Технология сварки-пайки металлоконструкций из оцинкованной стали

Сварка — пайка — технологический процесс, основанный на вводе в основной металл низкого содержания тепла, что приводит к расплавлению только присадочного материала.

Возрастающие требования к повышению стойкости к кор­розии ведут к применению во многих отраслях материалов с предварительно нанесенными покрытиями. Среди различных возможностей защитить сталь от коррозии цинк приобретает особое значение благодаря своим антикоррозионным каче­ствам, с одной стороны, и его низкой цены — с другой.

 

Нанесенный на основной материал слой цинка составля­ет в зависимости от метода производства от 1 до 20 мкм. Большое количество оцинкованных деталей применяется в автомобилестроении, строительном хозяйстве, в вентиляци­онной и кондиционерной технике, в бытовой технике и т. п.

Благодаря катодной защите цинк имеет большое значение для защиты стали от коррозии. Если происходит поврежде­ние защитного слоя цинка, то цинковое покрытие влияет на железо катодной защитой.

Это влияет также на расстоянии 1 — 2 мм на непокрытую поверхность. Благодаря дистанцион­ному влиянию катодной защиты цинка защищаются как неоцинкованные кромки срезов листов, так и микротрещины, ко­торые возникают вследствие холодной обработки давлением, а также окружение сварочного шва, в котором испаряется цинк. Таким же образом на основании катодной защиты исключает­ся подпленочная коррозия цинкового слоя кромок среза.

 

В чем же сущность сварки — пайки оцинкованных деталей?

Цинк начинает плавиться при ~ 420 °С и при ~ 906 °С испа­ряться. Эти качества неблагоприятно влияют на сварочный про­цесс, так как зажигание сварочной дуги сопровождается испа­рением цинка. Испарение цинка и оксидов может привести к образованию пор, трещин, дефектам сварочных соединений и нестабильной сварочной дуге. Поэтому благоприятнее для оцин­кованных деталей, если устанавливается меньше тепла. Аль­тернатива при сварке — пайке оцинкованных листов в среде защитного газа — это применение медесодержащей присадоч­ной проволоки.

 

Особенно известны проволоки медно-кремниевые (Си SI3) и алюминиево-бронзовые. При использовании этих проволок можно назвать следующие преимущества:

• нет коррозии сварочного шва;
• минимальное разбрызгивание;
• малое выгорание покрытия;
• малое тепловложение;
• простая последующая обработка шва;
• катодная защита основного материала в непосредствен­ной области шва.

 

Эти присадочные материалы благодаря высокому содер­жанию меди имеют относительно невысокую точку плавле­ния (в зависимости от состава сплава — от 950 до 1080 °С). Основной материал не плавится, это значит, что соединение соответствует скорее пайке. Отсюда происходит также обо­значение «Сварка — пайка, или МИГ -пайка». Защитный газ рекомендуется, как правило, аргон.

 

Присадочные материалы

Для сварки — пайки оцинкованных листов рекомендуются следующие медные сплавы:

CuSi3;   CuSi2Mn;   CuA18

 

В практическом применении присадочные материалы типа CuSi3 используются наиболее часто. Их существенное пре­имущество состоит в небольшой прочности, которая облег­чает последующую механическую обработку. Текучесть при­садочного материала определяется значительным образом благодаря содержанию кремния. При повышающемся содер­жании кремния плавление становится вязким, поэтому нуж­но обращать внимание на жесткий допуск в содержании ле­гирующих добавок в сплаве.

 

Присадочный материал типа CuSi2Mn используют также для цинковых покрытий. Дополнительное содержание 1% марганца в проволоке повышает жесткость. По этой причине ее механическая обработка труднее, чем при других медных сплавах. Эта проволока применяется прежде всего там, где не требуется последующая механическая обработка. Свароч­ный присадочный материал типа СиА18 используется преж­де всего для стали с алюминиевым покрытием.

 

При процессе сварки — пайки используется преимуще­ственно управляемый переход материала в шов, следова­тельно, импульсная сварочная дуга. В некоторых случаях при­менения, специально при толстых слоях цинка от 15 мкм, большое количество испарений может вести к нестабильно­сти процесса пайки или сварки. Поэтому удобнее в случаях такого типа применять короткую сварочную дугу, которая мо­жет держаться стабильнее. В этом случае предъявляются вы­сокие требования к источнику питания и его характеристике регулировки.

 

В среде богатого аргоном защитного газа посредством надлежащего выбора параметров основного и импульсного тока достигается управляемый, без короткого замыкания пе­реход материала в шов (рис.1).

 

Переменная форма импульса при сварке — пайке (Iknt-сила тока, при которой применяется струйная дуга, IM — ус­редненная сила тока).

При оптимальном выборе параметров капля присадочного материала отрывается от проволочного электрода по импуль­су. В результате процесс почти лишен брызг. Исследования показали, что различные присадочные материалы и защит­ные газы требуют различной формы импульса. Это привело к отдельной для каждого присадочного материала «срезан­ной» по массе форме импульса. Особенно это действует для бронзовой и медной проволок.

 

Чтобы в тонких листах испарение цинка оставалось как можно меньше, нужно вести процесс при небольшой силе тока. Поэтому главное требование состоит в том, чтобы ис­точник тока в нижней области мощности обеспечивал осо­бенно стабильную дугу. Низко устанавливаемая сила основ­ного тока при этом так же важна, как и быстро реагирующее регулирование длины дуги, чтобы длина дуги могла держать­ся короткое время. Следствие — небольшой нагрев основно­го материала и уменьшение количества испарения цинка. Как результат обоих эффектов — встречается небольшое количе­ство пор (рис. 2).

Это положительно влияет как при последующей обработ­ке шва шлифовкой, так и при повышенном показателе проч­ности соединения пайкой.

 

Рис. 2. Угловой шов при импульсной сварочной дуге (толщина листа 1,5 мм)

 

Режим синержик

Хорошего результата пайки МИГ оцинкованных листов можно достигнуть только при помощи источника питания с достаточно богатым уровнем свободы в выборе параметров. Благодаря множеству бесступенчато устанавливаемых пара­метров (приблизительно тридцать параметров) можно без проблем улучшить отрыв капли при сварке импульсной ду­гой или использовать короткое замыкание при сварке корот­кой дугой для большого количества присадочных материа­лов.

Эти дополнительные параметры усложняют обслужива­ние источника питания и ограничивали бы из-за этого круг пользователей лишь экспертами.

 

При помощи так называемого режима синержик (цифровое управление) с запрограммированными параметрами для каждой комбинации проволоки и газа этот процесс очень прост в обслуживании для пользователя.

Производитель сварочных аппаратов принимает на себя задачу оптимизации параметров для многих различных ос­новных и присадочных материалов, а также защитных газов. Этот научно обоснованный результат записывается в элект­ронном запоминающем устройстве в форме банка данных. Пользователь получает выбор параметров для любого при­садочного материала прямо в источнике питания. Встроен­ный микропроцессор заботится о бесступенчатом выборе мощности в диапазоне от минимума до максимума.

 

Подача проволоки

В сравнении со стандартными проволоками бронзовые проволоки очень мягкие. Поэтому предъявляются особые тре­бования к механизму подачи проволоки. Подача присадочной проволоки должна осуществляться свободно, без трения. 4-роликовый привод с задействованными подающими роли­ками передает сам при небольшой силе прижима достаточ­ную силу для подачи проволоки. Обычно используются гладкие ролики с полукруглой канавкой. Чтобы удерживать неболь­шое сопротивление трения в шланговом пакете, нужно исполь­зовать тефлоновый или пластмассовый канал. Точное вхож­дение проволоки в контактный наконечник — следующая ос­новная предпосылка для бесперебойной подачи проволоки.

Точно подобранный по размеру контактный наконечник в горелке обеспечивает надежный контакт для передачи тока на бронзовую проволоку.

 

Примеры применения сварки — пайки

Процесс сварки — пайки может применяться как для неле­гированных и низколегированных, так и для нержавеющих сталей. Главным образом этот метод используется для ста­лей с оцинкованной поверхностью. Незначительное выгора­ние слоя как в непосредственной области шва, так и на об­ратной стороне обусловлено малым тепловложением и низ­кой температурой плавления присадочного материала.

 

Рис. 3. Примеры применения пайки МИГ в автомобильной промышлен­ности и смежных отраслях: элемент топливопровода, дверная петля

 

Для сварки — пайки подходят все виды сварочных швов и сварочные позиции, которые известны для сварки в среде защитного газа. Как вертикальные швы (снизу вверх и сверху вниз), так и потолочные позиции выполняются безукоризненно. Скорость сварки при пайке МИГ идентична сварке МАГ (до 100 см/мин).

Множество практических применений процесса пайки МИГ известны в автомобильной промышленности и смежных от­раслях. Примеры показаны на рис. 3.

Возможно применение сварки — пайки и для более прочных материалов, таких как стали, например, велосипедные рамы.

Особенность применения сварки — пайки состоит в том, что при обычной сварке металла в среде защитного газа ко­роткой дугой сварочный шов выпуклый. Поэтому даются ог­раничения на длительность прочности. Пайка твердым при­поем может вызвать коробление трубы. Процесс сварки — пайки делает возможным и то и другое: вогнутый шов и не­большое тепловложение в металл.

 

Рис. 4. Велосипедная рама, изготовленная методом сварки-пайки на работе

kisar.ru

ОБ ОСОБЕННОСТЯХ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ ОЦИНКОВАННЫХ ДЕТАЛЕЙ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

ОБ ОСОБЕННОСТЯХ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ ОЦИНКОВАННЫХ

ДЕТАЛЕЙ

Ненарокомов Г.К. ®

Магистрант, кафедра технологии сварки, Московский государственный университет имени Н.Э. Баумана, калужский филиал

Аннотация

В статье исследуются основные технологические способы точечной сварки металлов с цинковым покрытием. Рассмотрены виды и свойства цинковых покрытий, применяемых в автомобилестроении. Установлено, что сварка на мягких режимах с применением модификаций тока наиболее благотворно влияет на качество сварных соединений.

Ключевые слова: точечная сварка, оцинкованные стали, модификации тока. Keywords: spot welding, hot-dip galvanized steels, current modifications.

Контактная точечная сварка играет важнейшую роль в современном автомобилестроении, благодаря высокой производительности, низкой стоимости и универсальности. Однако широкое применение различного рода покрытий создает некоторые трудности при использовании данного способа. На протяжении достаточно долгого времени цинковое покрытие является наиболее часто применяемым при производстве автомобиля. Данное покрытие получают путем погружения стальной заготовки в ванну расплавленного цинка. При этом существуют два основных способа горячего цинкования. Применение каждого, из которых, влияет на химический состав покрытия и, следовательно, на свариваемость. Первый способ заключается в простом погружении заготовки в ванну расплавленного цинка. Такое покрытие будет состоять на 99% из чистого цинка с примесью алюминия 0,3-0,6 %. При втором способе заготовку нагревают до 450-590 градусов Цельсия сразу после того как сталь выходит из цинковой ванны. За счет нагрева происходит диффузия покрытия со сталью и покрытие будет содержать 90% цинка 9% железа, а также около 0,15-0,4 % алюминия. Известно, что наличие алюминия в химическом составе имеет ключевое влияние на срок службы электродов. Именно склонность к загрязнению электрода, которое влияет не только на срок службы, но и на электросопротивление в контакте электрод-деталь основная проблема при оптимизации сварочных параметров для сварки оцинкованных сталей.

Современная методика сварки оцинкованных сталей предполагает использования модификаций тока, таких как, добавление дополнительного предварительного импульса тока или плавное увеличение основного сварочного импульса (рампа). Однако сварку оцинкованных сталей можно осуществлять в соответствии с практически любой из существующих циклограмм. При этом существует возможность сварки, как на мягких, так и на жестких режимах.

