Сварка листа оцинкованного: Сварка оцинкованного металла – методы и электроды ля сварки

Сварка оцинкованной стали | Статьи

Сварка оцинкованной стали находит весьма широкое применение при

• строительных работах для крепежа конструкций, каркасов, листовых материалов и др.,
• производстве бытовых приборов и автотранспорта,
• прокладывании вентиляционных систем и мн. др.

Сам слой цинка, предупреждающий образование коррозии, может быть от 1 до 20 мкм. Он обеспечивает катодную защиту. Даже при наличии повреждений поверхности такая обработка не теряет своей эффективности. Таким образом, во время сварочных работ на оцинкованном металле образуется уже полностью защищенный от коррозии слой (даже на кромках срезов).

Технологические особенности сварки оцинкованной стали

Как известно, цинк плавится уже при 420° С, а если температура станет выше 906° С, то она просто начнет испаряться. Поэтому нужно избегать резкого теплового воздействия.

Чтобы не допустить появления трещин и других повреждений цинкового слоя, используются особые присадочные материалы

(чаще всего это такие соединения, как CuSi3, CuAl8, CuSi2Mn). Как видно, все они содержат медь, поэтому плавятся при температуре около 1000° С, а сам обрабатываемый металлический предмет при этом – нет. С помощью присадочных проволок сталь во время сварки удерживается в защитной газовой среде.

Использование этой простой технологии обеспечивает целый ряд преимуществ:

1. основной материал и сварочный шов надежно защищены от коррозии,
2. рабочая поверхность выгорает гораздо меньше, поскольку тепловложение при сварке намного ниже,
3. раскаленный материал почти не разбрызгивается,
4. производить дальнейшую обработку такого шва значительно легче.

В результате такой спайки сталь переходит в шов, иными словами – импульсивную сварочную дугу.

Для сокращения испарений цинка оцинкованную сталь обрабатывают при небольшой силе тока. Это также позволяет сократить число «спор» на сварочном шве, повысить качество работ и материала в целом.

Для выполнения этой процедуры используется особый режим – синержик – с цифровым управлением, при котором параметры для каждого взаимодействия проволоки с газом программируются автоматически. При выполнении работ специалисты компании «Стройметалл» выбирают оптимальные режимы в зависимости от типа присадочной проволоки, а встроенный процессор установит оптимальный режим мощности.

Чтобы присадочный материал при сварке подавался бесперебойно, необходимо обеспечить точное вхождение проволоки в

контактный наконечник, который также нужно подбирать с особой тщательностью.

Если вам требуется качественно и оперативно выполнить сварочные работы по оцинкованной стали на промышленных или частных объектах, обращайтесь в компанию «Стройсталь»!

Мы специализируемся на поставках изделий металлопроката, а также предоставляем услуги по металлообработке.

Уточнить стоимость работ или заказать сварку оцинкованной стали можно по телефону +7 (495) 798-76-73.

Сварка оцинкованной стали

В целях повышения долговечности эту сталь применяют довольно широко в автомобилестроении и т. п. Цинк предохраняет поверхность стали от электрохимической коррозии на длительное время. Эта сталь достаточно хорошо штампуется, сваривается и окрашивается. Цинковое покрытие считается в условиях эксплуатации автомобиля более долговечным, чем многослойные лакокрасочные покрытия. В целях защиты от коррозии из такой стали изготовляют только наиболее уязвимые детали кузова автомобиля. Например, в США в среднем на один автомобиль расходуется до 90 кг горячеоцинкованной и 9 кг стали с гальваническим покрытием.

Для цинкования часто используют холоднокатаную низкоуглеродистую сталь 08кп, широко применяемую в штампо-сварных конструкциях. Покрытие можно наносить горячим способом (окунанием) или в гальванических ваннах. Первый считается более производительным и дешевым, последний дает более равномерный слой, что благоприятнее для сварки. Горячим цинкованием изготовляют основную массу оцинкованного металла.

Технология цинкования должна исключать образования интерметаллидов железа с цинком, так как эти соединения делают металл менее пластичным и непригодным для штамповки. При сварке металла возможны трещины. На снижение пластичности влияет образование неравновесных структур при отжиге и цинковании, а также возможно появление водородной хрупкости.

В зависимости от назначения применяют легкие, средние и тяжелые покрытия, различающиеся толщиной, задаваемой массой покрытия на единицу площади. В легких покрытиях масса цинка на 1 м

2 составляет 120—275 г, средних 245—410 г и тяжелых 390—685 г при средней толщине покрытия соответственно 14,21 и 30 мкм.

В целях снижения расхода цинка и улучшения свариваемости применяют стали с односторонним покрытием или двусторонним, но разной толщины. Например, специально для автомобилестроения разработано дифференцированное покрытие с толщиной слоя цинка на лицевой стороне 2,5—6 мкм, а на стороне, более подверженной коррозии, 20—25 мкм. Толщина покрытия влияет на свариваемость. С увеличением его толщины свариваемость ухудшается, требуются увеличение сварочного тока, изменение цикла сварки, более частая зачистка рабочих поверхностей электродов.

Оцинкованная сталь должна поступать с чистой поверхностью, свободной от масла, грязи и остатков смазки, применяемой при штамповке. Появление на поверхности стали (при ее длительном хранении в условиях повышенной влажности и температуры) окислов цинка (белый налет) препятствует сварке, и их следует удалять.

Сварка оцинкованной стали не требует применения специального оборудования. В связи с более низким контактным сопротивлением, вызванным увеличением площади контакта в месте сварки, необходимо повышение силы сварочного тока. Чем толще цинковое покрытие, тем меньше сопротивление в месте сварки, тем требуется большее повышение силы тока.

Интенсивное увеличение диаметра контактных площадок замедляет повышение температуры центрального столбика металла и вызывает более позднее формирование литого ядра. По мнению исследователей, это приводит при сварке сталей с покрытиями к значительно большему разбросу значений диаметра литого ядра и нагрузки на срез, так как ядро формируется за более короткое время.

В табл. 7 приведены режимы сварки для стали, имеющей среднее гальваническое покрытие. По сравнению с жесткими режимами (см. табл. 3, режим А), для сварки непокрытых сталей в этих режимах увеличены усилие на электродах до 40%, продолжительность импульса сварочного тока до 90% и сила сварочного тока до 20%. Одновременно в этих же соединениях увеличивается и разрушающее усилие частично благодаря дополнительной прочности, полученной за счет сплавления цинка вокруг ядра. Эти же режимы сварки применяют при отношении толщин не более 1:2.

Таблица 7. Режимы точечной сварки оцинкованной низкоуглеродистой стали

Толщина каждой детали, мм	Диаметр контактной поверхности электрода, мм	Усилие на электродах, кгс	Продолжительность импульса сварочного тока, с	Сила сварочного тока, кА	Диаметр литого ядра, мм	Разрушающее усилие при срезе на точку, кгс
0,8	4,0	215	0,22	10,5	4,3	420
0,9	4,5	250	0,24	11,0	4,6	500
1.0	5,0	285	0,26	12,5	5,0	635
1,3	5,5	380	0,36	14,0	5,8	910
1,5	6,5	487	0,46	15,0	6,6	1135
1,9	8,0	635	0,56	19,5	7,9	1450
2,4	9,0	820	0,64	24,0	9,0	1910
2,8	10,5	1000	0,78	28,5	10,4	2315

Коррозионная стойкость в месте сварки несколько снижается (до 20%) из-за частичного разрушения покрытия под электродами. Время проковки после выключения сварочного тока необходимо увеличивать, например, до 0,4 с для сварки стали толщиной 1,6 мм. В этот момент слой цинка, расплавленный при сварке, застывает и в меньших количествах переходит на контактную поверхность электродов. В некоторых источниках для металла толщиной свыше 1,5 мм рекомендуется применять повышенное усилие проковки в целях повышения стабильности прочностных показателей и улучшения стойкости электродов (табл. 8).

Таблица 8. Режимы точечной сварки с проковкой оцинкованной низкоуглеродистой стали

Толщина каждой детали, мм	Усилие на электродах, кгс		Продолжительность, с		Сила сварочного тока, кА	Диаметр литого ядра точки, мм	Разрушающее усилие при срезе  на точку, кгс
	при сварке	при проковке	импульса сварочного тока	проковки
1,65	205	475	0,5	0,33	11,5	7,1	1250
2,74	320	900	0,8	0,51	15,5	8,9	3000
3,50	680	1170	1,2	0,83	19,0	12,2	4300

При сварке оцинкованных сталей применяют электроды из бронзы типа БрХ или сплава БрХЦр, имеющего большую стойкость.

