Как приварить оцинковку к металлу

Как и чем можно сварить оцинковку

Сварка оцинковки – ответственный процесс, который характеризуется низкой рабочей температурой при расплавлении присадочных материалов. Мы расскажем о сварке инвертором и полуавтоматом. Подскажем, какие электроды лучше выбрать.

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.

Требуемые расходные материалы

CuSi₃ – наиболее известная проволока из медно-кремниевого сплава. Процентное содержание меди может достигать 97%. Ее основное предназначение – сварка меди, но она прекрасно подходит для оцинковки. Конечная прочность соединения не очень высока, зато легко поддается обработке.

Обратите внимание! Кремний, один из компонентов данной проволоки, наделяет ее повышенной текучестью. Будьте аккуратны при работе.

Помимо вышеуказанной проволоки при сварке оцинковки применяют другие виды:

1. ОК Autrod 19.30. Продукт концерна ESAB, специально разработанный для работы с оцинковкой. В состав входят кремний, марганец и сера, повышающие качественные характеристики соединения.
2. CuSi₂Mn. Позволяет получить высокопрочное соединение благодаря содержанию марганца. Высокая прочность затрудняет последующую обработку поверхности.
3. CuAl8. Проволока предназначена для сварки металла, защищенного цинк-алюминиевым сплавом.

Какие электроды выбрать

Выбор электродов зависит от типа материала. Например, для сварки оцинкованного листа из низкоуглеродистого металла лучше использовать рутиловые электроды ОЗС4 или МР3, а соединение низколегированного металла предусматривает использование материалов с основным покрытием – УОНИ 13/55 или ДСК50.

Правила сварки полуавтоматом

При соединении по данной технологии должна применяться присадочная проволока особого типа, виды которой были рассмотрены выше. Также существует несколько особенностей. Они помогут добиться качественного результата.

1. Подключение. Плюсовая клемма подводится к горелке, а минусовая крепится на поверхность оцинкованного металла.
2. Выбор силы тока. Имеется прямая зависимость между силой тока и скоростью подачи присадочного материала. Повышение первого параметра ведет к увеличению второго.
3. Токосъемник. Данный элемент необходимо подбирать с учетом диаметра сечения проволоки. Не следует забывать про периодичность замены токосъемника: срок его службы невелик, за что считается расходным материалом.
4. Рукав подачи проволоки. Он должен иметь жесткую структуру, которая не позволит избежать перегибов. В противном случае подача проволоки будет нарушена.
5. Толщина материала. Тонколистовой металл требует особого подхода: при толщине оцинковки мене 1 мм следует использовать точечную технологию соединения.
6. Напряжение сети. Перепады напряжения – частое явление как дома, так и на производстве. При низких показателях рекомендуем использовать проволоку меньшего диаметра: она легче плавится, что нивелирует недостаток напряжения.
7. Работа без защитного газа. В этом случае плюс подключают к оцинковке. Метод требует использования специальной проволоки.

Дополнительная информация. Продвинутые модели полуавтоматов имеют режим Sinergic. Он способен облегчить жизнь, автоматически настраивая большинство параметров сварки.

Правила сварки инвертором

Особенности технологического процесса соединения оцинковки инвертором следующие:

1. Диаметр сечения электрода. Не рекомендуется варить оцинковку электродом большого диаметра. Максимально допустимое значение – 2 мм.
2. Легкоплавкость электрода. Материалы с повышенным коэффициентом расплавления работают при меньших значениях тока, что особенно важно для оцинковки.
3. Интенсивность движения. Оцинковка не терпит резких движений. Следить за плавностью перемещения дуги.
4. Угол наклона. Во избежание прогаров угол наклона электрода не должен находиться в диапазоне 45–90 °C.

Разработано множество методов сварки оцинковки. Выбор подходящего способа зависит от конкретных условий работы, типа материала и характеристик оборудования. Перед выполнением работ рекомендуем ознакомиться с особенностями процесса и требованиями техники безопасности. Если вы знаете современные способы соединения труб из оцинкованного металла или сталкивались с прочими методами сварки оцинковки, поделитесь своим опытом в блоке комментариев.

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 больших объемах сварочных работ возможно травление оцинковки с помощью кислоты. Но работа с кислотой требует повышенных мер по пожарной безопасности.