Исследование авторов [1,129] показало, что при одиночном сварочном импульсе без каких либо модификаций длительностью 240 мс цинковое покрытие удаляется полностью из зоны сварки на 120-140 мс (рисунок 1).

® Ненарокомов Г.К., 2017 г.

Рис. 1. Поверхность детали на 120 мс. Цинк полностью выдавлен

При этом температурный градиент направлен от верхнего электрода к нижнему. Соответственно цинк выдавливается сначала с поверхностью между верхним электродом и деталью, затем с поверхности между нижним электродом и деталью. При добавлении предварительного сварочного импульса или рампы порядок выдавливания цинка не меняется. Однако меняется характер распределения теплоты, вместо распределения от верхнего электрода к нижнему, нагрев распространяется от контакта деталь-деталь. Однако увеличение длительности модификаций может инициировать преждевременный рост литого ядра. В целом же при использовании модификаций тока рост ядра происходит плавно и более равномерно.

Также было установлено, что при сварке оцинкованных сталей на жестких режимах, в некоторых случаях, формирование ядра было неравномерным, а само ядро получалось не полным. Часто расплавление начиналось в контакте электрод-деталь раньше чем в контакте деталь-деталь, что приводило к выплескам.

Предварительный импульс и рампа при сварке оцинкованных сталей улучшают формирования ядра, ускоряют процесс перехода стали из холодного состояния в расплавленное. Более равномерный нагрев позволяет электродам полностью выдавить цинк из контактных поверхностей, а также сформировать полноценный уплотняющий поясок вокруг точки. Уплотняющий поясок препятствует чрезмерному росту ядра и предотвращает конечный выплеск. Расположение уплотняющего пояска показано на рисунке 2.

Рис.2. Схема контактной сварки.1- свариваемые детали, 2- электроды, 3- источник питания, 4-зона расплавленного металла, 5- уплотняющий поясок.

Сварка на жестких режимах не может обеспечить качества равноценного тому, какое можно получить, используя мягкие режимы. Уплотняющий поясок не успевает достаточно сформироваться вокруг зоны расплавленного металла, и металл ядра может выдавливаться сквозь него в виде выплеска. В результате ядро получается неравномерным и гораздо более тонким, чем ядро точки, сваренной на мягких режимах. В дополнение интенсивная генерация теплоты провоцирует чрезмерное тепловыделение в контакте электрод-деталь. В результате чего происходит повышенный массоперенос между электродом и деталью, что изменяет порядок удаления цинка из зоны сварки. Это же касается и чрезмерного увеличения времени сварочного импульса.[2,63]

При сварке оцинкованных сталей особенно важно снизить до минимума массоперенос между электродом и деталью. Так как велика вероятность образования локального плавления и образования легкоплавких эвтектик (цинка с медью). При проявлении этого феномена резко возрастает скорость массопереноса. После выключения тока и снятия сварочного усилия локальные связи разрушаются от действия упругих сил, накопленных при деформации микровыступов, а также от распорного эффекта. При подъеме электрода на нем остаются частицы цинка перешедшего в результате диффузии, а на поверхности детали остаются частицы электродного металла. Очень важно подобрать именно то время сварочного импульса, которое обеспечит удовлетворительный диаметр литого ядра. Даже небольшое превышение необходимого времени сварки значительно увеличит количество частиц цинка на поверхности электрода. [3, 241] На рисунках 4,5 показаны фотографии поверхности электрода после сварочного цикла с превышенным временем сварки.

Рис.3. Поверхность электрода после цикла сварки, в котором время было превышено

на 40 мс.

Рис.4. Поверхность электрода после цикла сварки, в котором время было превышено

на 80 мс.

Таким образом, можно сделать следующие выводы о сварке оцинкованных сталей: 1. Применение модификаций тока в начале сварочного цикла положительно сказывается на сварочном соединении, так как значительно улучшает процесс формирования литого ядра. При этом и рампа и предварительный импульс тока оказывают примерно одинаковое воздействие на ядро и цинковое покрытие.

2. Мягкие режимы предпочтительны при сварке оцинкованных сталей, так как они обеспечивают полноценное формирование сварочной точки и более глубокое проплавление контактных поверхностей.

3. Чрезмерное завышение времени сварки значительно увеличивает скорость массопереноса между электродом и деталью.

Литература

1. C.T. Lane, C.D. Sorensen, G.B. Hunter, S.A. Gedeon, T.W. Edgar — Cinematography of resistance spot welding of galvanized steel sheet // Welding Journal — 2008. — № 63- С.123-132.

2. Б.Д. Орлов — Технология и оборудование контактной сварки — 1986. — С. 54-70.

3. S.A. Gedeon, T.W. Edgar — Resistance spot welding of galvanized steel: part II. Mechanisms of spot weld nugget formation.// Welding Journal — 2011. — № 77- С.233-250.

Способ контактной точечной сварки оцинкованных стальных листов

 

Использование. Контактная точечная сварка горячеоцинкованных стальных листов, например, в автомобилестроении. Сущность изобретения. Сварка производится в две стадии. Свариваемые листы нагревают до температуры плавления покрытия. Одновременно прикладывают усилие на электрод до удаления покрытия из зоны сварки. На второй стадии увеличивают ток и производят сварку до образования сварной точки. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области сварки, преимущественно к контактной точечной сварке, и может быть использовано для сварки гоpячеоцинкованных стальных листов, использованных в автомобилестроении.

В настоящее время при точечной сварке оцинкованных листов применяют различные способы сварки с целью повышения качества сварных соединений и стойкости электродов. Известен способ точечной сварки оцинкованных стальных листов, заключающийся в том, что процесс сварки выполняют в две стадии. На первой стадии производят нагрев поверхности листов до температуры выше температуры испарения цинка (Zn), но ниже температуры образования сварной точки. После испарения Zn процесс сварки ведут до образования сварной точки, см. заявку Японии 6343775, кл. В 23 К 11/16, 1988. Названный известный способ обладает рядом недостатков. При удалении цинкового покрытия путем его испарения происходит осаждение паров цинка на электрод. Это приводит к загрязнению контактной поверхности электрода, к снижению качества сварки и производительности процесса сварки. Известен способ контактной точечной сварки, при котором размягчают и деформируют покрытие путем подачи предварительного импульса тока через сжатые между электродами детали, см. заявку Японии N 59-21273, кл. В 23 К 11/16, 1984 г. Недостатком известного способа сварки является непродолжительный срок службы электродов из-за их загрязнения парами, некачественное получение сварочной точки при сварке оцинкованных стальных листов, что снижает производительность процесса сварки. Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, повышение качества сварки стальных оцинкованных листов и повышение производительности процесса сварки, повышение стойкости электродов. Указанная цель достигается тем, что процесс выполняют в две стадии. На первой стадии производят процесс выдавливания покрытия путем нагрева листа до температуры плавления покрытия с одновременным приложением усилия на электрод до удаления покрытия из зоны сварки. На второй стадии, увеличивая ток, производят процесс сварки до образования сварной точки. Ниже приведен пример конкретного выполнения заявляемого способа сварки с пояснением способа по циклограммам, приведенным на фиг. 1 и фиг. 2. На фиг. 1 приведена циклограмма режима сварки, т.е. получения сварочной точки. Циклограмма получена экспериментальным путем. Обозначения на ней: J_св. cварочный ток, F_св. усилие, приложенное на электрод, t_св. время воздействия. На фиг. 2 приведена полная циклограмма сварки листового металла. J ток для нагрева металла, t время нагрева, t_паузы время переключения режима тока. При сварке стальных оцинкованных листов, применяемых в автомобильной промышленности на ВАЗе, толщиной 0,8 мм с двухсторонним покрытием горячего цинка толщиной 12-14 мкн. Оптимальный режим сварки, обеспечивающий получение качественного литого ядра следующий: ток сварки J_св. 11 кА (оптимальное значение). Время сварки t_св. 6 периодов (0,12 сек.). Исследования показали, что для прогревания и выдавливания цинкового покрытия из зоны контакта необходимо применять следующий режим: J’- 8 кА, F’ — 250 кг, t’ 6 периодов. Таким образом, процесс сварки, реализующий данный цикл, будет иметь вид, представленный на циклограмме. На указанной циклограмме видно, что процесс сварки проводят в две стадии: первая стадия выдавливание Zn из зоны контакта путем местного нагрева оцинкованного листа до температуры плавления с одновременным приложением усилия на электрод. Время воздействия 6 периодов, далее следует процесс переключения (t пауза) и вторая стадия до получения сварной точки. Режимы первой стадии: J’ 8 кА, F’ 250 кг, t’ 6 периодов (0,12 сек.), t пауза 6 периодам, J_св 11 кА, t_св 6 периодам, F 250 кг. Современная и существующая на ВАЗе аппаратура управления циклом сварки позволяет обеспечивать реализацию вышеназванного цикла по предполагаемому изобретению, например, на контактной машине НТ-1607, блок управления РМС-23, прибор для замера тока РКС-02-01. По сравнению с базовым объектом, применяемым на ВАЗе, предложенное техническое решение в первую очередь улучшает качество сварного шва, снижаются трудозатраты на обслуживание процесса сварки и повышается производительность работы.

Формула изобретения

Способ контактной точечной сварки оцинкованных стальных листов, при котором размягчают и деформируют покрытие путем подачи импульса тока через сжатые между электродами детали, затем подают импульс сварочного тока, отличающийся тем, что при сварке стальных листов, оцинкованных горячим способом, деформацию покрытия осуществляют с удалением его из зоны сварки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

Сварочные работы любой сложности — в Москве, с выездом, с генератором, услуги сварщика на заказ

Виды сварочных работ, которые готова предложить наша компания

 

Аргонная сварка — данный вид работ применяется, когда необходим неразъемный сварной шов, совмещает в себе использование электрической дуги и газа;

Газовая сварка — метод отличается долгим нагревом металлов, мощность удобно контролировать, в составе газосварки применяется горючий газ и кислород;

Полуавтоматическая сварка — принцип работы полуавтоматом заключается в том, что защитный газ подается в зону сварки с электродной подвижной проволокой;

Ручная дуговая сварка (MMA, РД, РДС) — в данном случае сварное соединение формируется при помощи электрической дуги, которая образуется между электродом и металлом;

Сборочно-сварочные работы — сборка изделий перед сваркой по шаблонам, чертежам или первоначальной модели;

Сварочно-ремонтные работы — необходимы при деформации конструкций и деталей из металла, помогают избежать крупных аварий;

Сварочно-слесарные работы — комплексный вид работ, который включает в себя изготовление и установку изделий;

Точечная (контактная) сварка — сущность метода заключается в соединении металлических частей двумя электродами.
 

 

Изделия и конструкции, которые мы готовы изготовить или сварить

 

Арматура	Арматурные каркасы	Баки
Балки	Валы	Водопроводные трубы
Ворота	Закладные детали	Козырьки
Коллекторы	Короба	Котлы отопления
Лестницы	Наконечники свай	Резервуары
Фермы	Фланцы	Швеллеры

 

 

Этапы производства конструкций с помощью сварки

 

Изучение чертежей — мы готовы работать по Вашим эскизам или заняться их разработкой с нуля;

Подготовка материала — работаем только с высококачественной сталью: углеродистой и легированной;

Сварочные работы — непосредственно сам процесс соединения деталей;

Тестирование — испытание конструкции или изделия на прочность.

 

 

 

 

Преимущества работы с нами

 

Гарантия — мы отвечаем за качество нашей работы

Мобильность — возможен выезд сварщика на объект

Сварка металлоконструкций — в разработку принимаются изделия любых размеров

Чертежи — грамотная работа с проектной документацией

 

 

 

 

Сварка металлоконструкций

 

Сварка металлических конструкций позволяет прочно соединить любое количество элементов разной конфигурации. Металлические детали сваривают друг с другом при помощи двух источников энергии – электричеством или газом. Оба типа сварки (газовая и электрическая дуга) мастер может осуществлять вручную и с использованием автоматического или полуавтоматического управления потоков энергии. В ручной сварке швы на изделиях формируют руками в процессе работа – поэтому допускают к сварочным работам только опытных мастеров.