Электроды применяют с рабочей поверхностью в виде усеченного конуса с углом заточки 120—140°. Электроды со сферической заточкой (радиус сферы 75 мм) используют в тех случаях, когда трудно обеспечить перпендикулярность оси электрода к сварочной поверхности. Важно обеспечить интенсивное охлаждение электродов при расходе воды не менее 7 л/мин. Контактную поверхность электродов следует периодически зачищать и заправлять. При сварке стали толщиной до 2,5 мм со средним покрытием эту операцию производят после 1000 точек. С возрастанием толщины свариваемых деталей и толщины покрытия стойкость электродов падает.

Резко ухудшается вид места сварки и снижается стойкость электродов при сварке оцинкованной стали на многоточечных машинах с односторонним токоподводом. Лучшие результаты получаются при сварке непокрытой стали с оцинкованной, если непокрытую сталь расположить со стороны вторичного контура сварочного трансформатора. Плотность тока в контакте электрод — деталь при этом снижается. Для сварки двух оцинкованных листов следует использовать обычную двустороннюю сварку или схему со спаренными трансформаторами, что также облегчает условия работы электродов в результате снижения токов шунтирования.

Статическая прочность на срез сварных соединений из оцинкованной стали несколько выше, чем у непокрытых благодаря дополнительной прочности, полученной за счет сплавления цинка вокруг литого ядра. Прочность при переменных нагрузках также возрастает. Критерием ее оценки обычно является отношение
предела выносливости к максимальной статической прочности на срез, которое для оцинкованных и непокрытых сталей толщиной 1 мм равно соответственно 0,5 и 0,3. Эта разница снижается при увеличении толщины, что объясняется уменьшением эффекта действия соединения, вызванного сплавлением цинка вокруг литого ядра.

Сварка оцинковки: нюансы работы, выбор электродов

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

Сварка оцинковки – ответственный процесс, который характеризуется низкой рабочей температурой при расплавлении присадочных материалов. Сложность работ обусловлена свойствами цинка: его температура плавления всего 420 °C. Небрежное отношение к технологии сварочных работ может привести к выгоранию защитного слоя цинка, что влечет за собой дефекты соединения: трещины или поры шва.

Особенности сварки оцинковки

Легкоплавкость защитного слоя делает сварку оцинкованной стали непростой задачей. Подбор оптимального режима сварки не сможет ее решить. Выход из ситуации – ручная дуговая сварка инвертором с применением специальных электродов с защитным покрытием. Альтернатива – применение присадочной проволоки и полуавтомата для работы в среде защитного газа.

Важно! Пары цинка – опасное вещество. Категорически не рекомендуем производить сварку оцинковки в непроветриваемых помещениях. Не следует забывать про средства индивидуальной защиты – использование респиратора обязательно!

Присадочный материал имеет медно-кремниевую или алюминиево-бронзовую рабочую составляющую, которая положительно влияет на качество сварки. Особенности данного процесса следующие:

1. Обработка шва. Полученное соединение легко поддается механической обработке.
2. Качество соединения. Шов имеет катодную защиту и не подвержен воздействию коррозии.
3. Стабильность процесса. Он характеризуется практически полным отсутствием брызг и малой степенью выгорания.

Сварка отверстий в оцинковке имеет свои особенности. Заделка отверстий предполагает их предварительную очистку от загрязнений, следов коррозии или нефтепродуктов. При значительном диаметре окна используют специальные конусные вставки, которые точечным методом фиксируются по периметру. При толщине металла более 2 мм применяются перегородки или пробки из низкоуглеродистого металла. Незначительные проколы предварительно рассверливают до размера 18–20 мм. Внутренняя поверхность отверстия должна быть гладкой, без следов резьбы или каких-либо загрязнений.

Требуемые расходные материалы

Трудоемкость процесса зависит от толщины листа. Профессиональные навыки сварщика и надежный сварочный аппарат будут бесполезны при использовании некачественного присадочного материала. Главный показатель проволоки – низкая температура плавления. При этом будет плавиться только присадка, а не сталь. Это придает сварочному процессу характерные признаки пайки.

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

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

Помимо вышеуказанной проволоки при сварке оцинковки применяют другие виды:

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

Какие электроды выбрать

Существует несколько видов электродов с рутиловым или основным покрытием, подходящих для работы с оцинковкой:

• УОНИ13/55;
• ДСК50;
• ОЗС4;
• АНО4;
• МР3;
• АОНИ13/45.

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

Правила сварки полуавтоматом

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

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

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

Правила сварки инвертором

Инверторное оборудование часто применяют для работы с тонколистовым металлом. Для соединения используется ток обратной полярности: плюс подключают к держателю, а минус – к оцинкованному металлу. В результате электрод поддается значительному температурному воздействию, которое обеспечивает качество соединения.

Особенности технологического процесса соединения оцинковки инвертором следующие:

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

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

Сварка оцинковки: технологии, особенности, выбор электродов

Сварка оцинковки востребована в производственных и промышленных сферах. Однако сам процесс является относительно сложным, так как температура плавления цинкового покрытия существенно отличается от стали или сплавов. Нужно выбрать оптимальную технологию на основе параметров заготовок, их состава, а также условий эксплуатации.

Сварка оцинкованной трубы

Особенности материала

Для повышения коррозионной стойкости стали на нее наносят слой из цинка, толщина которого составляет 2–150 мкм. Для расплавления стали требуется нагрев до +1100⁰С, а цинка — +906⁰С. Поэтому обычные способы сваривания не подходят, так как защитный слой будет прожжён, а сама деталь потеряет стойкость к окислению.

Чтобы не допустить потерю стойкости конструкции к коррозии, требуется использовать специальные флюсы, предотвращающие перегрев поверхности. Они повышают температуру плавления, не давая расплавиться оцинковке.

Для оцинкованной стали другой проблемой является попадание расплавленного цинка в сварную ванну, что приводит к ухудшению свойств шва и потери прочностных свойств. Поэтому перед проведением работ требуется зачистка поверхностного слоя вдоль линии стыковки. Данное правило является обязательным для соединения любых составов оцинковок.

Очистить оцинкованный слой можно следующими способами:

• обжиг газовой горелкой — опасный способ, при котором выделяется много вредных паров, реализуется быстро, не требует специальных навыков;
• механический — зачистка, выполняемая абразивным инструментом, считается длительной по времени, но эффективной;
• химический — выполняется обработка химическими составами, обычно кислотными или щелочными средствами, после действия которых поверхность достаточно промыть большим количеством воды.

Третьей особенностью является токсичность паров, которые начинают выделяться в результате плавления цинка. При нагреве происходит проплавление, затем наступает фаза испарения. Если пары попадут внутрь органов дыхания человека, то произойдёт интоксикация.

Выбор электродов

Для сваривания низкоуглеродистой оцинковки пользуются следующими электродами:

• МР-3;
• АНО-4;
• ОЗС-4.

Для высокоуглеродистых сплавов применяются электроды, отличающиеся высоким содержанием флюсов:

• УОНИ-13/45;
• УОНИ-13/55;
• ДСК-50.

Электроды, применяемые для надёжной сварки оцинкованных труб и других массивных конструкций, содержат фтористые и карбонатные соединения. При большой толщине деталей следует использовать технологию послойной наварки.

Для сварки оцинкованной стали используют сварку следующими способами:

• полуавтоматическим;
• инверторным;
• газовой горелкой.

Сварка полуавтоматом

Полуавтоматическая сварка выполняется в защитной аргоновой среде или в углекислом газе. Диаметр проволоки выбирается в зависимости от толщины свариваемых оцинкованных конструкций.

Сварка оцинковки с применением полуавтомата имеет следующие особенности:

• тонколистовой металл следует варить точечно, в таком случае вероятность сквозного прожога будет минимальной;
• получить качественный сварной шов при напряжении менее 220В можно только с применением проволоки, диаметр которой составляет меньше требуемого на 0,2 мм;
• для соединения деталей в среде без защитной газовой атмосферы нужно использовать присадки;
• к заготовке цепляется положительный контакт, а к присадке — отрицательный.

Преимущества варки полуавтоматом:

• выполнение работ в присутствии или отсутствии защитной газовой атмосферы;
• высокое качество сварного шва: ровный, равномерный, однородный;
• выдержка широкого диапазона токовых параметров.

Недостатки:

• при наличии воздушных потоков от ветра или вентиляционной системы запрещено пользоваться данным методом;
• нужно использование габаритных баллонов с газом;
• требуются жёсткие шланги для подачи газа к месту проведения работ от баллонов.