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 сваривают оцинкованный металл

Покрытие металлических поверхностей цинком – популярный, экономически выгодный способ защиты от окислительных разрушений. В результате снаружи образуются цинковый слой с прочной оксидной пленкой.

Оксиды цинка, в отличие от аналогичных соединений железа, имеют плотную структуру с минимальным количеством мельчайших пор. Влага и кислород из окружающей среды не могут проникнуть в микроячейки и нанести ущерб. Но сварка оцинковки без специальных знаний и навыков представляет определенную сложность.

Особенности материала

Существует несколько технологий нанесения оцинковки, с разной толщиной защитного покрытия. Толщина сформированного слоя варьируется в диапазоне от 2 мкм до максимальной величины 150 мкм.

При сварке любого оцинкованного изделия, например листа, происходит разогревание металла до температуры, превышающей 1000 °C. Процесс сопровождается негативными явлениями:

• цинк переходит сначала в жидкую фазу, затем в газообразное состояние. Его температура плавления составляет 906 °C;
• пары проникают не только в воздух, но и в основу, нарушая структуру базового металла;
• частицы испарений нарушают качество шва оцинковки.

Самая большая опасность заключается в токсичности паров. Оцинковка во время сварки вредна для здоровья. Место работы должно обязательно иметь мощную вентиляцию зоны сварки и эффективную общую вентиляцию 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.

Подбор электродов

Если снять наружный слой технически нельзя, можно использовать другой подход, приемлемый для покрытий с толщиной не более 15 мкм.

Сварка оцинкованной стали с низким содержанием углерода может быть выполнена электродами с рутиловым покрытием (АНО-4, МР-3, ОЗС-4). Содержащийся в них оксид титана упрощает первичное и повторные зажигания дуги, сокращает потери из-за образования брызг, обеспечивает прочность и герметичность шва.

Для соединения сваркой сталей низкого легирования нужны электроды с сильноосновными флюсами (УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, ДСК-50). Для предотвращения образования пор силу сварочного тока нужно увеличить на 10 – 50 А.

Процесс следует проводить аккуратно, понижая скорость на 10 – 20 %, по сравнению с обычной сваркой. Работа с оцинковкой при сварке требует специальных навыков. Придется увеличивать приблизительно в 2 раза расстояние между соединяемыми кромками. Выполняя все требования, можно получить хороший сварочный шов.

При толщине слоя покрытия больше 15 мкм, но меньше 40 мкм результативна другая технология. Нужно электродом чередовать поступательные движения с возвратными до тех пор, пока оцинковка не очистится.

Важно сосредоточиться на требуемых границах, не повредить слой в прилежащих зонах. Этот эффективный метод очистки поверхности позволяет получить прочный шов.

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.

Точечный метод

В автомобилестроении повсеместно используются оцинковка с добавками Al, Mn, Si (так называемые TRIP-стали). Материалы успешно свариваются при правильном проведении контактной точечной сварки.

При серийном осуществлении операций в соответствии со справочными показателями подбирают форму, размеры электродов, учитывая толщину оцинкованного материала.

Формирующаяся точка соединения отличается прочностью, которая выше, чем у исходных листов. При проверке шва на разрыв линия разрыва проходит не по точке сваривания, а рядом.

Сварочные машины инверторного типа, работают от постоянного или переменного тока. Метод, обеспечивающий хорошие результаты, требует больших затрат энергии.

Популярно контактное оборудование, поставляющее импульсы трех типов: для предварительного нагрева рабочей зоны, непосредственно сварки оцинковки и последующей термической обработки.

При точечной сварке любых материалов, в том числе оцинковки, заметно изнашиваются электроды. Поэтому на стационарных рабочих постах сварщиков существует автоматическая возможность корректировки режимов, регулировки процесса в целом.

В ручной технологии это выполнить практически нереально. На протяжении одного цикла менять размеры, форму шва недопустимо. Точечная сварка в промышленных потоках осуществляется современным, полностью автоматизированным оборудованием.

Как сваривать трубы

Подходы при монтаже и ремонте трубопроводов из металлических сплавов с цинковым покрытием такие же, как при работе с другой продукцией.