 

 

 

 

Особенности сварки нестандартных изделий

 

Нестандартными металлическими конструкциями называют изделия, которые изготавливаются индивидуально по заранее согласованному эскизу. Это могут быть стеллажи для складских помещений, элементы подвесного потолка необычной конструкции, рекламные щиты, каркасы и элементы декора лестниц, пандусов, подиумов, изделия из металла для ландшафтного дизайна и интерьера. Сварочный процесс является частью формирования и обработки изделий такого типа. Но прежде, чем выполнять сложные соединения элементов между собой путем приваривания, мастер и заказчик сначала подготавливают эскиз будущей конструкции, делаются точные расчеты. А потом строго по чертежу специалисты варят и соединяют элементы изделия. Особенность такого процесса заключается в том, что работа выполняется не только механическая, но и творческая.

 

 

 

 

Сварочные работы по ремонту спецтехники

 

 

К спецтехнике относятся различные транспортные средства, применяемые в строительных, дорожных работах – это подъемные краны, экскаваторы, бульдозеры, погрузчики, и прочее. Изначально эта техника делается прочной и износоустойчивой, но из-за активной эксплуатации в сложных условиях даже она выходит из строя. Среди прочих ремонтных мероприятий спецтехнику чинят сварочными работами. Они нужны, если в оборудовании есть изломы или трещины, если необходимо подкорректировать дефект в сварочных швах или когда необходимо приварить новый элемент к конструкции. Сварочные работы бывают электрическими или газовыми. Место работы тоже может быть разным – это либо сварка на месте работы техники, или работа с определенными её элементами в специальных сварочных мастерских.

 

 

 

Сварка армированных каркасов

 

 

Арматурные каркасы используются в строительстве и являются частью фундамента. Поэтому должны быть самым прочным элементом. Сварку часто применяют как способ изготовления каркасов на основе арматуры. Сварочное соединение в данном случае считается самым надёжным, так как изделие получается практически неразрушимым – сварочные швы арматурного каркаса даже с помощью спецтехники разорвать сложно. Для сваривания элементов каркаса используют несколько разных видов сварки – электродуговую, точечную, стыковочную, продольными швами и ванную сварку. Специалисты могут использовать или один из этих способов, в зависимости от ситуации, или применить комбо из нескольких для создания особо прочной и надежной конструкции.

 

 

 

Сварка трубопровода

 

 

Работа по свариванию элементов трубопровода – скрупулезная, поэтому выполняет ее только опытный мастер. От качества сварки будет зависеть прочность, надежность и долгота эксплуатации металлоконструкции. Перед сваркой необходимо подготовить металлические трубы. На металлоизделия наносят разметку, чтобы досконально подогнать их друг к другу. Затем снимают фаску (2-3 мм). Непосредственно перед началом сварки поверхности труб нужно состыковать, оставляя небольшой зазор между ними – для будущего шва. Во время проварки мастер следит, чтобы не образовались поры и все элементы плотно приварились друг к другу без сдвигов. В завершении поверхности металлических труб очищаются от пор и зачищаются до гладкости и блеска. В идеально сваренном трубопроводе нет ни намека на шероховатости, канавки, и прочие дефекты.

 

 

СИЗ сварщику при резке и сварке оцинкованного материала — Обеспечение СИЗ

Точного регламента я не обнаружил. Попробуйте применять при данном виде работ средства защиты органов дыхания.

 

Наиболее опасным фактором при проведении сварочных работ является выделение сварочного аэрозоля в рабочей зоне. Так, по статистике, более половины профессиональных заболеваний сварщиков — это заболевания органов дыхания и различные патологии, связанные с вдыханием сварочного аэрозоля. Сварочный аэрозоль представляет собой совокупность мельчайших частиц, образовавшихся в результате конденсации паров расплавленного металла, обмазки электродов, содержимого порошковой проволки или флюсов. Его состав зависит от состава сварочных и свариваемых материалов. В основном сварочный аэрозоль состоит из железа и его окислов, но в него могут так же входить такие вещества и их соединения, как марганец, хром, никель, алюминий, медь, цинк, фтор, кремний, азот и другие. Многолетние исследования на нескольких предприятиях позволили установить, что пневмокониоз и хронический бронхит развиваются у лиц, занятых сваркой сталей, к 40 годам при среднем стаже работы по профессии более 14 лет.

 

Многие сварщики с большим стажем по состоянию здоровья не “дорабатывают” даже до льготного пенсионного возраста в 55 лет. Клиническая картина пневмокониозов имеет ряд сходных черт: медленное, хроническое течение с тенденцией к прогрессированию, нередко приводящее к нарушению трудоспособности; стойкие склеротические изменения в легких.

 

Основная опасность пневмокониоза состоит в том, что на начальной стадии простой флюорографией его не обнаружить, он может проявиться только при рентгенологическом обследовании. Непосредственное обследование нередко не обнаруживает патологии и имеет симптомы неопределенного характера: одышка при физической нагрузке, боль в груди, редкий сухой кашель.

 

Если сварочный аэрозоль содержит значительное количество марганца, а так бывает при сварке легированных и нержавеющих сталей качественными электродами, то, распространяясь с кровью по организму, этот чрезвычайно токсичный элемент вызывает тяжелое заболевание: марганцевую интоксикацию. Соединения марганца являются сильными ядами, поражающими центральную нервную систему, сердечно-сосудистую систему и паренхиматозные органы. Изменения в организме при марганцевой интоксикации необратимы и поддаются лечению только на первой стадии развития заболевания.

 

В начальной стадии наблюдаются сильная утомляемость, слабость, сонливость, тупые головные боли в лобно-височных областях, тянущие боли в пояснице, конечностях, понижение аппетита. В нервной системе превалируют процессы торможения. Сварщиками эти симптомы воспринимаются как общее недомогание и упускается наиболее благоприятный момент для лечения. Во второй стадии появляются медлительность движений, расстройство походки, половая слабость, бессонница, подавленное настроение, слезливость.

 

Сильная скованность движений, больные утрачивают способность широко шагать. В третьей стадии («марганцевый паркинсонизм») развиваются глубокие органические изменения в нервной системе, которые приводят к полной потере трудоспособности и затруднению всех функций организма. Больному на этой стадии требуется постоянный уход.

 

Другие элементы сварочного аэрозоля, а также так называемые сварочные газы, обладая сильным раздражающим действием, способны вызвать хронический бронхит. В последние годы установлено, что многие компоненты сварочного аэрозоля, не вызывая специфических профессиональных болезней, при длительном воздействии накапливаются в организме и увеличивают риск возникновения сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, а также уменьшают продолжительность жизни. Чтобы избежать описанного неблагоприятного воздействия производственных факторов, характерных для электросварки, необходимо препятствовать попаданию в органы дыхания сварочного аэрозоля.

 

Наиболее простым и доступным средством защиты органов дыхания сварщика является респиратор. Но не любой. Респиратор для сварщика должен быть как минимум класса FFP2, т.е. обеспечивать защиту до 12 ПДК, иметь не горючий и не поддерживающий горение наружный слой, иметь клапан выдоха для обеспечения отвода тепла и влаги и обладать достаточно прочными и удобными для подгонки резинками. Совершенно не лишним будет и дополнительный угольный слой, обеспечивающий разрушение озона и фильтрующий газовую составляющую сварочного аэрозоля. Всеми этими свойствами должен обладать современный сварочный респиратор. Но, к сожалению, как показывает практика, сварщики, особенно старшего возраста, довольно редко пользуются респираторами, даже несмотря на знания о вреде сварочного аэрозоля.

 

И их можно понять — ведь чтобы вдохнуть воздух, необходимо преодолеть сопротивление фильтрующего слоя, а это дополнительные энергозатраты человека, работающего и так в высшей степени напряженно.

 

Другим способом защиты сварщика от сварочных аэрозолей является установка местной вентиляции. Этот вариант достаточно хорош, когда сварщик имеет стационарное место работы, при этом защищается не только сварщик, но и все работающие рядом. Но у этого способа есть достаточно серьезное ограничение.

 

Эффективность работы местного отсоса зависит от расстояния до источника дыма, и при расстоянии более 70 см., фильтруется не более 20% загрязненного воздуха. А если сварщику необходимо обварить достаточно большую конструкцию, то он, далеко не всегда, будет таскать за собой “хобот” отсоса к каждому месту сварки, не говоря уже о том, что иногда это и физически невозможно. То же относится и к полуавтоматической сварке протяженных швов.

 

Но есть средство защиты сварщика, которое избавлено от всех вышеперечисленных недостатков. Это комплексное средство индивидуальной защиты – включающий в себя сварочный щиток с автономным блоком подачи воздуха.

 

Сварочный щиток c автоматически затемняющимся светофильтром обеспечивает сварщику постоянную защиту глаз и контроль за рабочим местом, как при зажженной дуге, так и при ее отсутствии. А автономный блок подачи воздуха крепится на поясе сварщика и постоянно защищает его органы дыхания. Что же он из себя представляет? Это фильтр и микровентилятор, работающий от аккумуляторной батареи, которая обеспечивает время непрерывной работы не менее 8 часов, т.е. полную рабочую смену. Загрязненный воздух проходит три стадии очистки: через металлическую сетку, предфильтр губой очистки и аэрозольный фильтр тонкой очистки, который обеспечивает коэффициент защиты этого средства защиты 50.

 

Это означает, что под маской сварщика воздух будет в 50 раз чище, чем снаружи! При этом после аэрозольного фильтра можно вставить дополнительный фильтр от запаха (противогазовый фильтр до 1 ПДК) или универсальный противогазовый фильтр ABE1.

 

Далее, чистый воздух, через шланг подачи воздуха, подается под сварочный щиток. Но не прямым направленным потоком, а через воздухораспределитель, который равномерно распределяет воздух под сварочным щитком, исключая обдув гайморовых пазух, расположенных в лобной части головы, что существенно снижает риск застудить их.

 

Для исключения подсоса нефильтрованного воздуха, сварочный щиток снабжен лицевым уплотнением из огнестойкого материала. Электронная схема даёт световой и звуковой сигнал о необходимость замены фильтра. Таким образом, сварщик избавлен от необходимости следить за состоянием своего аэрозольного фильтра, за него это делает электроника.

 

Следует запомнить, что аэрозольный фильтр невозможно очистить. Попытка “продуть” его может привести к образованию микроразрывов материала фильтра. При этом сварщик будет считать, что ему удалось почистить фильтр, а на самом деле, он будет дышать уже неочищенным воздухом проходящим, через эти микро-разрывы.

 

Работа с таким “фильтром” и нанесет вред здоровью сварщика, и преждевременно выведет из строя автономный блок. А вот металлическую сетку и предфильтр наоборот: необходимо время от времени чистить для увеличения срока службы основного фильтра.

 

При работе с фильтрующими средствами защиты следует помнить, что ни одно из них не добавляет кислород во вдыхаемый воздух. И когда концентрация других газов в рабочей зоне будет настолько велика, что изменит процентное содержание кислорода до величины меньше, чем 18%, использование фильтрующих средств защиты запрещено. Такая ситуация может возникнуть при сварке в замкнутом, невентилируемом пространстве с использованием защитных, инертных газов. В этом случае необходимо применение изолирующих средств индивидуальной защиты.

 

Следует помнить, что средний срок жизни мужчин в Беларуси составляет 55 лет и для увеличения этого срока, при электросварочных работах, необходимо применение современных средств индивидуальной защиты органов дыхания.