Сварка оцинкованной заготовки

Сварка инвертором

Инверторная сварка применяется при соединении деталей толщиной менее 2 мм. Подключение выполняется следующим образом:

• к минусу подсоединяется свариваемая конструкция;
• к плюсу — электрод.

Оцинкованный металл сваривается на токе обратной полярности. При правильном подключении разогрев электрода происходит за несколько секунд, дуга зажигается быстро, горит стабильно.

Особенности данного метода следующие:

• при варке электродами малого диаметра сварка стыков проводится точно, равномерно;
• перемещение сварочной проволоки вдоль поверхности должно быть плавным с постоянной скоростью, резких рывков быть не должно, так как важно не повредить цинковое покрытие;
• наклон электрода над поверхностью заготовки не должен превышать 45⁰, чтобы минимизировать вероятность прожига металла.

Как варить оцинковку

Для сварки оцинкованной стали необходимо выполнить следующее:

• подобрать подходящую по параметрам проволоку или электроды;
• собрать нужное оборудование;
• выполнить подготовительные работы, чтобы трубы или листы были надёжно соединены.

Оборудование

Заранее до проведения работ потребуется приготовить следующее оборудование:

• инвертор или полуавтомат, позволяющие работать на требуемом сварочном токе;
• горелка;
• баллоны с газом;
• держатель электродов или система подачи проволоки;
• рукав для подключения к баллону держателя.

Рекомендуется выбор сварочного аппарата с предустановленными режимами по току и напряжению, чтобы упростить подбор параметров. Особенно эта функция подходит для новичков, у которых недостаточно опыта в проведении подобного типа работ.

Подготовительные работы

На этапе подготовительных работ:

• при толщине заготовки более 3 мм делают скос под углом 80⁰ на расстояние 1–1,5 мм на поверхности формирования шва;
• торцы чистят от пыли, грязи, зачищают заусенцы, обрабатывают кромки, обезжиривают специальными составами;
• укладывают ровно свариваемые элементы в том положении, в котором их необходимо соединить, при этом оставляют зазор 3 мм;
• на поверхности вдоль сварного шва наносят флюс равномерным слоем 2 мм на расстояние 20 мм.

Подготовка к сварке оцинковки электродом

Процесс сварки

Сваривание трубопровода:

1. Включают горелку, прогревают свариваемые детали от соединяемых торцов на расстояние не менее 300 мм.
2. Нагревают флюс до тех пор, пока он не станет прозрачным.
3. Присадочную проволоку прижимают к поверхности металлических торцов, горелкой её расплавляют, полностью заполняют пустое пространство.
4. Горелку направляют на проволоку, греют её до температуры плавления. Припой располагают перед пламенем. Предельные углы наклона следующие: горелки – 95⁰, проволоки – 15⁰-30⁰.

Листы сваривают аналогичным образом, но только используют инверторы или полуавтоматы. Техника работ простая, но важно не допустить перегрева металла.

Завершающие работы

На завершающем этапе выполняются следующие работы:

• смывают флюс;
• зачищают шов;
• обрабатывают поверхность антикоррозионным составом.

Для безопасной работы требуется использование специальных защитных средств для органов дыхания либо обеспечить качественное проветривание помещений при помощи естественной или принудительной вентиляции.

ручная дуговая, полуавтоматом, инверторная электродами, под флюсом

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

Особенности оцинкованного металла при сварке

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

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

Как правильно подобрать электроды

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

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

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

Способы сваривания

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

Ручная дуговая сварка

При сварке оцинкованного металла с помощью электродов важно помнить:

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

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

Сварка полуавтоматом

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

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

Инверторная сварка электродами

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

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

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

С применением флюса

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

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

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

Точечная сварка оцинкованных листовых материалов в серийном производстве

Рассмотрены вопросы стабилизации качества точечной сварки за счет автоматической корректировки режимов при серийном производстве изделий из листовых материалов с различными типами гальванических покрытий на основе цинка.

В последние годы происходит интенсивное внедрение в промышленности листового металлопроката с защитными покрытиями различных типов. В автомобилестроении и металлообработке листовая сталь с металлическими покрытиями используется, в основном, для изготовления автомобильных кузовов, компонентов шасси, корпусных и рамных конструкций. Изготовление этих конструкций часто требует использования методов контактной сварки сопротивлением для автоматизации или роботизации процессов сварки.

Исследования, проведенные до настоящего времени в различных научно- исследовательских центрах, включая Instytut Spawalnictwa, выявили закономерности сварки деталей с покрытиями, что позволило внедрить методику контактной сварки сопротивлением при монтаже элементов ответственных конструкций.

В настоящее время в промышленном производстве контактной сваркой сопротивлением свариваются детали, оцинкованные холодным и горячим методами. При этом металл покрыт тонкими однородными слоями с высокой прочностью сцепления с основным материалом и пассивированным поверхностным слоем.

В связи с тем, что основной потребитель оцинкованного листового металлопроката — автомобилестроение, проведено много испытаний и исследований с точки зрения применения его для изготовления коррозионностойких сварных автомобильных кузовов. Учитывая необходимость использования оцинкованных листов в автомобилестроении, следует принимать во внимание, что цинково- никелевые покрытия с дополнительным органическим слоем (например, с повышенным содержанием Si0₂) являются наиболее предпочтительными. Среди новейших разработок имеются листы с органическими покрытиями, показанные на Рис.1. Листы, покрытые органическим поверхностным слоем, содержащим молекулы цинка, с трудом поддаются сварке, при использовании же покрытия тонким органическим слоем (приблизительно 1 мкм) на хромистой основе (Рис. 1а) значительно повышает свариваемость.

Металлические пластины с защитными покрытиями и дополнительными органическими слоями (а- легко поддающаяся сварке пластина, б — трудносвариваемая пластина).

При большом количестве сварных точек увеличение диаметра рабочей поверхности электрода становится существенным фактором ухудшения качества сварного шва. При этом наблюдается снижение плотности сварочного тока, что, в свою очередь, снижает тепловложения в зоне сварки. С другой стороны, при этом снижается усилие сжатия электрода, что требует увеличения тока сварки и, следовательно, приводит к повышенным тепловложения в зоне контакта “электрод-пластина”.

Постоянное налипание материала покрытий и продуктов их окисления на торец электрода при увеличении его площади оказывает дополнительный существенный эффект на тепловую энергию, выделяющуюся в зоне контакта “электрод-пластина”, а также на качество и повторяемость процесса сварки. Считается, что обычно эти изменения состояния рабочей поверхности электрода и его формы приводят к уменьшению литого ядра сварной точки и к изменению ее строения.

Все эти факторы сварки зависят, в основном, от материала электродов и формы его рабочей поверхности, а также, в определенной степени, от материала покрытия. Тип покрытия металла определяет состояние рабочей поверхности электрода, его деформацию и загрязнение материалом покрытия и продуктами сгорания.

Серийная точечная сварка стали, покрытой тонкими металлическими покрытиями

Учитывая комплексный характер проблем сварки сопротивлением пластин, покрытых металлическими покрытиями, процесс их точечной сварки может считаться приемлемым при условии успешного внедрения в серийном производстве. Начальные режимы сварки могут быть выбраны на основе рекомендаций или номограмм, имеющихся в технической литературе, в которых учтены толщина

 

свариваемых пластин, форма и размеры электродов. При этом с учетом влияния износа рабочей поверхности электрода, контактирующей с материалом покрытия в течение длительного процесса сварки, корректировка параметров режима сварки при выполнении серии точек является крайне необходимой.

В автоматизированных сварочных постах этап очистки и корректировки формы электрода после выполнения 100 — 200 точек может программироваться в рабочем цикле при зачистке специальными фрезами с пневматическим приводом. Стабильность режима сварки в ручных операциях трудноуправляема. В промышленной практике наиболее эффективное решение — корректировка значения сварочного тока, если в процессе сварки используются точечные машины, оборудованные современными системами управления.

Изготовители сварочных машин и систем управления предлагают оборудование с контролем стабилизации значения сварочного тока и возможности его корректировки в сварочном цикле, что необходимо для выполнения точек требуемого качества.