Можно использовать флюсы. Сначала трубы, подлежащие свариванию, нужно хорошо зачистить снаружи и внутри, затем прогреть. Если диаметр не превышает 3 мм, кромки можно специально не обрабатывать.

У труб с большим диаметром кромки раскрывают на 90 градусов и притупляют на 1,5 мм. Ширина зазора при сваривании в обоих случаях равняется 2-3 мм. Размягченный флюс наносят на поверхность оцинковки с двойным избытком, по сравнению с количеством, используемым для непокрытых стальных труб.

Если диаметр трубы не превышает 250 мм, а толщина металла 6 мм, выбирают сопла с размером до 2 мм. Для сварки более широких труб из толстого металла нужны сопла с размером от 2 мм до 4 мм.

Хорошее качество при высокой скорости исполнения обеспечивает электродуговая сварка любых труб с цинковым покрытием. Высокая квалификация сварщика, правильный выбор электродов, оптимальная скорость процесса обеспечат качество соединения оцинковки. Для предотвращения окислительных процессов по окончании работы место сварки и прилежащие участки нужно обработать специальными составами.

Особенности сварки оцинкованных металлов: самые распространенные технологии и нюансы работы

Слой цинка, которым покрывают сталь, отлично защищает ее от окисления. Сопротивление коррозии достигается за счет оксидов цинка, которые отличаются своей плотной структурой. В результате металлу не страшны влага и кислород. Например, через железные соединения вода проникает легко и со временем причиняет вред металлу.

Особенности оцинкованного металла при сварке

Цинковое покрытие бывает разной толщины. Она может варьироваться от 2 до 150 мкм. Чем толще защитный слой, тем надежнее защищен металл от коррозии. Во время сварки оцинкованных металлов необходимо разогревать рабочую поверхность до 1000 градусов, что приводит к следующим последствиям:

1. Цинк плавится при температуре 906 градусов. Сначала металл переходит в жидкое состояние, а потом в газообразное.
2. Испарения цинка нарушают структуру металла, который находится под защитным слоем, и шов оцинковки.
3. Для здоровья человека пары цинка вредны. Очень важно работать с оцинкованными металлами в хорошо проветриваемом помещении.

Как правильно подобрать электроды

Для работы с оцинкованными металлами потребуются специальные расходные материалы. Когда защитный слой слишком тонкий (до 15 микрометров), не обойтись без особых электродов.

Для стали, содержащей немного углерода, выбирают электроды с рутиловой основой. Низкоуглеродистая сталь хорошо проваривается с помощью АНО-4, МР-3 и ОЗС-4, т. к. частью их состава является оксид титана. С ними проще зажечь дугу снова, если она потухнет. Также такая сварка образует меньше брызг и дает возможность создать герметичный высокопрочный сварной шов.

Для низколегированной оцинкованной стали применяют электроды УОНИ-13/45, УОНИ-13/55 и ДСК-50. Они имеют сильноосновные флюсы.

Способы сваривания

Осуществить сварку металлов с защитным покрытием из цинка можно несколькими способами. Для каждой технологии потребуется определенное оборудование.

Ручная дуговая сварка

При сварке оцинкованного металла с помощью электродов важно помнить:

• чтобы избежать порообразования, сила тока должна быть в пределах 10-50 А;
• во время сварки не должно быть резких движений;
• расстояние между элементами, которые нужно соединить, по сравнению с простой сваркой, должно быть в два раза больше.

Если защитный слой цинка толще 15 мкм и меньше 40, то можно воспользоваться специальными электродами для цинка. Работа ведется до тех пор, пока полностью не сойдет оцинковка.

Сварка полуавтоматом

Технология подразумевает работу с применением присадочной проволоки и защитных газов. Они подаются с помощью сварочного рукава, в результате ванна получает защиту от внешних воздействий.

Проволока различается по диаметру. Бывает она 0.6, 0.8, 1 и 1.2 мм. Если требуется соединить тонкие оцинкованные стальные листы толщиной менее 4 мм, то подойдет проволока 0.6 или 0.8 мм в диаметре. Для более толстых изделий лучше использовать проволоку 1-1.2 мм.

Инверторная сварка электродами

Как правило, эта технология сварки используется, когда необходимо соединить тонкие оцинкованные детали. Во время работы применяется ток с обратной полярностью. Клемма с отрицательным зарядом подключается к свариваемому металлу, а с положительным – к держателю.