 

Источник

Как удалить цинковое покрытие с металла?

Цинкование признано во всем мире наиболее эффективным способом защиты металлоконструкций, труб, проволоки, болтов, гаек и прочей метизной продукции от негативного воздействия окружающей среды. Благодаря относительной дешевизне технологии цинкования, цены на оцинкованные изделия гораздо ниже цен на нержавеющие метизы. Но если потребуется соединить элементы при помощи сварки, то цинковое покрытие может стать серьезной проблемой. 

Особенности сварки оцинкованного металла

Необходимость удаления цинковых покрытий с металлов возникает, как правило, при сварочных работах. Каждый сварщик знает, что сваривать оцинкованные поверхности проблематично и даже самый тонкий слой цинка способен сильно ухудшить прочностные свойства сварного шва. Примесь цинка, попавшая в сварочную ванну, приводит к порообразованию и появлению кристаллизационных трещин в шве, то есть не дает получить плотный и равномерный шов. Кроме этого, в ходе сварки цинк под воздействием высокотемпературной дуги начинает улетучиваться, а его ядовитые пары способны вызвать сильное отравление и даже удушье сварщика, особенно при работе в плохо проветриваемом помещении. 

Способы удаления цинка со свариваемых поверхностей

Механический. Нежелательное цинковое покрытие с металлических поверхностей можно убрать при помощи абразивного зачистного круга. Иногда достаточно зачистить деталь до металлического блеска щеткой с жесткой проволочной щетиной (кордщеткой).

Термический. Эффективным способом удаления металлического покрытия является выжигание цинка высокотемпературным пламенем, например, с помощью газового резака. При этом следует помнить о токсичности цинка и предпринять все меры безопасности.

Химический. При сварке ответственных конструкций предварительное очищение поверхностей от цинка лучше производить в слабом растворе соляной кислоты (5 %). Цинк активнее стали, поэтому он эффективно вступает в реакцию с кислотой и легко удаляется с метизов. Для предотвращения кислотной коррозии стали в раствор можно добавить 1 % уротропина. Свариваемая часть детали погружается в ванну с разбавленной кислотой комнатной температуры. Процесс очищения (травления) длится несколько минут. Когда он завершится, а это будет видно по затуханию шипения, металл обрабатывают щелочью для нейтрализации кислоты, например, раствором соды (1г / 50мл), затем промывают водой и сушат до полного испарения влаги.

Многие сварщики для химического травления свариваемых оцинкованных деталей используют проверенное и действенное средство – отработанный кислотный аккумуляторный электролит, который есть не что иное, как водный раствор серной кислоты. Всего несколько минут в такой ванне и от цинкового покрытия на металле не останется и следа.

Полезные советы     Обновлено: 02.12.2020 15:28:59

Источник: http://krepcom.ru:443/blog/poleznye-sovety/kak-udalit-tsinkovoe-pokrytie-s-metalla/

Наши контакты:
E-mail: [email protected]
Телефон: 8 (800) 333-21-68

Особенности сварки оцинкованных труб: описание технологии работы

Чтобы правильно выполнить сварку оцинкованных труб, следует предварительно ознакомиться с рекомендациями специалистов

Сварка труб востребована как в промышленности, так и в коммунальном хозяйстве. Оцинкованные трубы отличаются повышенной устойчивостью и могут эксплуатироваться довольно долго, к тому же они являются достаточно дешёвым способом при проведении различных коммуникаций. Дополнительный плюс заключается в том, что оцинкованные покрытия защищают металлические изделия от коррозии.

Содержание статьи

Общие сведения о сварке

Сварка труб используется при монтаже газовых, отопительных и водопроводных сетей. Сами сварочные работы должны соответствовать требованиям СНиП. Они направлены на соблюдение рабочего процесса и выбор материала.

При сварке следует использовать защитную экипировку

Так, ГОСТ 16037-80 указывает на:

• Конструктивные особенности швов;
• Использование конкретных видов сварочных соединений.

При газопламенной сварке нужно использовать особый вид проволоки, ее диаметр должен быть 0.8-1.2, а в составе обязательно должен присутствовать селен. Исполнение соединения допускается электродами, которые могут быть рутиловые или кольцевые в покрытии.

Согласно требованиям ГОСТа, металлические компоненты и оцинкованные трубы должны соединяться с использованием оцинкованных деталей на резьбе.

Это могут быть накидные гайки, фланцы. Но все же эти правила носят рекомендательный характер и не являются обязательными к выполнению.

Порядок действий

При проведении сварочных работ существует определенный порядок действий, который необходимо выполнять.

Алгоритм выполнения сварки деталей:

• При выполнении работ нужно следить за тем, чтобы цинк не перегревался. Это связано с тем, что таким образом будет обеспечена лучшая антикоррозийная защита;
• Все места, предназначенные для соединения, должны быть предварительно зачищены и обезжирены;
• Нужно брать на один номер горелки меньше, чем при аналогичной сварке стальных изделий;
• Все заготовки заранее прогреваются на немного большую ширину, чем предполагаемое место сварки;
• На место стыка устанавливается пруток со специальным покрытием.

Также нужно учитывать, что при использовании газосварки пламя необходимо выставлять таким образом, чтобы был небольшой избыток кислорода.

Для сварки лучше применять качественные электроды

По завершении сварочных работ флюс удаляется. Соблюдение вышеуказанных требований позволит качественно спаять детали и обезопасить сам рабочий процесс.

Соединение при помощи флюса

Наиболее распространенным и подходящим вариантом считается технология соединения флюсом. Благодаря этому веществу обеспечивается вязкий слой, который не будет пропускать воздух.

Перед началом работ флюс необходимо привести в жидкое состояние. Вещество нужно наносить только в местах соединения элементов. В процессе сварки оно будет плавиться и занимать всю необходимую площадь. Благодаря этому цинк не будет отслаиваться.

Использовать трубу следует только после того, как остынет сварочный шов

Перед соединением кромки труб их нужно:

• обезжирить;
• зачистить до состояния металлического блеска.

Делать очистку нужно как на внутренней, так и на наружной поверхности. Для качественной сварки изделий, толщина стенок которых составляет 3 мм, нет необходимости в дополнительной подготовке кромок. Между концами ширина зазоров должна быть равной 3 мм.

Заготовки предварительно прогреваются на длину 30 см с каждой стороны соединения, которое планируется. Для толстых труб угол раскрытия кромок будет составлять 90 градусов, а притупление будет иметь высоту 1 мм.

Количество используемого материала при сварке флюсом должно быть как минимум вдвое больше, чем при соединении стальных обычных изделий. Главное назначение флюса – забрать на себя избыточное тепло от аппарата, что будет препятствовать испарению с кромок цинка.

В процессе нагревания флюс будет менять свой цвет на белый с исходного желтого. Когда же стык оцинковки достигнет температуры пайки, то он изменится в прозрачный. В итоге по состоянию флюса легко определить время, когда началась пайка.

Технология цинкования

На практике применяется несколько способов цинкования поверхностей листа стали. Так, гальванический способ покрытия включает в себя процесс осаждения на изделие защитного металла при помощи электрического тока.

Данный способ является самым популярным, поскольку за счет его применения получается покрытие хорошего качества, при этом оно легко может изменять толщину в защитном слое. Но гальванический способ считается не лучшим для трущихся поверхностей, поскольку не происходит увеличение сопротивляемости.

Если вы не уверены в своих силах, то лучше обратиться к профессионалам

Напыление же осуществляется при помощи газопламенных и электродуговых пистолетов.

Делается распыление расплавленного металла на покрываемую поверхность. Для этого цинковую проволоку закладывают в пистолет, где она плавится, а затем выбрызгивается на изделие. Попавшие на поверхность капли застывают, после чего приобретают вид мелких чешуек, формирующих покрытие.

Напыление можно проводить:

• В условиях промышленного цеха;
• Непосредственно при проведении монтажа изделия.

Горячее цинкование относится к крупномасштабному способу, в полевых условиях такая работа невозможна и запрещена. Изделие погружают в ванную с расплавленным цинком. Перед началом основного процесса детали проходят подготовительный разогрев и флюсование.

Для сваривания труб лучше применять специальные электроды, чтобы они могли выдерживать повышенные токи. Чтобы качественно сваривать электросваркой, нельзя допускать, чтобы в угловых и стыковых швах появлялись поры. По этой причине важно следить за скоростью процесса.

В домашних условиях для проведения небольших объемов сварочных работ можно использовать полуавтоматическую сварку инвертором.

Сегодня рынок предлагает множество таких сварочных аппаратов различной марки. Если необходимо будет сварить большое количество оцинкованных труб, можно применять электродуговую ручную сварку.

Сварка оцинкованной стали | Американская ассоциация гальванизаторов

Дом » Дизайн и изготовление » Рекомендации по изготовлению » Сварка » Сварка оцинкованной стали

Сварка оцинкованной стали

Сварка конструкций до и после цинкования является обычным явлением.Требования, позволяющие это сделать, относительно просто реализовать. Сварка до и после цинкования совместима с целью обеспечения превосходной защиты от коррозии.

Многие общепринятые методы сварки и резки могут использоваться для оцинкованной стали (см. Спецификацию Американского общества сварки (AWS) D-19.0, Сварка стали с цинковым покрытием ). Сварка оцинкованной стали может потребоваться, если окончательная конструкция слишком велика для погружения в ванну для цинкования или для конструкций, которые необходимо сваривать в полевых условиях.

AWS D-19.0 требует сварки оцинкованной стали на участках, свободных от цинка. Таким образом, для оцинкованных строительных конструкций цинковое покрытие должно быть удалено по крайней мере на 1-4 (2,5-10 см) с каждой стороны предполагаемой зоны сварного шва и с обеих сторон детали. Наиболее распространенным и предпочтительным методом удаления является шлифовка цинкового покрытия, но также эффективны сжигание цинка или отталкивание его от области сварного шва.

Сварка оцинкованной стали всегда должна производиться в хорошо вентилируемых местах, чтобы свести к минимуму вдыхание дыма.Публикация AWS, AWS / ANSI Z49: 1, Безопасность и резка при сварке , охватывает все аспекты безопасности и здоровья при сварке. Однако оцинкованную сталь можно сваривать без удаления цинкового покрытия, если соблюдать специальные процедуры.

Ниже перечислены сокращенные процедуры сварки оцинкованной стали с использованием наиболее распространенных методов сварки.

Газовая дуговая сварка металла (GMAW)

Газовая дуговая сварка металлическим электродом, также известная как сварка металл-инертный газ (MIG), представляет собой универсальный полуавтоматический метод сварки, особенно подходящий для сварки более тонких материалов (<1/2 [13 мм] толщиной).

Скорость сварки GMAW обычно ниже для оцинкованных поверхностей. Эти пониженные скорости позволяют цинку дольше выгорать в передней части сварочной ванны. Увеличение тока, подаваемого на сварочный электрод, может обеспечить достаточные средства для выжигания цинковых покрытий большей толщины.

Глубина проплавления уменьшается при сварке оцинкованной стали. При выполнении стыковых швов необходимо предусматривать большие зазоры.Равномерное проплавление достигается за счет движения сварочной горелки из стороны в сторону при стыковой сварке в горизонтальном положении. Увеличивается разбрызгивание при сварке оцинкованной стали в защитном газе CO ² . Образование частиц брызг прямо пропорционально толщине цинкового покрытия. Следовательно, образование брызг больше у горячеоцинкованной стали, чем у непрерывно оцинкованной (листовой) стали.

Частицы брызг могут прилипать к стальной поверхности, вызывая неприглядный вид.Нанесение состава для отделения брызг на основе кремния, нефти или графита перед сваркой может уменьшить прилипание брызг. Эти составы позволяют легко удалять частицы брызг после сварки.