Функциональное качество сварных соединений всегда являлось превалирующим аспектом в оценке совершенства принятой технологии сварки. В случае точечной сварки металлических покрытых пластин, таким критерием является получение требуемого качества сварной точки для каждой серии, с точки зрения как прочности точки, так и ее строения. В пределах одной серии сварные точки могут иметь различное строение. Поперечные разрезы сварных точек, полученных при сварке на переменном токе, показаны на рис. 2-4. Основная проблема заключается в том, чтобы скорректировать значения сварочного тока таким образом, чтобы точки имели надлежащие размеры и строение, типа А — как на Рис. 2, на протяжении всей серии. Очень опасно изменение размеров и строение швов в течение цикла. Могут образовываться швы типа В — с литым ядром меньшего диаметра — или типа С и D — с кольцевой структурой ядра (С — если область непровара мала). Если рабочие концы электрода сильно загрязнены, могут появляться точки типа Е, т.е. без образования литого ядра.

Правильно выполненная сварная точка с получением строения и размеров литого ядра типа А — Травление: Nital. X 25Сварная точка типа D с кольцевым ядром и большой центральной областью без провара. Травление: Nital х 25Сварная точка типа Е, полученная без образования литого ядра. Травление: Nital х 25

Корректировка значений сварочного тока будет зависеть от вида и толщины свариваемых пластин, а также от размеров электрода, типа сварочной машины (на переменном или постоянном токе инверторного типа) и многих других факторов. В алгоритме изменения сварочного тока в течение цикла, разработанного в Instytut Spawalnictwa, приняты дополнительно во внимание такие факторы, как скорость охлаждения электрода и твердость его материала:

где: I_о — первоначальное значение сварочного тока [А]; I_в — значение сварочного тока для n-шва [А]; а — скорость охлаждения электрода; g — толщина пластины [мм]; Т — твердость электрода [твердость по Виккерсу, 30]; R — радиус рабочего торца электрода [мм]; n — количество свариваемых точек; А — константа.

Схема изменений сварочного тока при серийной точечной сварке с использованием вышеупомянутого алгоритма показано на Рис. 5. Все точки в серии имеют гарантированные размеры (диаметр сварной точки больше 5Vg [мм]). Строение сварной точки правильное, с образованием литого ядра сферической формы. Механические свойства сварных соединений также постоянны для всей серии.

При увеличении значения сварочного тока на 30 %, можно определить конечное число точек на основе алгоритма изменений значения сварочного тока:

В определенных условиях корректировка значений сварочного тока может быть проведена более тщательно. В таблице 1 приведены результаты серийной точечной сварки пластин с покрытиями типа Solplex. Сварка проводилась с использованием сварочной машины на переменном и постоянном (от источника питания инверторного типа) токе с автоматической корректировкой его значения. Видно, что проведение сварки с использованием сварочных машин с источниками питания инверторного типа позволяет значительно повысить количество бездефектных точек по сравнению с использованием машин на переменном токе.

Пример технологии сварки, при которой стабилизация сварочного тока и корректировка его величины рассчитываются по алгоритму В = Io + s.

Серийная точечная сварка может проводиться также на основе другого алгоритма изменений значений сварочного тока. Некоторые автомобилестроительные компании предлагают выполнение сварных точек с такой корректировкой значения сварочного тока, при которой в 30 % случаев происходит выплеск металла. Это вызвано слишком высоким сварочным током относительно его оптимальных значений. Предполагается, что такой способ сварки гарантирует получение швов с достаточно большими сварными точками. Пример такой технологии сварки показан на рис. 6. Однако, этот процесс может применяться в серийном производстве только тогда, когда сварочные посты оборудованы системами регистрации динамического сопротивления области сварки и корректировки значения сварочного тока, обеспечивающих возможность его изменения в зависимости от количества сварных точек, и, дополнительно, в соответствии с уменьшением электрического сопротивления во время сварки n-ой точки.

Пример технологии сварки, при которой происходит управление стабилизацией сварочного тока и условиями формирования грата.

Результаты серийной точечной сварки пластин, с покрытиями тина Solplex, с автоматической корректировкой сварочного тока

Точечная сварка пластин с металлическими покрытиями толщиной более 15 мкм

Точечная сварка пластин с толстыми цинковыми покрытиями сложна, особенно при проведении серийной сварки. Толстые цинковые покрытия наносятся методом погружения; допуск толщины слоя — несколько микрометров и даже больше. Величина расхода электродного материала, которую для таких процессов трудно рассчитать и, как следствие, скорректировать, в основном за счет увеличения сварочного тока, приобретает в этом случае существенное значение.

В то время, как в мелкосерийном производстве поддержание стабильности режима процесса может быть осуществлено непрерывной очисткой рабочей поверхности электрода для сохранения его размеров, в крупносерийном производстве такая обработка дорогостояща и не обеспечивает качества сварки.

В Instytut Spawalnictwa в Gliwice была разработана специальная программа для точечной сварки материалов этого вида.

Схема трехступенчатой программы для серийной точечной сварки пластин с толстыми оцинкованными покрытиями приводится на рисунке ниже.

Схема трехступенчатой программы точечной сварки

Этап 1 . Удаление цинкового покрытия из центральной контактной поверхности (Относительно высокое значение давления Р, и низкий сварочный ток I₁,)

Этан 2. Охлаждение области соединения, защита контактной поверхности от окисления атмосферным воздухом (низкое значение давления Р₂, отсутствие сварочного тока I₂ = 0).

Этап 3. Формирование правильного строения литого ядра при непрерывном контроле параметров сварки (параметры — как в случае сварки пластин без покрытия) I₃ = стабилизация и контроль; Р₃ — контроль.

На первом этапе программы сварки материал покрытия удален из центральной контактной области, а рабочие поверхности электрода пригнаны к поверхности пластины без повреждения покрытия. Электрическое сопротивление центральной контактной поверхности увеличено, в то время как сопротивление контактов «пластина- электрод» уменьшено. Этот эффект достигнут в результате применения повышенного усилия сжатия электрода при относительно низком электрическом токе.

На втором этапе программы, во время охлаждения металла в зоне сварки, происходит остывание расплавленного кольцевого материала покрытия, защищающего центральную область контакта от атмосферного воздуха, в то время, как происходит дальнейшее увеличение электрического сопротивления центральной области, что благоприятно с точки зрения образования правильного строения сварной точки.

На третьем этапе формируется литое ядро. Благодаря условиям, обеспеченным на первом и втором этапах, параметры сварки на третьем этапе (ток, усилие сжатия и время) приближаются к оптимальным параметрам сварки пластин без покрытия.

Использование трехступенчатой программы сварки пластин с толстыми цинковыми покрытиями позволяет:

• Избежать разрушения структуры металла покрытий и, следовательно, обечпечить хорошую коррозионную стойкость и безупречный внешний вид соединений. Не требуется какая-либо дополнительная защита поверхности шва, например окрашиванием.
• Минимизировать кавитацию на поверхности контакта “электрод-пластина”, и, следовательно, обеспечить возможность применения для изготовления электрод широкой номенклатуры материалов класса А₂, в том числе с волокнистой структурой.
• Снижение загрязнения рабочей поверхности электрода цинком и его соединениями, а также хорошая гладкость их поверхности обеспечивают наиболее высокий срок службы электрода при использовании твердых материалов (более чем 150 НВ).
• Корректировать параметры сварки согласно установленному алгоритму и проводить механизацию и автоматизацию сварки деталей с такими покрытиями за счет стабильности режима сварки.
• Получать сварные точки высочайшего качества без грата и с минимальным нагревом покрытий в местах контакта с электродами, что существенно уменьшает неблагоприятное воздействие цинка и его соединений на окружающую среду.

Современное развитие методов сварки позволяет внедрить новые технологии сварки деталей с толстыми цинковыми покрытиями в серийном производстве, что на практике приносит реальные технические, экономические, организационные и экологические выгоды.

Выводы

1. Применение правильной корректировки сварочного тока при серийной точечной сварке приводит к увеличению количества точек со структурой А, но, поскольку рабочие поверхности электродов изнашиваются, структура металла шва приближается к типам С или В. Механические свойства сварных точек становятся все более дифференцированными.
2. Сварка с использованием чрезмерно загрязненных электродов приводит к получению точек без сформирования литого ядра, характеризуемых относительно низкой прочностью (тина Е).
3. Сварные точки, полученные при использовании инверторного источника питания на постоянном токе характеризуются существенно лучшим строением (типа А), чем точки, выполненные на переменном токе (встречаются точки типов В и С). Большинство сварных точек в серии обладало требуемыми механическими и геометрическими характеристиками, установленными при проведении испытаний на разрыв и сдвиг и при анализе поперечных шлифов, соответственно.
4. Точки, выполненные с использованием электродов со сферическими рабочими поверхностями, имеют лучшее качество, чем с плоскими.
5. Определение коэффициента корректировки сварочного тока для серийной точечной сварки пластин с дополнительным органическим покрытием, требует в определенных условиях производства учета как механических свойств соединений, так и строения точек.
6. Односторонняя сварка пластин с толстыми металлическими (более 15 мкм) покрытиями требует применения специальной программы сварки, в которой учитываются изменяющиеся значения силы сварочного тока и давления.