Этот подход позволяет добиться минимального деформирования металлической конструкции. Основные особенности сварки инвертором с применением электродов:

• лучше выбирать электроды малого диаметра (до 2 мм), чтобы получить ровный красивый шов;
• если нужно приварить деталь, используя ток небольшой силы, рекомендуется применять изделия с повышенным коэффициентом расплавления;
• если предстоит работа со стальными листами толщиной менее 4 мм, то движения электрода не должны быть резкими;
• правильное расположение электрода – 45-90 градусов по отношению к рабочей поверхности. Это позволит избежать прожигания детали и сделать аккуратный шов.

С применением флюса

Метод сварки полуавтоматом с использованием флюса подразумевает обязательную подготовку рабочей поверхности перед работой. В этом случае также подается присадочная проволока, но защитную функцию выполняет флюс, а не газ. Такой способ сварки позволяет работать не только с оцинкованными заготовками, но и такими металлами, как медь и алюминий. Изделие необходимо зачистить буквально до блеска и обезжирить. Во время сварки оцинковки требуется примерно в два раза больше флюса, чем при соединении обычных металлов.

Основной момент – размер сопла в горелке должен быть пропорционален толщине изделия. Если это тонкий оцинкованный лист толщиной до 6 мм, диаметр сопла должен быть не более 2 мм.

Слишком большой диаметр сопла может привести к перегреву металла, и цинк начнет испаряться и утратит свои защитные свойства, а сопло недостаточного размера не разогреет рабочую поверхность, что приведет к прилипанию припоя.

Варианты сварки оцинкованных труб – преимущества и недостатки способов

Трубы из оцинкованной стали весьма широко применяются для прокладки различных коммуникаций и сооружения всевозможных металлоконструкций, поскольку отличаются хорошими эксплуатационными качествами. Монтаж таких изделий может производиться несколькими способами. Данный материал расскажет о том, как варить оцинкованную трубу, и какие особенности данного процесса могут иметь значение в процессе работы.

Способы сваривания труб из оцинкованной стали

Технология электрического сваривания металлических изделий предполагает нагревание рабочей поверхности шва до 1200 градусов, тогда как температура кипения цинка составляет лишь 906 градусов. Такая разница в показателях в ряде случаев приводит к выгоранию цинкового слоя.

Среди нежелательных последствий процесса сварки оцинкованных труб можно назвать:

1. Испарения цинка являются чрезвычайно вредными для здоровья. Если в помещении недостаточно хорошая вентиляция, вдыхаемые пары могут привести к отравлению или временной остановке дыхания работника.
2. Слой цинка на сварочном шве нарушается в процессе работы, так что в этом месте могут начаться коррозийные процессы, при этом профильная оцинкованная труба уже не прослужит так долго, как могла бы.
3. Если в процессе сварки оцинкованной трубы электродом происходит интенсивное испарение цинка, поверхность трубы может покрыться порами и трещинками. В результате шов будет недостаточно герметичным и прочным.

Таким образом, соблюдение правил безопасности при работе с данными изделиями является обязательным условием. Лицо нужно защитить специальным респиратором и маской из материалов-диэлектриков. На руки надевают прорезиненные перчатки с термоизоляционной тканью сверху.

Если предварительно обработать рабочую поверхность трубы соляной кислотой, можно избежать вспенивания слоя цинка. Обратите внимание, что в идеале желательно не допускать испарения цинкового покрытия, чтобы не лишить трубу защиты от коррозии. Достигнуть этого можно несколькими методами сварки.

Первый метод заключается в механической очистке слоя оцинковки с помощью абразивного круга с наждаком или щетки по металлу. Все дальнейшие сварочные работы будут производиться как с обычными черными трубами. Недостаток данной технологии заключается в устранении защиты от коррозии, которую обеспечивает цинковое покрытие, так что срок службы такого трубопровода существенно сокращается (прочитайте: «Виды технологий сварки труб – преимущества и недостатки способов»). Из-за контакта с жидкостью такая труба быстро начнет ржаветь и очень скоро потребуется ее ремонт или полная замена, что повлечет за собой дополнительные трудовые, материальные и временные затраты.