Увеличение нагрева, снижение скорости сварки и использование защитного газа аргон-CO. ² при сварке GMA может дать более стабильную дугу и обеспечить более гладкие наплавки с минимальным разбрызгиванием и потерями цинка.

В начало

Дуговая сварка защищенного металла (SMAW)

Наиболее распространенным процессом дуговой сварки является дуговая сварка в среде защитного металла (SMAW).Сварка SMAW — это процесс, в котором используются покрытые флюсом электроды длиной от 9 до 18 дюймов (от 23 до 46 см) и диаметром от 1/16 до 5/16 дюймов (от 1,6 до 8,0 мм).

Глубина проплавления сварного шва уменьшается при сварке SMAW оцинкованной стали, как и в случае сварки GMAW, корневое отверстие для стыковых швов должно быть увеличено по сравнению с открытием стальных поверхностей без покрытия. Однако можно получить проплавление на всю глубину сварного шва, изменив обычные методы сварки для стали без покрытия.Если угол наклона электрода уменьшается с обычных 70 ° до 30 °, а скорость сварки значительно снижается, нормальная глубина шва может быть достигнута путем перемещения электрода вперед и назад вдоль стыка.

Образование брызг также увеличивается при сварке SMAW. Как правило, образование брызг не увеличивается до такой степени, когда требуются составы, предотвращающие разбрызгивание. Более низкие скорости сварки позволяют выгорать большей части цинкового покрытия и уменьшают образование брызг.Что касается сварки GMAW, обычно нет необходимости увеличивать ток, подаваемый на электрод, чтобы увеличить количество сгоревшего цинка.

Уменьшение угла наклона электрода и уменьшение скорости движения сварного шва значительно улучшит качество сварки SMAW на оцинкованной поверхности. Стали толщиной более 1/2 (13 мм) рекомендуется сваривать методом SMAW. При нанесении SMAW на оцинкованную сталь следует учитывать следующие соображения:

Сварочный электрод следует прикладывать медленнее, чем обычно, с взбиванием, при котором электрод перемещается немного вперед от сварочной ванны, а затем назад в сварочную ванну.Это гарантирует, что весь цинк выгорит до того, как начнется наплавка. После улетучивания сварка такая же, как и для стали без покрытия.

Следует избегать переплетения и множественных сварных швов. Подвод тепла к стыку следует сводить к минимуму, чтобы избежать чрезмерного повреждения прилегающего покрытия, не жертвуя при этом теплом, необходимым для выгорания цинка до образования валика. Короткая длина дуги рекомендуется для сварки во всех положениях, чтобы лучше контролировать сварочную ванну и предотвратить периодическое чрезмерное проплавление или подрезы.При сварке оцинкованной стали глубина проплавления уменьшается. При выполнении стыковых швов необходимо предусматривать большие зазоры. Равномерное проплавление достигается за счет движения сварочной горелки из стороны в сторону при стыковой сварке в горизонтальном положении. Отклонения от методов SMAW для поверхностей без покрытия и поверхностей с цинковым покрытием возникают из-за дополнительного тепла, необходимого для удаления цинкового покрытия. Создание взбивающего движения во время сварки позволяет удалить как можно больше цинкового покрытия перед формированием сварного шва.В результате получается более нарушенная сварочная ванна, повышающая текучесть шлака и образование брызг.

В начало

Кислородно-ацетиленовая сварка

Типичные результаты сварки

Все марки сталей с горячим цинкованием можно сваривать кислородно-ацетиленовой сваркой плавлением. Подготовка к сварке аналогична подготовке стали без покрытия. Поскольку для этого процесса необходима низкая скорость перемещения, которая необходима для доведения кромок стыка до температуры плавления, дополнительное тепло вызывает повреждение цинкового покрытия на гораздо большей площади, чем при использовании более быстрых процессов сварки.Наилучшие результаты достигаются, когда присадочный стержень перемещается вперед и назад, создавая волнообразный сварной шов. Следует использовать сопла с размерами, аналогичными тем, которые используются для сварки стали без покрытия аналогичной толщины. Сварные швы нельзя переплавлять пламенем для улучшения их внешнего вида; это приведет к дополнительной потере цинкового покрытия.

В начало

Сварка шпилек

Если оцинкованные шпильки должны быть приварены к оцинкованным поверхностям, необходимо удалить цинковое покрытие с конца шпильки и поверхности, на которую шпилька должна быть приварена.Если торцевая поверхность все еще покрыта цинком, металл сварного шва может сильно вылететь из стыка из-за улетучивания цинка с прилегающей поверхности.

В начало

Сварочная арматура

Сварку арматурных стержней можно выполнить методом SMAW или GMAW без удаления цинкового покрытия. Однако предпочтительно удаление цинкового покрытия в пределах 2 (50 мм) от сварного шва. Дополнительную информацию о сварке арматуры см. В Руководстве D 1.4 Американского общества сварщиков.

Концы прутка могут быть подготовлены к необходимому профилю распиловкой, шлифовкой или кислородной резкой. Холодная стрижка не рекомендуется, и подготовленные таким образом стержни следует тщательно осматривать, чтобы убедиться, что в процессе резки не повредились концы. При обнаружении повреждений концы необходимо обрезать до прочного металла. На сварных поверхностях не должно быть неровностей, которые могут помешать наплавке сварного шва заданного размера или вызвать дефекты. Если концы арматурных стержней подготовлены на месте, подготовленные кромки не будут содержать цинка, а процедуры сварки будут такими же, как и для стержней без покрытия.Наличие цинка на конце свариваемых стержней не оказывает значительного влияния на процедуру сварки или время, необходимое для выполнения соединений. Единственная разница заключается в образовании дыма при покрытии подготовленных кромок цинком.

В начало

Сварка трением

Шпильки с плоским концом, без покрытия или оцинкованные, нельзя приваривать к оцинкованной пластине, потому что слои сплава в цинковом покрытии действуют как поверхность с низким коэффициентом трения, и для сварки выделяется недостаточно тепла.Использование заостренных шпилек решает проблему приваривания шпилек трением к оцинкованным поверхностям. Наилучшие результаты достигаются на шпильках с острием под углом 120 °. Наличие цинкового покрытия на шпильке увеличивает время, необходимое для сварки.

В начало

Контактная сварка стали с цинковым покрытием

Контактная сварка обычно используется для соединения оцинкованной стали толщиной менее 1/4 дюйма и с цинковым покрытием менее 1 унции / фут ² (305 г / м ² ).Покрытия плотностью до 1,5 унций / фут ² (460 г / м 2) были успешно сварены, но срок службы электродов намного короче, чем у более легких покрытий. На более толстых покрытиях необходимо чаще заменять или ремонтировать изношенные электроды. Листовые материалы можно сваривать сопротивлением без снятия и с небольшим повреждением цинкового покрытия. Большинство гальванических покрытий после изготовления имеют большую толщину, чем рекомендовано для контактной сварки, и это становится непрактичным.

В начало

Сварка оцинкованной стали | Американская ассоциация гальванизаторов

Дом » Дизайн и изготовление » Рекомендации по изготовлению » Сварка » Сварка оцинкованной стали

Сварка оцинкованной стали

Сварка конструкций до и после цинкования является обычным явлением.Требования, позволяющие это сделать, относительно просто реализовать. Сварка до и после цинкования совместима с целью обеспечения превосходной защиты от коррозии.

Многие общепринятые методы сварки и резки могут использоваться для оцинкованной стали (см. Спецификацию Американского общества сварки (AWS) D-19.0, Сварка стали с цинковым покрытием ). Сварка оцинкованной стали может потребоваться, если окончательная конструкция слишком велика для погружения в ванну для цинкования или для конструкций, которые необходимо сваривать в полевых условиях.

AWS D-19.0 требует сварки оцинкованной стали на участках, свободных от цинка. Таким образом, для оцинкованных строительных конструкций цинковое покрытие должно быть удалено по крайней мере на 1-4 (2,5-10 см) с каждой стороны предполагаемой зоны сварного шва и с обеих сторон детали. Наиболее распространенным и предпочтительным методом удаления является шлифовка цинкового покрытия, но также эффективны сжигание цинка или отталкивание его от области сварного шва.

Сварка оцинкованной стали всегда должна производиться в хорошо вентилируемых местах, чтобы свести к минимуму вдыхание дыма.Публикация AWS, AWS / ANSI Z49: 1, Безопасность и резка при сварке , охватывает все аспекты безопасности и здоровья при сварке. Однако оцинкованную сталь можно сваривать без удаления цинкового покрытия, если соблюдать специальные процедуры.

Ниже перечислены сокращенные процедуры сварки оцинкованной стали с использованием наиболее распространенных методов сварки.

Газовая дуговая сварка металла (GMAW)

Газовая дуговая сварка металлическим электродом, также известная как сварка металл-инертный газ (MIG), представляет собой универсальный полуавтоматический метод сварки, особенно подходящий для сварки более тонких материалов (<1/2 [13 мм] толщиной).

Скорость сварки GMAW обычно ниже для оцинкованных поверхностей. Эти пониженные скорости позволяют цинку дольше выгорать в передней части сварочной ванны. Увеличение тока, подаваемого на сварочный электрод, может обеспечить достаточные средства для выжигания цинковых покрытий большей толщины.

Глубина проплавления уменьшается при сварке оцинкованной стали. При выполнении стыковых швов необходимо предусматривать большие зазоры.Равномерное проплавление достигается за счет движения сварочной горелки из стороны в сторону при стыковой сварке в горизонтальном положении. Увеличивается разбрызгивание при сварке оцинкованной стали в защитном газе CO ² . Образование частиц брызг прямо пропорционально толщине цинкового покрытия. Следовательно, образование брызг больше у горячеоцинкованной стали, чем у непрерывно оцинкованной (листовой) стали.

Частицы брызг могут прилипать к стальной поверхности, вызывая неприглядный вид.Нанесение состава для отделения брызг на основе кремния, нефти или графита перед сваркой может уменьшить прилипание брызг. Эти составы позволяют легко удалять частицы брызг после сварки.

Увеличение нагрева, снижение скорости сварки и использование защитного газа аргон-CO. ² при сварке GMA может дать более стабильную дугу и обеспечить более гладкие наплавки с минимальным разбрызгиванием и потерями цинка.

В начало

Дуговая сварка защищенного металла (SMAW)

Наиболее распространенным процессом дуговой сварки является дуговая сварка в среде защитного металла (SMAW).Сварка SMAW — это процесс, в котором используются покрытые флюсом электроды длиной от 9 до 18 дюймов (от 23 до 46 см) и диаметром от 1/16 до 5/16 дюймов (от 1,6 до 8,0 мм).

Глубина проплавления сварного шва уменьшается при сварке SMAW оцинкованной стали, как и в случае сварки GMAW, корневое отверстие для стыковых швов должно быть увеличено по сравнению с открытием стальных поверхностей без покрытия. Однако можно получить проплавление на всю глубину сварного шва, изменив обычные методы сварки для стали без покрытия.Если угол наклона электрода уменьшается с обычных 70 ° до 30 °, а скорость сварки значительно снижается, нормальная глубина шва может быть достигнута путем перемещения электрода вперед и назад вдоль стыка.

Образование брызг также увеличивается при сварке SMAW. Как правило, образование брызг не увеличивается до такой степени, когда требуются составы, предотвращающие разбрызгивание. Более низкие скорости сварки позволяют выгорать большей части цинкового покрытия и уменьшают образование брызг.Что касается сварки GMAW, обычно нет необходимости увеличивать ток, подаваемый на электрод, чтобы увеличить количество сгоревшего цинка.

