурный режим при сваривании
Электросварочная дуга представляет собой мощнейший электроразряд в условиях газа и пара, заряженных ионами, между специальными электродами, расположенными под напряжением. Температура плавления цинка составляет 420С, а его испарение начинается с 907С. При сварочных работах с использованием покрытых и вольфрамовых электродов, Zn обычно выгорает с появлением окислов белого цвета. Исходя из этого, режим сварки выбирают с учетом толщины, которую имеет металлопрокат, а также размера слоя оцинковки (нагрузка тока чаще всего ниже, чем у листовой стали, не имеющей покрытия). Если используется бронза, у которой температура плавления гораздо ниже, чем у стали, сварка цинковых изделий упрощается. Однако имеются и минусы у такого способа: высокая себестоимость такой процедуры и снижение прочностных характеристик соединения.
Способы сварки
Так как в основе листа из оцинковки лежит сталь, то методы сварки идентичные, как и у другого углеродистого сырья. Существуют такие способы сварочных работ:
- ручная, с помощью электродуги;
- ручная аргонодуговая;
- полуавтомат в среде активных и инертных газов;
- точечная (в основном для листов не более 0,5 миллиметров).
Пайку делают с помощью газовой горелки и ацетилена, обычно сначала наносят сделанный в равных пропорциях раствор нашатыря с хлорным литием, после паяют.
Рассмотрим самые востребованные способы сварки более детально.
Применение электродов
Чаще метод применим для листовой стали, более полутора миллиметра толщиной. Используется для больших объемов производства, а также для бытового применения. Для работы в различных климатических зонах служат электроды, имеющие стандартное или рутиловое покрытие, изредка с целлюлозным нанесением.
Подготовительный процесс
Все участки, подлежащие свариванию, должны быть подготовлены тщательным образом: обрезаны и сделаны пометки по размерам, неровные отрезки и кромки правятся. После удаления покрытия: механическим или термическим способом, занимаются разделом кромок. Помимо этого, кислотой или обезжиривающими растворами, обрабатывается место, где будет находиться сварной шов.
Подбор электродов
При выборе такого рода материалов учитывают следующие характеристики: толщина цинкового слоя, марка стали, режим сварочных работы. Все эти показатели влияют на стабильность и интенсивность горения дуги, от чего впоследствии напрямую зависит качество швов. Ток для сварки подбирается, исходя из размера диаметра нужного электрода (обычно порядка 1,6 мм), работы ведутся с низкой скоростью (ниже обычной на четверть). Необходимая ширина зазора на стыке должна быть в пределах полутора – двух с половиной миллиметров. Сварной валик получается наплывом или возвратно – поступательным образом, без применения длинных швов, поэтому лучше делать прерывания. При не соблюдении этих правил, его внешний вид может испортить все изделие, а образованные поры могут повлиять на свойства соединения: прочность, надежность и срок службы.
Ручной способ сварки электродугой применяется для двухмиллиметровой оцинковки с помощью электродов (диаметром 1,6 мм) с рутиловым нанесением, ампераж в 40А.
Обработка шва
Для дополнительной защиты от коррозии участок возле сварного шва обрабатывают специальными средствами: спреями с цинком, антикоррозийными ингибиторами и прочим. В бытовых условиях можно пролудить оловом. В целях улучшения механических свойств, зону шва проковывают при строгом соблюдении температурного режима (от +100С до +150С). Отклонение показателей от данных чреваты образованием трещин в месте обработки.
Аргонная сварка
Возможно проведение ручного сварочного процесса с использованием защитного газа аргона, который формирует поток, защищающий расплавленный металл от окисления. Применим для оцинкованных листов, толщиной 0,3 -1 миллиметр.
Подготовительный процесс
Подготовка осуществляется обычным способом: разделка, очистка, обезжиривание, все, как и в предыдущем методе. Современное оборудование позволяет качественно осуществлять сварочные работы на оцинкованных листах. Благодаря увеличенному обзору можно грамотно просчитать нужную ширину шва и корректно зачистить необходимый участок. Для того, чтобы расплавленный металл не попадал на поверхность и не портил эстетичный вид изделия, лучше применить асбестовое полотно или различные защитные составы.