Тем не менее, если участок без цинкового слоя невелик, его можно защитить катодным способом – нанести на зачищенный участок цинковое напыление электрохимическим способом (прочитайте: «Варианты катодной защиты трубопроводов – преимущества и недостатки способов»).

Альтернативной технологией сварки оцинкованной трубы будет применение специальных флюсов для пайки. В таком случае удалять цинковое покрытие не нужно. Такой метод широко используется в тех ситуациях, когда выполнить зачистку трубы невозможно. Для соединения труб требуется сплав UTP 1 и флюс HLS-B. Примечательно, что флюс при контакте с водой полностью растворяется, он безопасен для здоровья, поэтому такой способ вполне приемлем для сборки водопроводных систем.

Метод сварки труб из оцинковки с применением флюса

Перед тем как варить оцинкованные трубы электросваркой с применением флюса, кромки труб нужно зачистить до блеска металла и обезжирить, причем обработке следует подвергнуть как внешнюю, так и внутреннюю часть трубы (прочитайте также: «Как правильно варить электросваркой трубы – теория и практика от мастера»). Подготовленные отрезки трубы нужно прогреть на 20-30 см длины с двух сторон от будущего шва. В то же время, никаких манипуляций с кромками труб, толщина стенок которых не превышает 3 мм, производить не нужно – стык и так получится качественным. В данном случае зазор между концами составит 2-3 мм. Если же стенки у трубы более толстые, то размер зазора можно оставить таким же, а вот угол раскрытия кромки составит 80-90º с притуплением на высоте 1-1,5 мм.

Перед сваркой флюс нужно нагреть до состояния, среднего между твердым и жидким, после чего нанести его на место будущего соединения довольно толстым слоем. При этом для стыковки оцинкованных труб потребуется вдвое больше флюса, чем для работы с трубами из обычной стали. Главная задача флюса заключается в оттягивании им избыточного тепла в процессе сварки, чтобы цинковый слой не закипал и не начинал испаряться с кромок трубы.

Нагреваясь, флюс меняет свою окраску – сначала, с желтой на белую, а затем становится полностью прозрачным. Это значит, что можно приступать к пайке труб.

Обратите внимание, что размер сопла в горелке будет зависеть от толщины стенки оцинкованной трубы.

В частности, если толщина стенки трубы находится в пределах 2-6 мм, а ее сечение не превышает 250 мм, то достаточно будет сопла, диаметром 1-2 мм. Это касается, в том числе, заполняющих швов на любых трубопроводах.

Если же диаметр оцинкованной трубы составляет более 250 мм, а ее стенки имеют толщину более 2-6 мм, понадобится горелка с соплом 2-4 мм.

Столь пристальное внимание соплу горелки уделяется потому, что слишком большой его диаметр приведет к перегреву рабочей поверхности, в результате чего цинк начнет испаряться. Кроме того, наличие расплавленного цинка на поверхности трубы приводит к образованию пор, что снижает устойчивость изделия к коррозии и сокращает срок его службы.

Напротив, слишком мелкий диаметр сопла в горелке не позволит разогреть металл до нужной для сваривания температуры, что неизбежно приведет к прилипанию припоя.

Пайку оцинкованных труб осуществляют ацетилено-кислородным пламенем, отрегулированным на излишек кислорода. Это делается, чтобы в процессе пайки при взаимодействии припоя с кремнием образовывался его оксид, который препятствует испарению цинка.

Обратите внимание, что пламя горелки должно быть стабильным, а фокусировать его нужно на зазоре между заготовками и на кромках. В противном случае труба в месте соединения может перегреться.

Оптимальным методом, как сварить оцинкованную трубу в случае использования газовой горелки, будет техника «влево», то есть размещение припоя перед пламенем, чтобы оно не попадало на поверхность металла. Во время выполнения переплавляющего шва горелку нужно держать под углом 70-75º. Если же нужен заполняющий шов, то угол наклона будет 15-30º. Легче всего наблюдать за сварочной ванной, если горелка находится в нижнем положении, хотя это не принципиально.

За один проход можно соединить трубы сечением до 4 мм, а вот для изделий с большим диаметром потребуется многопроходная сварка.