Уменьшение угла наклона электрода и уменьшение скорости движения сварного шва значительно улучшит качество сварки SMAW на оцинкованной поверхности. Стали толщиной более 1/2 (13 мм) рекомендуется сваривать методом SMAW. При нанесении SMAW на оцинкованную сталь следует учитывать следующие соображения:

Сварочный электрод следует прикладывать медленнее, чем обычно, с взбиванием, при котором электрод перемещается немного вперед от сварочной ванны, а затем назад в сварочную ванну.Это гарантирует, что весь цинк выгорит до того, как начнется наплавка. После улетучивания сварка такая же, как и для стали без покрытия.

Следует избегать переплетения и множественных сварных швов. Подвод тепла к стыку следует сводить к минимуму, чтобы избежать чрезмерного повреждения прилегающего покрытия, не жертвуя при этом теплом, необходимым для выгорания цинка до образования валика. Короткая длина дуги рекомендуется для сварки во всех положениях, чтобы лучше контролировать сварочную ванну и предотвратить периодическое чрезмерное проплавление или подрезы.При сварке оцинкованной стали глубина проплавления уменьшается. При выполнении стыковых швов необходимо предусматривать большие зазоры. Равномерное проплавление достигается за счет движения сварочной горелки из стороны в сторону при стыковой сварке в горизонтальном положении. Отклонения от методов SMAW для поверхностей без покрытия и поверхностей с цинковым покрытием возникают из-за дополнительного тепла, необходимого для удаления цинкового покрытия. Создание взбивающего движения во время сварки позволяет удалить как можно больше цинкового покрытия перед формированием сварного шва.В результате получается более нарушенная сварочная ванна, повышающая текучесть шлака и образование брызг.

В начало

Кислородно-ацетиленовая сварка

Типичные результаты сварки

Все марки сталей с горячим цинкованием можно сваривать кислородно-ацетиленовой сваркой плавлением. Подготовка к сварке аналогична подготовке стали без покрытия. Поскольку для этого процесса необходима низкая скорость перемещения, которая необходима для доведения кромок стыка до температуры плавления, дополнительное тепло вызывает повреждение цинкового покрытия на гораздо большей площади, чем при использовании более быстрых процессов сварки.Наилучшие результаты достигаются, когда присадочный стержень перемещается вперед и назад, создавая волнообразный сварной шов. Следует использовать сопла с размерами, аналогичными тем, которые используются для сварки стали без покрытия аналогичной толщины. Сварные швы нельзя переплавлять пламенем для улучшения их внешнего вида; это приведет к дополнительной потере цинкового покрытия.

В начало

Сварка шпилек

Если оцинкованные шпильки должны быть приварены к оцинкованным поверхностям, необходимо удалить цинковое покрытие с конца шпильки и поверхности, на которую шпилька должна быть приварена.Если торцевая поверхность все еще покрыта цинком, металл сварного шва может сильно вылететь из стыка из-за улетучивания цинка с прилегающей поверхности.

В начало

Сварочная арматура

Сварку арматурных стержней можно выполнить методом SMAW или GMAW без удаления цинкового покрытия. Однако предпочтительно удаление цинкового покрытия в пределах 2 (50 мм) от сварного шва. Дополнительную информацию о сварке арматуры см. В Руководстве D 1.4 Американского общества сварщиков.

Концы прутка могут быть подготовлены к необходимому профилю распиловкой, шлифовкой или кислородной резкой. Холодная стрижка не рекомендуется, и подготовленные таким образом стержни следует тщательно осматривать, чтобы убедиться, что в процессе резки не повредились концы. При обнаружении повреждений концы необходимо обрезать до прочного металла. На сварных поверхностях не должно быть неровностей, которые могут помешать наплавке сварного шва заданного размера или вызвать дефекты. Если концы арматурных стержней подготовлены на месте, подготовленные кромки не будут содержать цинка, а процедуры сварки будут такими же, как и для стержней без покрытия.Наличие цинка на конце свариваемых стержней не оказывает значительного влияния на процедуру сварки или время, необходимое для выполнения соединений. Единственная разница заключается в образовании дыма при покрытии подготовленных кромок цинком.

В начало

Сварка трением

Шпильки с плоским концом, без покрытия или оцинкованные, нельзя приваривать к оцинкованной пластине, потому что слои сплава в цинковом покрытии действуют как поверхность с низким коэффициентом трения, и для сварки выделяется недостаточно тепла.Использование заостренных шпилек решает проблему приваривания шпилек трением к оцинкованным поверхностям. Наилучшие результаты достигаются на шпильках с острием под углом 120 °. Наличие цинкового покрытия на шпильке увеличивает время, необходимое для сварки.

В начало

Контактная сварка стали с цинковым покрытием

Контактная сварка обычно используется для соединения оцинкованной стали толщиной менее 1/4 дюйма и с цинковым покрытием менее 1 унции / фут ² (305 г / м ² ).Покрытия плотностью до 1,5 унций / фут ² (460 г / м 2) были успешно сварены, но срок службы электродов намного короче, чем у более легких покрытий. На более толстых покрытиях необходимо чаще заменять или ремонтировать изношенные электроды. Листовые материалы можно сваривать сопротивлением без снятия и с небольшим повреждением цинкового покрытия. Большинство гальванических покрытий после изготовления имеют большую толщину, чем рекомендовано для контактной сварки, и это становится непрактичным.

В начало

Сварка оцинкованной стали | Американская ассоциация гальванизаторов

Дом » Дизайн и изготовление » Рекомендации по изготовлению » Сварка » Сварка оцинкованной стали

Сварка оцинкованной стали

Сварка конструкций до и после цинкования является обычным явлением.Требования, позволяющие это сделать, относительно просто реализовать. Сварка до и после цинкования совместима с целью обеспечения превосходной защиты от коррозии.

Многие общепринятые методы сварки и резки могут использоваться для оцинкованной стали (см. Спецификацию Американского общества сварки (AWS) D-19.0, Сварка стали с цинковым покрытием ). Сварка оцинкованной стали может потребоваться, если окончательная конструкция слишком велика для погружения в ванну для цинкования или для конструкций, которые необходимо сваривать в полевых условиях.

AWS D-19.0 требует сварки оцинкованной стали на участках, свободных от цинка. Таким образом, для оцинкованных строительных конструкций цинковое покрытие должно быть удалено по крайней мере на 1-4 (2,5-10 см) с каждой стороны предполагаемой зоны сварного шва и с обеих сторон детали. Наиболее распространенным и предпочтительным методом удаления является шлифовка цинкового покрытия, но также эффективны сжигание цинка или отталкивание его от области сварного шва.

Сварка оцинкованной стали всегда должна производиться в хорошо вентилируемых местах, чтобы свести к минимуму вдыхание дыма.Публикация AWS, AWS / ANSI Z49: 1, Безопасность и резка при сварке , охватывает все аспекты безопасности и здоровья при сварке. Однако оцинкованную сталь можно сваривать без удаления цинкового покрытия, если соблюдать специальные процедуры.

Ниже перечислены сокращенные процедуры сварки оцинкованной стали с использованием наиболее распространенных методов сварки.

Газовая дуговая сварка металла (GMAW)

Газовая дуговая сварка металлическим электродом, также известная как сварка металл-инертный газ (MIG), представляет собой универсальный полуавтоматический метод сварки, особенно подходящий для сварки более тонких материалов (<1/2 [13 мм] толщиной).

Скорость сварки GMAW обычно ниже для оцинкованных поверхностей. Эти пониженные скорости позволяют цинку дольше выгорать в передней части сварочной ванны. Увеличение тока, подаваемого на сварочный электрод, может обеспечить достаточные средства для выжигания цинковых покрытий большей толщины.

Глубина проплавления уменьшается при сварке оцинкованной стали. При выполнении стыковых швов необходимо предусматривать большие зазоры.Равномерное проплавление достигается за счет движения сварочной горелки из стороны в сторону при стыковой сварке в горизонтальном положении. Увеличивается разбрызгивание при сварке оцинкованной стали в защитном газе CO ² . Образование частиц брызг прямо пропорционально толщине цинкового покрытия. Следовательно, образование брызг больше у горячеоцинкованной стали, чем у непрерывно оцинкованной (листовой) стали.

Частицы брызг могут прилипать к стальной поверхности, вызывая неприглядный вид.Нанесение состава для отделения брызг на основе кремния, нефти или графита перед сваркой может уменьшить прилипание брызг. Эти составы позволяют легко удалять частицы брызг после сварки.

Увеличение нагрева, снижение скорости сварки и использование защитного газа аргон-CO. ² при сварке GMA может дать более стабильную дугу и обеспечить более гладкие наплавки с минимальным разбрызгиванием и потерями цинка.

В начало

Дуговая сварка защищенного металла (SMAW)

Наиболее распространенным процессом дуговой сварки является дуговая сварка в среде защитного металла (SMAW).Сварка SMAW — это процесс, в котором используются покрытые флюсом электроды длиной от 9 до 18 дюймов (от 23 до 46 см) и диаметром от 1/16 до 5/16 дюймов (от 1,6 до 8,0 мм).

Глубина проплавления сварного шва уменьшается при сварке SMAW оцинкованной стали, как и в случае сварки GMAW, корневое отверстие для стыковых швов должно быть увеличено по сравнению с открытием стальных поверхностей без покрытия. Однако можно получить проплавление на всю глубину сварного шва, изменив обычные методы сварки для стали без покрытия.Если угол наклона электрода уменьшается с обычных 70 ° до 30 °, а скорость сварки значительно снижается, нормальная глубина шва может быть достигнута путем перемещения электрода вперед и назад вдоль стыка.

Образование брызг также увеличивается при сварке SMAW. Как правило, образование брызг не увеличивается до такой степени, когда требуются составы, предотвращающие разбрызгивание. Более низкие скорости сварки позволяют выгорать большей части цинкового покрытия и уменьшают образование брызг.Что касается сварки GMAW, обычно нет необходимости увеличивать ток, подаваемый на электрод, чтобы увеличить количество сгоревшего цинка.

Уменьшение угла наклона электрода и уменьшение скорости движения сварного шва значительно улучшит качество сварки SMAW на оцинкованной поверхности. Стали толщиной более 1/2 (13 мм) рекомендуется сваривать методом SMAW. При нанесении SMAW на оцинкованную сталь следует учитывать следующие соображения:

Сварочный электрод следует прикладывать медленнее, чем обычно, с взбиванием, при котором электрод перемещается немного вперед от сварочной ванны, а затем назад в сварочную ванну.Это гарантирует, что весь цинк выгорит до того, как начнется наплавка. После улетучивания сварка такая же, как и для стали без покрытия.

Следует избегать переплетения и множественных сварных швов. Подвод тепла к стыку следует сводить к минимуму, чтобы избежать чрезмерного повреждения прилегающего покрытия, не жертвуя при этом теплом, необходимым для выгорания цинка до образования валика. Короткая длина дуги рекомендуется для сварки во всех положениях, чтобы лучше контролировать сварочную ванну и предотвратить периодическое чрезмерное проплавление или подрезы.При сварке оцинкованной стали глубина проплавления уменьшается. При выполнении стыковых швов необходимо предусматривать большие зазоры. Равномерное проплавление достигается за счет движения сварочной горелки из стороны в сторону при стыковой сварке в горизонтальном положении. Отклонения от методов SMAW для поверхностей без покрытия и поверхностей с цинковым покрытием возникают из-за дополнительного тепла, необходимого для удаления цинкового покрытия. Создание взбивающего движения во время сварки позволяет удалить как можно больше цинкового покрытия перед формированием сварного шва.В результате получается более нарушенная сварочная ванна, повышающая текучесть шлака и образование брызг.