Загрузка…

PPSW: односторонняя сварка оцинкованной стали

PPSW: ОДНОСТОРОННЯЯ СВАРКА ОЦИНКОВАННОЙ СТАЛИ.

Ф. Штемпфер, А.В. Коновалов, И.В. Стрельников

До сих пор для изготовления точечного сварного соединения из оцинкованной листовой стали с односторонним доступом не было способа сварки, в достаточной степени отвечающего запросам промышленности, как по качеству, так и по экономичности. Эта задача была удачно решена путем усовершенствования горелок и изменения последовательности протекания процесса PSW-сварки (PlasmaSpotWelding-плазменная точечная сварка). Новая технология позволяет проводить сварку оцинкованной листовой стали с толщинами 0,5-3мм. Прочность соединения, определяемая механическими испытаниями на растяжение, соответствовала требуемым нормам. Металлографические исследованиями показали отсутствие дефектов. Способ, получивший название PPSW (Pinhole PSW – плазменная точечная сварка с «проколом» свариваемых элементов), применим в нижнем и вертикальном положениях. Зазор между свариваемыми заготовками при PPSW-сварке не оказывает критического влияния на качество сварного соединения. Кроме того, возможна сварка при пакетной сборке (до 5 слоев). Технология PPSW-сварки делает экономически оправданным применение точечного сварного соединения с односторонним доступом в различных областях промышленности, таких как автомобилестроение, производство бытовой техники, тяжелое машиностроении, строительство, а также при ремонтных работах [1-5].

Введение

В промышленном производстве точечных сварных соединений стала почти традиционной точечная сварка с двухсторонним подходом, либо двухточечная на подложке. Это обстоятельство обращает на себя внимание на стадиях проектных и конструкторских работ, налагая ограничения на применение того или иного способа сварки.

В частности при контактной точечной сварке для электродов клещей должен обеспечиваться двухсторонний доступ на свариваемых деталях из листовой стали, кроме того должно выдерживаться требуемое расстояние между точками. Однако, иногда по экономическим или техническим причинам это трудновыполнимо или просто не возможно. В таких случаях, или при работах по исправлению брака, контактная точечная сварка уступает место альтернативным способам сварки – точечной сварке электрической дугой (WIG и PSW), — или же, сравнительно дорогой в применении, лазерной точечной сварке.

Постановка задачи

В промышленности и, особенно, в автомобилестроении для защиты от коррозии широко применяются цинкосодержащие покрытия. Независимо от способа и качества нанесения покрытия, оно заставляет технологии точечной WIG и PSW-сварки работать на пределе своих возможностей. Причины данного явления следующие.

Первая состоит в том, что испарившийся от теплового излучения дуги цинковый слой (на лицевой стороне верхнего элемента) образует вместе с нагретым, химически-активным вольфрамовым электродом сплав. Что приводит к ухудшению характера поджига и работы электрода, и, как следствие, к катастрофическому сокращению срока службы последнего.

Вторая кроется в принципе теплопроводности, «ответственном» за другой негативный эффект. Когда теплота сварочной дуги достигает нижнего элемента и приводит к его нагреву выше температуры в ~9100°С, цинковое покрытие (на внутренних сторонах элементов) испаряется. Также, в зависимости от фактического зазора в свариваемом соединении, создается избыточное давление паров цинка. При дальнейшем подводе тепла в верхнюю заготовку и образовании на ней ванны жидкого металла (~15000°С) пары цинка между заготовками взрывообразно расширяются, вырываются наружу и увлекают за собой частицы металла. Последние попадают в сварочную горелку, что приводит к ее повреждению. Газы и оксиды цинка, оставшиеся в сварной точке, приводят к снижению ее прочности. Эти трудности привели к тому, что дуговая сварка оцинкованной стали до сих пор не находила широкого промышленного применения.

Несмотря на вышеизложенное, существует высокая потребность в способе сварке, альтернативном контактной точечной сварки, который бы осуществлялся с односторонними подходом и не требовал неизбежных дополнительных работ по исправлению брака, путем рассверливания или вырубки бракованной контактной точки с последующей заваркой дефекта. Экономически выгодный способ PSW-сварки проявилась сравнительно недавно, и впервые был применен для соединения непокрытых листовых стальных деталей. Путем изменения процесса PSW-сварки и перепрограммирования его цикла удалось применить данную технологию и для металла с оцинкованной поверхностью.

Изменение процесса и оборудования PSW-сварки

Чтобы противодействовать осаждению цинка на вольфрамовом электроде, была изменена конструкция сварочной горелки. При PSW-сварке относительно незащищенное острие электрода располагается в центре керамической сферы. При PPSW-сварке расположенный внутри сопла электрод более защищен от брызг металла и паров цинка (рис.1). Дополнительную защиту оказывает поток плазмы инертного газа, непрерывно выходящий из канала сопла. Такое взаиморасположение электрода и сопла хорошо зарекомендовало себя в промышленности, при сварке оцинкованных деталей продольными швами. Трудность удаления взрывающихся паров оксида цинка из сварной точки состоит в ограничении тепловложения.

Рис. 1. Горелка для PPSW-сварки.

При PPSW-сварке, подобно классической плазменной сварке проникающей дугой (только без последующего продольного перемещения), плазменная струя за короткий промежуток времени прокалывает собранные листы металла. Таким образом, в основе PPSW-сварки лежит принцип «булавочного прокола», в то время как собственно PSW-сварка основывается на принципе теплопередачи. Процесс PPSW-сварки состоит из 4 фаз.

Четыре фазы PPSW-сварки

Фаза 1: Начало процесса и испарение цинка

Горелка для PSW-сварки вручную устанавливается на лицевой поверхности свариваемых листов с уже подожженной вспомогательной сварочной дугой. Далее загорается основная сварочная дуга. В этой фазе горелка работает на сравнительно низких сварочных токах. Начиная со стартового значения, ток, линейно изменяясь по времени, достигает значения тока первой фазы I₁. В области действия сварочной дуги и прилегающей зоне цинковое покрытие лицевой стороны верхнего листа полностью испаряется и удаляется через пазы сопла. Верхний лист нагревается под тепловым воздействием сварочной дуги и начинает плавиться (рис.2).

Рис. 2. Принцип 1 фазы.

Фаза 2. Создание «булавочного отверстия»

Когда испарение цинка завершено, сварочный ток I₂ и расход плазмообразующего газа q₂ повышаются до величин, при которых происходит проникновение обжатой сварочной дуги на всю толщину обоих заготовок с выходом факела с обратной стороны. Цель – удаление цинка и его оксида с внутренних поверхностей через «булавочное отверстие», созданное плазменной дугой. Вместе с тем, обеспечивается гарантированное проплавление сварного соединения (рис.3).

Рис. 3. Принцип 2 фазы.

Фаза 3. Заполнение сварочной ванны

После того, как «булавочное отверстие» образовалось, сварочный ток I₃ и расход плазмообразующего газа q₃ несколько уменьшаются. Одновременно начинается подача присадочной проволоки в сварочную ванну. Подача происходит под углом, через специальный паз в сопле сварочной горелки, куда подводится направляющая с проволокой. Скорость подачи контролируется образом, чтобы, с одной стороны, присадочная проволока успевала расплавиться, а с другой, чтобы сварочная ванна не протекала вниз. В конце третьего – начале четвертого импульса-фазы сварочную проволоку оттягивают обратно на незначительную длину, что предупреждает ее прилипание к краю сварочной ванны (рис.4). Следует отметить, что наличие присадочного материала уменьшают влияние такого вредного фактора, как зазор между свариваемыми листами.

Рис. 4. Принцип 3 фазы.

Фаза 4. Заварка кратера и окончание сварки

Для контроля застывание сварочной ванны и гарантированного получения качественной лицевой поверхности, сварочный ток I₄ и расход плазмообразующего газа q₄ еще понижают, а в конце импульса задают относительно продолжительный по времени спад сварочного тока I₄ (рис.5). После снижения сварочного тока до задаваемого значения, происходит обрыв дуги. Для защиты сварочной ванны некоторое время продолжается подача плазмообразующего и защитного газов. Сварочная горелка в это промежуток неподвижно находится на начальной позиции.

Рис. 5. Принцип 4 фазы.