В конце работы все излишки припоя удаляют металлической щеткой и водой. При этом стоит соблюдать осторожность, чтобы не повредить цинковое покрытие. Изнутри трубу оставляют с водой на сутки и промывают.

Если все сделано корректно, швы получаются качественными и не предполагают дополнительной защиты от коррозии.

Соединение труб с цинковым покрытием ручной электродуговой сваркой

Чтобы предотвратить возникновение пор в стыковых и угловых швах, можно увеличить ток и сократить скорость сварки. Для этого понадобятся электроды для оцинкованных труб, которые подбираются в зависимости от марки стали. В частности, марка электродов для сварки оцинкованных труб из высокоуглеродистой стали выбирается с рутиловым покрытием. А если сталь для труб использована низколегированная, то вполне подойдут электроды с основным покрытием.

У электродов с рутиловым покрытием есть целый перечень достоинств:

1. Благодаря наличию в составе электрода оксида титана, дугу можно зажечь очень легко и быстро, причем неоднократно.
2. Сварные швы с такой дугой получаются герметичными, прочными и очень качественными, без каких-либо дефектов.
3. При работе практически не возникает брызг, так что потери материала ничтожно малы.

В составе рутилового покрытия электрода могут быть включения порошка железа. Оно способствует снижению удельного веса углерода в слое цинка и повышает устойчивость к растрескиванию.

Стоит отметить, что для выполнения сварочных работ электросваркой, нужен хотя бы минимальный практический опыт (подробнее: «Как варить трубы электросваркой правильно – пошаговое руководство»). Помимо внешнего покрытия электрода на мощность дуги влияет еще и его толщина. В частности, слишком толстый электрод выдаст дугу, которая быстро прожжет материал. Напротив, слишком тонким электродом вряд ли получится выполнить достаточно мощный и качественный шов. Поскольку чаще всего работы выполняются с трубами с толщиной стенок в 1,5-5 мм, оптимальный диаметр электрода составит 2-3 мм.

Немаловажную роль в процессе сварки играет и скорость прохождения электрода по поверхности. Если делать это слишком медленно, велика вероятность прожигания трубы. А если скорость движения электрода выше, чем необходимо, сварной шов получится непрочным. Подобрать оптимальную скорость можно только опытным путем.

Не забудьте по завершению сварочных работ обработать швы составом от коррозии.

Антикоррозийное средство должно соответствовать таким параметрам:

• обладать хорошим сцеплением с поверхностью;
• обеспечивать защиту от окисления на цинковом покрытии;
• быть удобным и простым в нанесении без специальных приспособлений.

Неплохим вариантом для защиты оцинкованных изделий считается специальная краска, содержащая порядка 94 % цинковой пыли. Этот состав легко наносится и хорошо удерживается на вертикальной поверхности благодаря наличию в нем неомыляемых связующих компонентов.

Альтернативным способом антикоррозийной защиты поверхности является наплавка проволоки, в которой содержится 99,99 % цинка, либо цинково-кадмиевых прутков.

Другие методы стыковки оцинкованных изделий

Еще один способ соединения оцинкованных труб без их нагрева – резьбовая стыковка. Нарезать резьбу на оцинкованных трубах достаточно сложно, поэтому данный способ практикуется преимущественно на изделиях с малым сечением. К тому же, такой способ материально более затратен в сравнении с обычной сваркой. Еще один важный момент – на участке нарезки резьбы слой цинка будет уничтожен, так что труба быстрее начнет ржаветь.

Для сборки коммуникаций водоснабжения и отопления могут использоваться бессварные комплекты труб с фитингами, напоминающие конструктор. В таком наборе есть специальная муфта с уплотняющим кольцом, которую с помощью болтов закрепляют на канавке по краям трубы. Хотя такой метод сборки труб еще не достаточно распространен в нашем государстве, он обеспечивает прочное соединение и выполняется очень быстро.

Подводя итоги можно сказать, что ответ на вопрос, можно ли сваривать оцинкованные трубы, будет положительным, при условии соблюдения техники безопасности и технологии выполнения работ, а также при наличии опыта. Помните, что очень важно избежать перегрева труб и испарения цинка. Предотвратить эти явления можно с помощью флюса и рутиловых электродов. Альтернативные же методы стыковки труб хоть и имеют право на жизнь, однако, обходятся существенно дороже.