В начало

Кислородно-ацетиленовая сварка

Типичные результаты сварки

Все марки сталей с горячим цинкованием можно сваривать кислородно-ацетиленовой сваркой плавлением. Подготовка к сварке аналогична подготовке стали без покрытия. Поскольку для этого процесса необходима низкая скорость перемещения, которая необходима для доведения кромок стыка до температуры плавления, дополнительное тепло вызывает повреждение цинкового покрытия на гораздо большей площади, чем при использовании более быстрых процессов сварки.Наилучшие результаты достигаются, когда присадочный стержень перемещается вперед и назад, создавая волнообразный сварной шов. Следует использовать сопла с размерами, аналогичными тем, которые используются для сварки стали без покрытия аналогичной толщины. Сварные швы нельзя переплавлять пламенем для улучшения их внешнего вида; это приведет к дополнительной потере цинкового покрытия.

В начало

Сварка шпилек

Если оцинкованные шпильки должны быть приварены к оцинкованным поверхностям, необходимо удалить цинковое покрытие с конца шпильки и поверхности, на которую шпилька должна быть приварена.Если торцевая поверхность все еще покрыта цинком, металл сварного шва может сильно вылететь из стыка из-за улетучивания цинка с прилегающей поверхности.

В начало

Сварочная арматура

Сварку арматурных стержней можно выполнить методом SMAW или GMAW без удаления цинкового покрытия. Однако предпочтительно удаление цинкового покрытия в пределах 2 (50 мм) от сварного шва. Дополнительную информацию о сварке арматуры см. В Руководстве D 1.4 Американского общества сварщиков.

Концы прутка могут быть подготовлены к необходимому профилю распиловкой, шлифовкой или кислородной резкой. Холодная стрижка не рекомендуется, и подготовленные таким образом стержни следует тщательно осматривать, чтобы убедиться, что в процессе резки не повредились концы. При обнаружении повреждений концы необходимо обрезать до прочного металла. На сварных поверхностях не должно быть неровностей, которые могут помешать наплавке сварного шва заданного размера или вызвать дефекты. Если концы арматурных стержней подготовлены на месте, подготовленные кромки не будут содержать цинка, а процедуры сварки будут такими же, как и для стержней без покрытия.Наличие цинка на конце свариваемых стержней не оказывает значительного влияния на процедуру сварки или время, необходимое для выполнения соединений. Единственная разница заключается в образовании дыма при покрытии подготовленных кромок цинком.

В начало

Сварка трением

Шпильки с плоским концом, без покрытия или оцинкованные, нельзя приваривать к оцинкованной пластине, потому что слои сплава в цинковом покрытии действуют как поверхность с низким коэффициентом трения, и для сварки выделяется недостаточно тепла.Использование заостренных шпилек решает проблему приваривания шпилек трением к оцинкованным поверхностям. Наилучшие результаты достигаются на шпильках с острием под углом 120 °. Наличие цинкового покрытия на шпильке увеличивает время, необходимое для сварки.

В начало

Контактная сварка стали с цинковым покрытием

Контактная сварка обычно используется для соединения оцинкованной стали толщиной менее 1/4 дюйма и с цинковым покрытием менее 1 унции / фут ² (305 г / м ² ).Покрытия плотностью до 1,5 унций / фут ² (460 г / м 2) были успешно сварены, но срок службы электродов намного короче, чем у более легких покрытий. На более толстых покрытиях необходимо чаще заменять или ремонтировать изношенные электроды. Листовые материалы можно сваривать сопротивлением без снятия и с небольшим повреждением цинкового покрытия. Большинство гальванических покрытий после изготовления имеют большую толщину, чем рекомендовано для контактной сварки, и это становится непрактичным.

В начало

Сварка после горячего цинкования — Rotocoat

Крупные конструкции

Поскольку в некоторых случаях невозможно горячее цинкование сложной конструкции в целом, например, из-за того, что конструкция слишком велика для цинковой ванны или для транспортировки, конструкции такого типа необходимо будет собирать после цинкования.В этих случаях болтовые соединения, безусловно, являются предпочтительным подходом с учетом технических соображений коррозии. См. Контактная коррозия. Если болтовые соединения невозможны, отдельные оцинкованные детали необходимо сварить.

Сварка горячеоцинкованной стали

Как правило, сварка горячеоцинкованной стали не отличается от сварки неоцинкованной стали. Исследования показали, что механические свойства стали, оцинкованной или неоцинкованной, сварной или несварной, идентичны.

Необходимо смотреть на область вокруг сварного шва. Цинковое покрытие должно быть удалено с обеих сторон сварного шва до такой степени, чтобы стальную заготовку можно было сваривать, не обжигая цинковое покрытие.

Если не принять эту меру предосторожности, высокая температура, образующаяся во время сварки, приведет к сгоранию цинкового покрытия с обеих сторон сварного шва, выделяя пары оксида цинка, вредные для здоровья. Конечно, при сварочных работах не обойтись без вытяжки сварочного дыма.Однако во время сварки оцинкованного материала образуется так много дыма, что очень трудно сохранять четкий обзор сварочных работ и, следовательно, это может повлиять на качество. Кроме того, логично, что толстое цинковое покрытие будет генерировать больше дыма во время сварки. Кроме того, разбрызгивание обожженного цинка во время сварки может сделать процесс сварки очень неравномерным, что приведет к образованию пор в сварных швах.

Ретушь / Восстановление

После сварки поверхность сварного шва и неоцинкованные участки вокруг нее необходимо отретушировать, как описано в разделе «Восстановление / восстановление».Максимально допустимый размер восстанавливаемой поверхности, указанный в данном информационном листе (0,5% от общей площади поверхности изделия), здесь не применяется, поскольку с клиентом заранее согласовано, что отдельные оцинкованные детали должны быть сварены вместе. . На практике наиболее широко используемый подход к ретушированию / восстановлению — это краска с высоким содержанием цинка.

Характеристики стали — Производительность сварки

В качестве способа снижения общей массы автомобиля в автомобильной промышленности все более популярными становятся более тонкие и высокопрочные детали из оцинкованной стали.Использование оцинкованной стали позволяет производителям изготавливать легкие автомобили без ущерба для коррозионной стойкости. Помимо автомобильных кузовов, в последние годы оцинкованная сталь расширилась и на другие компоненты в деталях шасси, таких как рамы, опоры двигателя, поперечины и детали подвески.

«Автомобильная промышленность очень ориентирована на производство высококачественных деталей при сохранении очень высокой производительности, — говорит Фрэнсис Криванка, менеджер по продукции расходных материалов для порошковой проволоки Lincoln Electric Co.«Вы говорите о производстве сотен деталей за одну смену, поэтому последовательность и повторяемость имеют решающее значение».

Основными видами цинковых покрытий, используемых в автомобильной промышленности, являются горячеоцинкованные, отожженные и гальванические покрытия. Горячеоцинкованная сталь обычно имеет более толстое покрытие, что создает дополнительные проблемы и может быть труднее сваривать.

Сварка оцинкованной стали требует высоких скоростей хода, отсутствия пористости и устранения проблем, связанных с прожогом.

Проблемы с цинкованием

Оцинкованная сталь обладает множеством свойств, которые делают ее хорошим выбором для автомобильной промышленности.Защитный слой цинка на поверхности обеспечивает отличную коррозионную стойкость, что важно для более тонких датчиков.

Однако сварка оцинкованной стали всегда была затруднена из-за низкой температуры кипения (906 ° C) цинка. Испаренный цинк задерживается в расплавленной сварочной ванне, и сварной шов затвердевает до того, как пары цинка могут уйти, создавая внутреннюю и внешнюю пористость (на поверхности сварного шва и под ней).

Скорость перемещения, используемая в процессе сварки, влияет на пористость.Чем выше скорость движения, тем быстрее сварочная ванна имеет тенденцию замерзать, задерживая пары цинка.

«Замедление охлаждения позволяет парам цинка пузыриться», — говорит Криванка. «Но если вы путешествуете слишком медленно, вы можете перегреться и исказить свою часть или прожечь дыру».

Прожог из-за подводимого тепла представляет определенный риск для тонких автомобильных деталей из оцинкованной стали.

«Раньше мы видели автомобильные детали толщиной от 2 до 3 мм, но теперь она составляет менее 2 мм, а в некоторых случаях становится меньше 1 мм и даже тоньше», — говорит Вайдьянат Раджан , ​​руководитель группы исследований и разработок , Lincoln Electric. .«Когда вы свариваете более тонкие детали, вы не хотите прорезать оцинкованный стальной лист. Вам нужно тщательно контролировать тепловыделение, но в то же время, чтобы лужа оставалась достаточно жидкой, чтобы цинк, который вы сжигаете, пузырился ».

Металлические

К счастью, существует решение проблемы тепловложения, связанное со сваркой оцинкованной стали. Переход с сплошной проволоки и самозащитной порошковой проволоки на порошковую проволоку, предназначенную для использования с оцинкованной сталью, в сочетании с импульсной сваркой MIG дает множество преимуществ.

«Были использованы разные подходы, — говорит Раджан. «Несколько лет назад было типичным использование самозащитной порошковой проволоки, предназначенной для флюсования с цинком. Цинк застревает в образующемся шлаке, и это был один из способов предотвратить образование пор цинка в сварном шве. Однако в последние год или два все больше предпочтительнее использовать порошковую проволоку ».

Сварной шов конкурента на оцинкованной части шасси с внутренней пористостью 18 пор на дюйм (слева). Сварной шов Lincoln Electric на оцинкованной части шасси с внутренней пористостью 0.6 пор на дюйм при более высокой скорости перемещения 50 дюймов в минуту.

В целом проволока с металлическим сердечником обеспечивает высокую скорость перемещения и высокую производительность наплавки. Кроме того, профиль проплавления и получаемая в результате форма сварного шва порошковой проволоки по сравнению со сплошной проволокой могут быть полезны в автомобильной промышленности. Но сами по себе эти преимущества не всегда решают проблемы, возникающие при сварке автомобильных деталей из оцинкованной стали.

«Вы свариваете слой цинка, который является летучим металлом», — объясняет Раджан.«Сварка — это довольно быстрый процесс. У цинка недостаточно времени, чтобы пузыриться, поэтому он застревает в сварном шве и проявляется в виде пористости. Кроме того, повышенная турбулентность дуги из-за паров цинка вызывает аномальное увеличение разбрызгивания, что приводит к плохому качеству сварки ».

Решение Z

Уникальное решение для сварки тонких оцинкованных стальных автомобильных деталей сочетает в себе специализированную порошковую проволоку Metalshield Z с новой формой сигнала переменного тока под названием Rapid Z. Проволока с металлической сердцевиной часто используется с сигналами других форм, например, стандартными импульсами.Lincoln Electric разработала специальную форму волны, специально предназначенную для сварки деталей из оцинкованной стали. Специализированная проволока и форма волны являются частью Process Z, решения Lincoln Electric для сварки оцинкованных материалов.

Специально адаптированная форма сигнала переменного тока использует двухконтактный подход. «Он берет лучшие части сварки с положительной полярностью и сочетает это с преимуществами сварки с отрицательной полярностью», — говорит Криванка. «Дуга сконструирована так, чтобы быть более сфокусированной, чтобы в первую очередь создавать меньше паров цинка, что приводит к меньшей пористости сварного шва.Кроме того, он обеспечивает контролируемый, стабильный перенос металла и хороший профиль проникновения ».

Кроме того, проволока Metalshield Z предназначена для снижения температуры замерзания, дольше удерживая лужу в расплавленном состоянии, чтобы цинк мог пузыриться.

Решение Metalshield и Rapid Z обеспечивает более высокую скорость перемещения, не влияя на критические характеристики сварного шва. «Один из способов борьбы с пористостью — замедлить процесс сварки», — говорит Раджан. «Но автопроизводители по-прежнему хотят высокой производительности.Таким образом, настраиваемая форма сигнала переменного тока в сочетании с проводом Metalshield Z помогает использовать номинально высокую скорость перемещения для достижения той же цели. При использовании сплошного провода скорость замедления может составлять от 20 до 30 дюймов в минуту. Для проволоки с металлическим сердечником она может изменяться с 30 до 40 дюймов в минуту. Решение Process Z обеспечивает скорость движения более 50 дюймов в минуту ».