Установка параметров процесса для соответствующей фазы происходит в зависимости от свариваемых материалов и сочетания толщин. Важнейшие по влиянию на процесс PPSW-сварки факторы: сварочный ток, длительности импульсов-фаз и рампа-наклон спада процесса, а также расход плазмообразующего газа и скорость подачи присадочной проволоки, задаваемая длиной. Также некоторое влияние оказывают рампы начала и перехода между импульсами, расход защитного газа, длина «оттянутой» обратно проволоки. Весь процесс продолжается от установки сварочной горелки до окончания ее прижатия. Так, в зависимости от материала и толщин цикл длится 1,5-4,5 с.

Металлографические исследования и механические испытания

Процесс PPSW-сварки непрерывно совершенствуется в ходе проведения НИОКР при решении конкретных задач для различных областей промышленности, работающей с различным по толщинам, материалу и составу цинкового покрытия листами. В большинстве случаях для оценки возможности применения применений способа можно обойтись, по-видимому, исследованиями полученных точечных сварных соединений. На рис. 6 различима граница сварной ванны и зерна кристаллов, радиально вытянутых от периферии к центру. Данная кристаллизация типична для сравнительно медленного остывания, чему способствует 4 фаза-импульс процесса PPSW-сварки с его достаточно пологой рампой конца. Для модификации горелки с прорезями характерны лучи из продуктов удаления паров цинка.

Рис. 6. Типичная лицевая поверхность сварной точки при PPSW-сварке
(оцинкованная сталь): слева для варианта горелки с отверстиями для удаления паров цинка,
справа – для варианта горелки с пазами.

Рис. 7: Типичная нижняя поверхность сварного точечного соединения при PPSW-сварке
(различные цинковые покрытия): 1 – корень сварной точки;
2 – свободная от оксидов цинка область;
3 – белый налет из оксидов цинка.

На рис. 7 представлено характерное формирование корня сварной точки в области «булавочного прокола» нижней заготовки сжатой дугой. На нижней поверхности можно заметить белый налет из оксидов цинка, окружающий свободную от цинка область. В то время как лицевая поверхность, пребывая в атмосфере защитного газа, свободна от налета оксидов цинка, за исключением, выходящих за пределы сопла «лучей».

Проводимые с помощью клещей и тисков испытания на отрыв предоставляют информацию о прочности точечного сварного соединения. На рис. 8 представлен образец после испытания на разрыв с диаметром пробки в 8мм.

Рис. 8. Образец после испытания на отрыв с пробкой диаметром 8мм. Оцинкованная сталь, 1+1.

В рис. 9 представлен типичный случай приложения способа PPSW-сварки: соединение оцинкованного листа (1,5 мм) с неоцинкованной трубой прямоугольного сечения (2 мм).

Рис. 9. Случай сварки оцинкованного листа с трубой: слева – процесс, справа – полученное соединение.

На рис. 10 изображен макрошлиф точечного сварного соединения (1,0мм (15пс Ц1) + 1,0мм(15пс)). Диаметр литого ядра составляет 5 мм. На рис. 11 изображен макрошлиф точечного сварного соединения (1,5мм (15пс Ц1) + 1,5мм(15пс Ц1)). Диаметр литого ядра составляет 7 мм.

Рис. 10. Точечное сварное соединение. Сверху – 15пс Ц1 (1,0мм), снизу – 15пс (1,0мм).

Рис. 11. Точечное сварное соединение. Сверху – 15пс Ц1 (1,5мм), снизу – 15пс Ц1 (1,5мм). 7мм

На рис.12 и 13 представлены результаты механических испытаний на срез и полученные значения диаметров литой зоны или пробки. Хорошая воспроизводимость значений свидетельствует о стабильности качества PPSW-сварки.

Рис. 12. Диаграмма значений срезывающих усилий
для точечных сварных соединений: 15пс (1,5мм) Ц1+15пс (1,5мм) Ц1;
15пс (1,0мм) Ц1+15пс (1,0мм) Ц1.

Рис. 13. Диаграмма значений диаметров пробок при испытаниях на отрыв
для точечных сварных соединений: 15пс (1,5мм) Ц1+15пс (1,5мм) Ц1;
15пс (1,0мм) Ц1+15пс (1,0мм) Ц1.

В заключении на рис. 14 и 15. изображены 3-х и 5-ти листовые сварные соединения.

Рис. 14. Точечное сварное соединение 3 листов.

Рис. 15. Точечное сварное соединение 5 листов.

Выводы

Усовершенствование горелки для PSW-сварки сделало возможным экономически рентабельное производство высококачественного точечного сварного соединения из оцинкованной листовой стали. Способ PPSW-сварки особенно выгоден при производстве точечного сварного соединений с односторонним доступом. Также данный способ имеет значительный потенциал по применению в ремонтных работах по исправлению дефектов автоматической контактной точечной сварки. Качество полученных соединений было продемонстрировано на макрошлифах и образцах после механических испытаний на растяжение и отрыв. Появляются новые технологические возможности для конструирования и производства изделий из оцинкованной листовой стали.

Список литературы:

1. S.Giesler about PPSW-welding (GST Dresden 2008)
2. Г.И. Лобжа, А.В. Коновалов, И.В. Стрельников. Влияние зазора на прочность и диаметр литого ядраплазменной сварной точки для сочетаний толщин 2,5+1 и 2,5+2 мм // Материалы I Всеросс. научн.-практ. конф. «Прогрессивные технологии и перспективы развития», 5 6 ноября 2009 г. – Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2010. – С.126-129.
3. Лобжа Г.И., Коновалов А.В., Стрельников И.В. Плазменная точечная сварка низкоуглеродистых сталей// II Всероссийские научные Зворыкинские чтения. Сб. тез. докладов II ВМНК «НПМ -БР» в рамках ВН «Зворыкинские чтения» (Муром, 23 апреля 2010 г.). -Муром: Изд. ПЦ МИ ВлГУ, 2010. — 1119 с., ил. С. 307-309
4. Г.И. Лобжа, А.П. Акимкин, И.В. Стрельников, А.В. Коновалов. Размеры и дефекты PSW-соединения для различных режимов сварки // Сварка и диагностика. Вып. №5 – Москва: МГТУ, 2009. – С.45-49.

Сварка оцинкованной стали | Металл Супермаркеты

Сварка оцинкованной стали за долгие годы заслужила плохую репутацию (по праву), поскольку пары, образующиеся во время сварки, могут быть невероятно опасными для здоровья сварщика. Хотя обычно рекомендуется завершить любую сварку или изготовление перед цинкованием стали (что приведет к более стойкому к коррозии готовому продукту), в некоторых случаях сталь необходимо сваривать после ее цинкования. Как всегда, также важно провести собственное исследование перед сваркой, чтобы обеспечить защиту здоровья сварочного персонала и получение удовлетворительного сварного шва.

Средства индивидуальной защиты при сварке оцинкованной стали

При сварке оцинкованной стали в первую очередь следует использовать соответствующие средства индивидуальной защиты. Сюда могут входить сварочные шлемы, перчатки, кожаные куртки и ботинки со стальным носком, в зависимости от того, какой процесс сварки используется. Однако, в отличие от других сварочных операций, для сварки оцинкованной стали обычно требуется одно дополнительное средство индивидуальной защиты; респиратор.

При сварке оцинкованной стали требуется респиратор, чтобы пары оксида цинка от цинкования не вдыхались.Вдыхание паров оксида цинка может вызвать лихорадку от паров металлов. Это острое чрезмерное воздействие оксида цинка через дыхательную систему вызывает симптомы гриппа, которые могут быть серьезными. Хроническое чрезмерное воздействие оксида цинка может привести к смерти. Также целесообразно проводить сварку в хорошо проветриваемом помещении даже при использовании респиратора.

Качественные сварные швы для оцинкованной стали

Сварка оцинкованной стали может вызвать не только опасность для здоровья, но и другие проблемы. Цинковое покрытие на оцинкованной стали может повредить сварной шов.Покрытие затрудняет проплавление и может привести к появлению включений и пористости сварного шва. Отсутствие проплавления на носках сварного шва также является обычным явлением. Для снижения этих рисков необходимо использовать правильную технику и процессы сварки. По возможности удалите цинковое покрытие вокруг области сварного шва перед сваркой. В противном случае выберите присадочный материал, предназначенный для использования с материалами с цинковым покрытием.