Использование флюса
Обработка кромки и неплавящегося электрода делается при помощи раствора с хлористым цинком, либо ортофосфорной кислотой. В зависимости от толщины покрытия формируется темп работы сварщика (чем он толще, тем медленнее идет процесс). Рабочий угол должен составлять четко семьдесят градусов, небольшая амплитуда горелки поможет удалить остатки цинка, обеспечит правильность шва и надежность соединения. Заточка применяемого электрода отвечает за глубину и ширину стыка. Для тонкой оцинковки чаще всего используются электроды с диаметром 1,6 миллиметров, под углом в тридцать градусов. Шов делают в виде чешуек, с постоянным интервалом, для исключения непроваренных зон интенсивность тока составляет 10 - 30А.
Обработка шва
Убираются части шлака и прочих отложений. Для обеспечения антикоррозийных свойств и придания эстетического вида, зачищенные зоны покрываются цинковой грунтовкой или другими спецкрасками. Некоторые небольшие участки чаще всего повторно цинкуют.
Сварочные полуавтоматы
Более востребован при массовом производстве, при использовании оцинковки с толщиной стали свыше 0,6 миллиметров. Работы ведутся полуавтоматическим сварочным аппаратом, сварной шов формируется при взаимодействии соединения аргона с углекислотой с помощью применения омедненной проволоки (0,8 – 1,6 мм), плотность тока 200 А на квадратный миллиметр.
Подготовительный процесс
Делаются расчеты на соотношение размеров и геометрии шва, если это необходимо проводится рихтовка и правка стали, фаски обычно не снимают, оставляя технологический зазор от полутора до двух миллиметров.
Использование флюса
Покрытие чаще всего оставляют. Флюс наносят на нагретую, обезжиренную поверхность. Присадочный продукт содержит медь (свыше шестидесяти процентов), кремний, а также олово. Из недостатков метода можно выделить невысокую прочность такого сварного соединения.
Обработка шва
Для восстановления защитных свойств околошовной зоны применяются различные краски на основе цинка, в том числе, эпоксидка, неорганическая силикатная, цинковый припой, аэрозоль и прочие средства. Вначале поверхность шва очищается от окалин, остатков шлаковых отложений, затем проводится обезжиривание, после высыхания наносится краска. Технически контактная сварка оцинкованного металла, в какой - то мере, тоже является полуавтоматом, так как проходит на спецмашинах с использованием ручного вмешательства. Она применима в широком производственном цикле, с толщиной металла менее полу миллиметра. Дополнительной обработки от коррозии не предусмотрено, за счет специфики процесса.
Совмещение с черными металлами
Работа по свариванию оцинкованного и углеродистого проката требует осторожности и скрупулезности. Различия в температурном режиме нагревания металлов на рабочих участках могут привести к появлению коробления и остаточного напряжения, попаданию Zn в область шва, что в дальнейшем повлечет за собой диффузию и, как следствие, растрескивание поверхности.
Подготовительный процесс
Перед началом сварки необходимо вымерять параметры шва, очистить участок от оцинковки (механическим способом и ортофосфорной кислотой). Стык зоны тоже зачищается и обезжиривается.
Сварка применяется электродуговая, а также с помощью газа. Возможно использование ручного и механического способа, шов получают наплывом с отрывом электрода, после проковывают.
Преобразователи напряжения
Горение дуги напрямую связано с источником питания. Современные агрегаты, такие как инвертор, позволяют расширить функциональность данного оборудования. Они используются при сварке различного вида материалов (черные, цветные, их сплавы, оцинковка). С помощью цифровых технологий управления появилась уникальная возможность автоматически управлять процессом, задавая параметры сварочной дуги, исходя из характеристик металлов, предназначенных для сварки, сечение присадочного материала и прочих данных. В результате сварной шов получается довольно прочным, полностью проваренным, без наплывов и других дефектов.
Подготовительный процесс
Для работы с подобным аппаратом специалист должен иметь достаточный опыт. Предварительно все элементы, подлежащие сварке, зачищают и обезжиривают. Сварка инвертором проходит с показателем тока на 5-10А ниже стандартных значений, в импульсном режиме. Шов образуется плавными движениями, с углом наклона горелки или электрода под сорок пять градусов. Точность аппаратной настройки позволяет применять присадочный продукт небольшого диаметра. После окончания сварки, поверхность очищается от шлака, шов проверяется на наличие дефектов, в заключении проводится проковка металла.