Криванка добавляет, что Process Z может успешно перекрывать зазоры из-за плохой подгонки деталей и обеспечивает согласованность от детали к детали, которую иначе трудно достичь. « С зазорами или толщиной детали или вариациями толщины покрытия — это решение может учесть эти различия».

Сварка с переменным током может значительно уменьшить количество брызг. «Контролируя переключение полярности с положительной на отрицательную, форма волны переменного тока создает дугу с минимальными нарушениями», — объясняет Раджан. «Оцинкованная сталь сама по себе всегда будет пытаться разрушить дугу. Возможность производить сварной шов с очень низким разбрызгиванием и контролируемой дугой обеспечивает более быстрое перемещение.”

Уменьшение разбрызгивания и необходимость в очистке после сварки или удалении шлака важны, потому что для минимизации коррозии обычно требуется защитное покрытие после сварки или электронное покрытие для оцинкованной стали. Любые остатки, оставшиеся после сварки на поверхности детали, могут помешать процессу нанесения покрытия и повлиять на коррозионную стойкость. «Перед нанесением покрытия важно иметь чистую деталь», — говорит Криванка. «Если вы держите брызги вниз, это будет менее чистым, вам придется сделать это, прежде чем переходить к нанесению электронного покрытия.”

Линкольн Электрик Ко.

Сварка оцинкованных компонентов — Metal Finishings Ltd

Проблемы со сваркой поверхностей с цинковым покрытием

Цинк плавится при 420 ° C и кипит при 907 ° C. Сталь плавится при температуре около 1400 ° C. Тогда вы можете увидеть, как попытка сварить деталь, состоящую из стали и цинкового покрытия, приведет к испарению цинкового покрытия. Это опасно для здоровья на рабочем месте, потому что сварщик рискует вдохнуть этот испарившийся цинк. Это также означает, что цинковое покрытие в области, которую вы сварили, не приносит пользы, а окружающее цинковое покрытие, вероятно, также ухудшится.

Металлический дым — промышленное заболевание, вызываемое вдыханием сварочного дыма. Возможно, наиболее распространенной или наиболее известной причиной лихорадки от дыма от металла является сварка изделий с цинковым покрытием (цинкование, гальванизация, цинкование и т. Д.). Острые симптомы металлической лихорадки обычно похожи на грипп или другой дискомфорт, связанный с легкими. Хотя симптомы гриппа часто длятся всего несколько дней, воздействие сварочного дыма может вызвать долгосрочные повреждения или повысить восприимчивость к другим заболеваниям.

Дополнительная информация о лихорадке металлических дыма от TWI

Мы рекомендуем всем, кто занимается сваркой (независимо от того, используется ли цинковое покрытие), проконсультироваться с профессиональным гигиенистом.Сварка может производить много опасных веществ, и работодатели обязаны оценивать и контролировать эти риски в соответствии с правилами COSHH. Британское общество гигиены труда — это профессиональная организация для специалистов по гигиене труда / промышленной гигиены в Великобритании.

Снижение опасности

Чтобы уменьшить опасность, создаваемую сваркой, мы рекомендуем сваривать детали до того, как они будут оцинкованы. Однако мы понимаем, что это не всегда возможно. Если поверхность уже была покрыта цинком, мы рекомендуем удалить цинк перед сваркой.Вы можете удалить участок локально механически или мы можем удалить покрытие со всей детали, используя наш рассол с соляной кислотой. Если вы удаляете цинк только локально, следите за тем, чтобы окружающие участки не становились слишком горячими.

Если вы настроены на сварку на оцинкованных поверхностях, убедитесь, что вы используете подходящую местную вытяжную вентиляцию (LEV). Выбирая инженеров LEV, вы должны рассматривать членство в ILEVE как знак компетентности. Питье молока перед сваркой не является действительным контролем COSHH и не защитит сварщиков.В ВШЭ публикуются сведения о заболеваниях, вызванных сварочным дымом.

Заявление об ограничении ответственности

Эта страница предназначена только для информации, ее не следует рассматривать как совет, и мы не можем нести никакой ответственности за использование вами информации на этой странице. Информация на этой странице используется и полагается на ваш страх и риск, и вы несете исключительную ответственность за любые результаты. E&OE.

Сварка оцинкованной стали — горячее цинкование Sperrin

Часть стальных конструкций, оцинкованных методом горячего цинкования, перед погружением обрабатывается сваркой.Процесс сварки может повлиять на цинкование с точки зрения качества покрытия, деформации и создания повышенного потенциала для растрескивания в отдельных случаях. Эти проблемы можно решить, приняв соответствующие меры.

Качество покрытия

В процессе сварки на стальную поверхность иногда может откладываться сварочный шлак. Этот отложение не будет удалено обычным процессом предварительной обработки и приведет к появлению участков без покрытия. Поэтому очень важно удалить все признаки сварочного шлака перед отправкой работ на горячее цинкование.При сварке стальных конструкций перед горячим цинкованием часто используется спрей для защиты от брызг (Изображение 1). Это может быть полезно с точки зрения достижения более ровной поверхности при цинковании. Однако некоторые спреи для защиты от брызг при сварке могут пригорать на стальной поверхности, так что она не видна невооруженным глазом, и поскольку они не удаляются обычным процессом предварительной обработки, образуются участки без покрытия.

Проблемы с распылителями для защиты от брызг при сварке (изображение 2) были связаны с распылителями на масляной основе и содержащими силикон.Этой проблемы можно избежать, используя водный или водорастворимый спрей для предотвращения разбрызгивания сварных швов, который обычно отрывается во время обычного процесса предварительной обработки, а подробную информацию о поставщиках продукции можно получить в Ассоциации гальванизаторов по запросу.

Использование сварочных материалов также может повлиять на качество покрытия, поскольку большинство сварочных электродов содержат большое количество силикона. В результате наплавленный металл сварного шва может быть значительно более реактивным, чем основной металл, что приводит к увеличению толщины покрытия локально на сварном шве (изображения 3 и 4).В некоторых случаях, когда сварные швы шлифовали заподлицо, из-за повышенного роста покрытия может казаться, что такая работа не проводилась. Этой проблемы можно избежать, используя сварочные материалы с низким содержанием силикона. Подробную информацию о поставщиках можно получить в Ассоциации гальванизаторов по запросу.

Искажения

Процесс сварки может создавать напряжения в стальных изделиях, которые в некоторых случаях могут быть достаточно высокими, чтобы привести к деформации во время процесса горячего цинкования.Важно, чтобы возникающие напряжения были как можно более низкими, а также имели сбалансированное искажение. Это может быть достигнуто за счет минимизации длины и размера сварных швов и использования сбалансированной техники сварки. Дополнительные сведения о предотвращении искажения можно найти в этой статьи .

Растрескивание

Появление трещин в процессе цинкования — редкое явление. Однако качество сварки может быть фактором, способствующим возникновению трещин, но, следуя некоторым простым рекомендациям, и без того низкая частота возникновения может быть еще больше снижена.Сварка должна проводиться в соответствии с Национальными техническими условиями на стальные конструкции (NSSS), и таким образом будет получен сварной шов хорошего качества.

Некоторые моменты для рассмотрения:

• Обеспечение сухости сварочных стержней перед использованием, чтобы избежать потенциального накопления водорода
• Обеспечение минимального тепловложения и размера сварных швов, чтобы снизить уровень напряжений, создаваемых внутри производства.
• Сварные швы шлифуют для удаления дефектов поверхности, которые могут выступать в качестве точек зарождения трещин

В идеальном случае отверстия должны быть просверлены, а если отверстия пробиты, их следует развернуть перед цинкованием.Следует избегать горения отверстий пламенем, так как при этом образуются затвердевшие поверхности с поверхностными дефектами. По возможности также следует избегать использования квадратных отверстий, поскольку углы могут действовать как концентраторы напряжения, из-за которых могут образовываться трещины. В случае обрезки колец они должны иметь как можно больший радиус, а их поверхность должна быть отшлифована, чтобы удалить любые затвердевшие поверхности и дефекты, которые могут действовать как концентраторы напряжения.

Сварка горячеоцинкованной стали

Лучше всего постараться обеспечить выполнение всех работ до горячего цинкования.Обычно, принимая во внимание необходимость проектирования для цинкования, это может быть достигнуто таким образом, чтобы обеспечить непрерывность оцинкованного покрытия по всему изделию. Однако в отдельных случаях может потребоваться внести изменения в оцинкованный компонент или соединить два отдельных оцинкованных компонента, так что потребуется сварка.

Проблемы со сваркой оцинкованной стали

В случаях, когда необходимо сваривать оцинкованные стальные конструкции, основными проблемами, вызывающими озабоченность, являются:

• Повреждение оцинкованного покрытия из-за высокой температуры процесса сварки
• Возможность охрупчивания сварного шва, если цинк уносится в сварочную ванну
• Предполагаемые проблемы здоровья и безопасности, связанные со сваркой оцинкованной стали

В некоторых случаях, если соединение не является несущим или критическим, унесенный цинк может не представлять серьезной проблемы.Тем не менее, приведенные ниже пункты подчеркивают передовой опыт, который минимизирует вероятность уноса цинка в сварочную ванну, а также снижает проблемы со здоровьем и безопасностью:

• Следует поддерживать хорошую вентиляцию в местах сваривания оцинкованных стальных конструкций внутри помещения
• Удалите оцинкованное покрытие на расстоянии не менее 25 мм с каждой стороны предполагаемого сварного шва. Наиболее эффективный способ удаления цинка — выжигание сварочной горелкой, хотя на практике покрытие часто удаляется абразивными средствами, такими как шлифовка
• При использовании абразивного шлифования на поверхности может остаться некоторое количество остаточного цинка.
• Можно немного увеличить сварочный ток для поддержания стабильности сварочной дуги
• Следует снизить скорость сварки, если гальваническое покрытие не удалялось локально

Для стыковых швов расстояние между свариваемыми деталями из оцинкованной стали должно быть немного увеличено, чем в противном случае, если бы оцинкованное покрытие не было удалено на месте.Если используются электроды с покрытием, электроды с низким содержанием водорода с основным покрытием предпочтительны для конструкционных сталей, которые не будут подвергаться большим нагрузкам. Следует избегать использования электродов с покрытием из рутилцеллюлозы.

После сварки область сварного шва должна быть очищена от сварочного шлака и любых других поверхностных загрязнений перед проведением ремонта, обычно с использованием подходящей краски или пасты с высоким содержанием цинка для достижения минимальной толщины ремонтного покрытия 100 мкм.

Методы сварки

При использовании автоматической дуговой сварки с открытыми или экранированными дугами наилучшие результаты могут быть получены за счет увеличения расстояния между свариваемыми деталями и за счет снижения скорости сварки.

При сварке металлоактивным газом (MAG) в идеале в качестве защитного газа должна использоваться смесь углекислого газа и аргона (около 20% CO2 80% Ar) с пониженной скоростью сварки и увеличением расстояния между деталями примерно на 1-2 мм. Небольшое колебательное движение проволочного электрода также может быть полезным. Использование подходящего сварочного спрея для защиты от брызг также может быть полезным, особенно при сварке с короткой дугой в CO2.

Вольфрамовый инертный газ (TIG) не рекомендуется для оцинкованной стали, поскольку пары оксида цинка оказывают вредное воздействие на дугу и могут повредить вольфрамовый электрод.В целом, хорошие результаты могут быть получены при сварке оцинкованной стали с использованием различных методов, хотя небольшие изменения в практике сварки, как указано выше, будут полезны, поскольку оператор будет продвигаться вверх по кривой обучения, чтобы установить правильные параметры.