Еще одним фактором, который поможет сделать качественные сварные швы, является тип процесса цинкования, который использовался для покрытия стали.Различные методы цинкования оставляют цинк разной толщины на стальной поверхности. Сталь, оцинкованная горячим способом, и сталь с цинковым напылением, как правило, имеет более толстое покрытие, чем оцинкованная сталь. Выбор стали с цинковым гальваническим покрытием может привести к лучшему сварному шву, чем сталь с более толстым покрытием горячего окунания или цинкование термическим напылением. Сталь с гальваническим цинкованием также будет иметь гораздо более равномерное покрытие, что важно при рассмотрении автоматизации сварки.

Предотвращение коррозии при сварке оцинкованной стали

Еще одним препятствием при сварке оцинкованной стали является сохранение коррозионной стойкости после сварки.При сварке оцинкованной стали цинковое покрытие на сварном шве и вокруг него выгорает, оставляя участок без покрытия и незащищенным. В результате незащищенный неизолированный сварной шов может пострадать от целесообразного разрушения сварного шва. Если после сварки по-прежнему требуется коррозионная стойкость, необходимо использовать процесс после сварки, например, окраску материала или повторное цинкование.

Сварка оцинкованной стали может выполняться безопасно и эффективно, однако необходимо принять важные меры. Для безопасной сварки оцинкованной стали необходимо прочитать и проанализировать правила техники безопасности и использовать соответствующие средства индивидуальной защиты для защиты сварщиков от таких опасностей, как токсичные пары.Также важно знать все особенности применения, такие как тип используемого метода цинкования, окружающая среда, в которой будет находиться сварная деталь, используемый процесс сварки и критерии, по которым будет оцениваться сварной шов. Если все это принять во внимание, сварка оцинкованной стали может быть очень возможной и безопасной.

Metal Supermarkets — крупнейший в мире поставщик мелкосерийного металла с более чем 85 обычными магазинами в США, Канаде и Великобритании.Мы являемся экспертами по металлу и обеспечиваем качественное обслуживание клиентов и продукцию с 1985 года.

В Metal Supermarkets мы поставляем широкий ассортимент металлов для различных областей применения. В нашем ассортименте: нержавеющая сталь, легированная сталь, оцинкованная сталь, инструментальная сталь, алюминий, латунь, бронза и медь.

Наша горячекатаная и холоднокатаная сталь доступна в широком диапазоне форм, включая пруток, трубы, листы и пластины. Мы можем разрезать металл в соответствии с вашими требованиями.

Посетите одно из наших 80+ офисов в Северной Америке сегодня.

Информация, содержащаяся в этом сообщении в блоге, предназначена для общих образовательных и информационных целей, а также для повышения общей осведомленности о безопасности. Он не предназначен для использования в качестве юридических, медицинских или иных экспертных консультаций или услуг, и его не следует использовать вместо консультации с соответствующими специалистами. Информацию, содержащуюся в этом сообщении в блоге, не следует рассматривать как исчерпывающую, и пользователю следует обратиться за советом к соответствующим профессионалам.

побочных эффектов сварки оцинкованной стали — Baker’s Gas & Welding Supplies, Inc.

Оцинкованная сталь

Процесс сварки оцинкованной стали обычно применяется в металлообрабатывающей промышленности. Многие сварщики обычно сваривают оцинкованную сталь в какой-то момент своей карьеры; и при этом они могут испытать отравление гальваникой или лихорадку от испарений металла. Отравление цинкованием — это состояние, которое возникает в результате чрезмерного воздействия оксида цинка. Оксид цинка образуется, когда оцинкованное покрытие стали испаряется из-за высокой температуры, используемой при сварке.

Оцинкованная сталь — это железо с цинковым покрытием. При горячем погружении оцинкованной стали цинк вступает в химическую реакцию с основным металлом и образует коррозионно-стойкое покрытие. Это приводит к тому, что внешний слой металла имеет покрытие из чистого цинка, в то время как последующие слои меняют свой состав, пока вы не достигнете основного металла железа. Во внешнем слое и основном железе оксид цинка может быть найден в разном процентном соотношении цинка к железу. Оксид цинка, содержащийся в оцинкованной стали, обладает теми же химическими свойствами, что и белый порошок, который используют спасатели для защиты носов от солнечных ожогов.

Правильная подготовка

При работе с оцинкованной сталью важно предпринять необходимые шаги при подготовке металла перед сваркой. Если вы правильно подготовили металл перед сваркой, это поможет снизить воздействие паров оксида цинка. В то время как подготовка основного металла удалит большую часть цинка с поверхности металла, может возникнуть вероятность гальванизации во время сварки. Распространенный признак цинкования — появление желтовато-зеленого дыма.Другие признаки — белые порошкообразные частицы в воздухе и белый осадок вокруг сварного шва. Если происходит воздействие больших количеств желтовато-зеленых паров оксида цинка, вы можете испытать отравление гальваникой или металлическую лихорадку, как ее иногда называют. Серьезность ваших симптомов зависит от продолжительности воздействия вредных паров.

Отравление цинком

Симптомы отравления гальваникой могут быть похожи на симптомы гриппа. Симптомы обычно начинаются вскоре после воздействия оксида цинка и могут включать легкую головную боль и тошноту.Если у вас более серьезный случай заражения, ваши симптомы будут соответствовать тем, которые вы испытываете при гриппе. Умеренный случай воздействия приведет к появлению таких симптомов, как озноб, дрожь, небольшая температура, рвота и холодный пот. Если вы начнете испытывать какой-либо из этих симптомов, вам следует немедленно прекратить работу и подышать свежим воздухом. В тяжелых случаях симптомы могут быть настолько серьезными, что вам придется идти домой, пока они не исчезнут. В наиболее тяжелых случаях отравление гальваникой может привести к летальному исходу.Если вы чувствуете, что ваши симптомы стали хуже, чем когда-либо прежде, вам следует немедленно обратиться за медицинской помощью.

Гальваническое отравление часто бывает непродолжительным, и ваши симптомы должны начать уменьшаться в течение четырех часов после воздействия. Вы должны полностью избавиться от симптомов в течение 24 часов. Если вы испытаете более сильное воздействие, симптомы могут появиться даже спустя 48 часов. Мы рекомендуем при контакте пить молоко, чтобы ускорить выздоровление. Кальций, содержащийся в молоке, помогает удалить из организма цинковые отложения.

Как избежать

Во избежание чрезмерного воздействия паров гальваники необходимо иметь надлежащую вентиляцию и избегать прямого контакта с парами оксида цинка. Сварщики с многолетним опытом также рекомендуют пить молоко до, во время и после сварки оцинкованной стали, чтобы снизить риск отравления гальваническим покрытием. Вы также можете приобрести сварочный кожух, пригодный для сварки оцинкованной стали.

Источник изображения: www.thefabricator.com

Ресурсы для сварки оцинкованной стали

Сопутствующие товары

Вытяжной вентилятор Lincoln Miniflex

Артикул: LINK3972-3

Узнать больше

Lincoln X-Tractor 1GC Переносной экстрактор сварочного дыма 120/1/50/60

Артикул: LINK652-1

Узнать больше

Миллер MWX-D, SA-810, (10 футов ARM)

Артикул: MIL951508

Узнать больше

Сообщение «Побочные эффекты сварки оцинкованной стали» впервые появилось на сайте Weld My World.

Как сваривать оцинкованную сталь

Цинкование — это нанесение цинкового покрытия на черный металл. Это сделано для предотвращения или, по крайней мере, отсрочки коррозии. Цинковое покрытие можно наносить множеством различных способов, включая, помимо прочего, горячее погружение, металлическое напыление и электроосаждение. Аналогична оцинкованной стали является оцинкованная сталь. Galvanneal — это процесс прохождения горячеоцинкованной стали через печь для отжига покрытия.Этот процесс заставляет слои железа и цинка диффундировать друг в друга, вызывая образование слоев сплава цинк-железо на поверхности.

При цинковании оцинкованных деталей может образовываться чрезмерное количество брызг. Эту проблему можно решить, следуя основным рекомендациям.

Оцинкованные детали используются в самых разных отраслях промышленности, включая автомобилестроение, производство конструкционной стали, строительство, нефтяную промышленность и многие другие. Это отличный способ предотвратить коррозию.Задача — наплавить цинковое покрытие.

Тепло дуги без проблем сожжет цинковое покрытие; однако полученный сварной шов может представлять множество проблем, таких как чрезмерная пористость, неприемлемый внешний вид валика, отсутствие плавления, трещины и чрезмерное разбрызгивание. Несмотря на то, что сварной шов выжигает цинк, теряется очень небольшая потеря коррозионной стойкости, особенно в тонком сечении (листовой металл). Пористость практически неизбежна и в основном зависит от толщины цинкового покрытия.Производители присадочного металла придумали специальные проволоки, которые обещают устранить пористость. Это серьезное заявление, и эти присадочные металлы, безусловно, имеют определенные достоинства, но есть и другие практические способы успешной сварки оцинкованной стали. Ниже приведены несколько рекомендаций по свариванию оцинкованной стали.

Любой процесс дуговой сварки — Общие рекомендации

Наилучшим способом сварки оцинкованной стали независимо от процесса сварки является удаление цинкового покрытия со стыка.При этом добавляются две операции: удаление покрытия и повторное напыление или окраска сварного шва после сварки для восстановления коррозионной стойкости. В некоторых случаях последнее выполняется независимо от того, было ли снято покрытие перед сваркой.

Хотя он добавляет одну или две операции, он устраняет или, по крайней мере, значительно снижает разбрызгивание и очистку от брызг. Также следует исключить пористость, растрескивание и неплавление. В большинстве случаев удаление цинкового покрытия с концов соединения снижает общие затраты, поскольку также исключает переделку.

Еще один способ снизить затраты, связанные с удалением брызг, — это расположить деталь таким образом, чтобы брызги не попадали на деталь и не скатывались с нее. Во многих случаях это означает, что сварка будет выполняться вертикально с опусканием. Это должно быть ограничено тонким сечением, поскольку при сварке вертикально вниз образуется неглубокий провар. Цинковое покрытие делает еще хуже. Сделайте это только с листовым металлом.

Имейте в виду, что удаление цинкового покрытия может быть столь же опасным, как и сварка поверх него.Всегда надевайте защитное снаряжение и обеспечьте достаточную вентиляцию.

SMAW процесс

1. Используйте электрод E6010. E6011 в порядке и рекомендуется, если у вас есть источник питания только переменного тока.
2. Используйте технику поточного взбивания, движение вперед и назад поможет испарению цинкового покрытия и предотвратит образование пористости и трещин.
3. Используйте электроды максимально большого диаметра, особенно при угловых сварных швах материалов толщиной ¼ ”и более. Цинковое покрытие может помешать правильному сплавлению.Чем больше электрод, тем большую силу тока мы можем использовать. Чем выше сила тока, тем легче проплавить корень сустава.
4. В процессе SMAW образуется много брызг, особенно с электродом 6010. Вы мало что можете с этим поделать, кроме как найти более эффективные способы удалить брызги или предотвратить их прилипание. Перед сваркой можно нанести защиту от брызг, чтобы минимизировать количество брызг, прилипающих к детали.

Процесс GMAW

1. Используйте электрод ER70S-6 или ER70S-3.
2. Для тонких сечений используйте перенос короткого замыкания. На более толстых участках (3/16 дюйма и более) можно использовать перенос распылением, который может значительно уменьшить разбрызгивание.
3. Используйте защитный газ, содержащий не менее 20% углекислого газа, а не аргон. Высокое содержание диоксида углерода обеспечивает хорошую сварку цинкового покрытия. При использовании переноса короткого замыкания в более тонких деталях использование 100% допустимо, но при этом будет образовываться больше брызг. Если вы будете использовать распылитель, то получите не менее 20% углекислого газа.
4. Брызги, пористость и трещины — самые большие проблемы, как и при SMAW. Однако с GMAW у нас есть еще несколько вариантов изменения процедуры сварки. Вы можете попробовать разные смеси защитных газов (поиграйте с содержанием CO2). У вас также есть возможность использовать присадочный металл из кремний-бронзы (классификация AWS ERCuSi-A). Это позволяет выполнять сварку при более низком токе, создавая соединение, имитирующее пайку. Меньше примесей, а значит, меньше цинка в металле шва. Это снижает степень пористости и снижает склонность к растрескиванию.

Оцинкованную сталь можно получить без брызг. Первым шагом является разработка и соблюдение квалифицированной процедуры сварки.

Процесс FCAW

1. Используйте самозащитный электрод, например E71T-11. Этот электрод представляет собой стержневой электрод (электрод SMAW), вывернутый наизнанку. Он будет производить шлак и не будет производить самый эстетичный сварной шов, но он хорошо справляется с цинкованием.
2. Для этого электрода не нужен защитный газ, но использование смеси 75% аргона и 25% углекислого газа поможет уменьшить разбрызгивание.Не делайте этого на конструктивных элементах, поскольку добавленный аргон может привести к образованию более прочных отложений сварных швов, которые могут повысить твердость, снизить пластичность и повысить склонность к растрескиванию. Используйте защитный газ только для деталей из оцинкованного листового металла.

Процесс MCAW

1. Аналогично GMAW, но используется электрод с металлическим сердечником (AWS E70C-6M).
2. Эти электроды лучше работают с защитным газом 90% аргона — 10% углекислого газа.
3. Некоторые производители разработали электроды с металлическим сердечником, которые обещают устранить или уменьшить разбрызгивание и растрескивание при сварке поверх гальванизированного покрытия.Имейте в виду, что некоторые, если не все производители этих электродов заявляют, что для получения обещанных преимуществ вы должны использовать их источники сварочного тока.

Многие производители присадочных материалов решают проблемы, связанные со сваркой цинковых покрытий с использованием присадочных металлов и источников сварочного тока. Это жизнеспособная альтернатива, но не единственный.

Забота о безопасности — Помимо указанных выше проблем, связанных со сваркой (пористость, трещины, отсутствие плавления и разбрызгивание), существует более высокий, чем обычно, риск для сварщика из-за токсичности испаренного цинка.Возможно, вы знакомы с практикой употребления молока при сварке оцинкованного металла. Отравление, вызванное испарением цинка, влияет на желудок; молоко помогает уменьшить дискомфорт, но не устраняет токсические эффекты. Крайне важно использовать надлежащую вентиляцию для защиты сварщика и окружающих.

Артикул: Руководство по дуговой сварке — 14-е издание

5 важных фактов о безопасной сварке оцинкованной стали

Когда дело доходит до процесса изготовления металла, сварка оцинкованной стали является важным и ценным методом.Этот метод особенно используется при изготовлении решеток из оцинкованной стали или сетки из оцинкованной стальной проволоки.

Однако с годами он получил плохую репутацию из-за определенных проблем со здоровьем сварщика и с самим материалом. Но при должных знаниях и навыках здоровье сварочного персонала не пострадает. Кроме того, достаточное понимание этого процесса также приведет к удовлетворительному сварочному результату.

Чтобы узнать больше, вот сообщение в блоге о том, что нужно узнать о безопасной сварке оцинкованной стали.

1. Определение оцинкованной стали

В основном оцинкованная сталь представляет собой обычные стальные листы, покрытые цинком, что делает ее устойчивой к ржавчине. Обычный стальной лист обычно делают из железа. Но этот материал подвержен ржавчине при воздействии влаги.

Оцинкованная сталь — один из самых распространенных видов стали на рынке сегодня. Одна из основных причин — повышенная долговечность. Он также обладает такой же эластичностью, как сталь. Кроме того, он обладает антикоррозийными свойствами железо-цинкового покрытия.

Кроме того, оцинкованная сталь чаще всего используется в современных зданиях со стальным каркасом. Некоторые отрасли промышленности, в которых используется оцинкованная сталь, включают ветроэнергетику, солнечную энергию, автомобилестроение, строительство и телекоммуникации.

2. Материальные проблемы при сварке оцинкованной стали

Есть определенные проблемы, с которыми сварщики могут столкнуться при сварке оцинкованной стали. Вот некоторые из них.

Коррозионная стойкость — обычная проблема при сварке оцинкованной стали.Идея цинкования заключается в том, чтобы предотвратить ржавление стали. Однако сначала нужно избавиться от цинкового цинка в зоне сварки, таким образом открыв зону коррозии.

Единственный способ решить эту проблему — повторно оцинковать сталь после завершения сварки. Хотя на это уходит много времени, это практичный метод сохранения коррозионно-стойких свойств материала.

Помимо проблем со здоровьем, которые может вызвать сварка оцинкованной стали, есть и другие проблемы, с которыми вы можете столкнуться.Одна из проблем, связанных с сваркой оцинкованной стали, заключается в том, что цинковое покрытие встречается на оцинкованной стали. Этот материал может повредить сварной шов. Поскольку есть покрытие, оно затрудняет проникновение. Более того, это может привести к появлению включений и пористости в сварном шве.

Для успешной сварки оцинкованной стали требуется опытный сварщик. Кроме того, чтобы решить проблему с покрытием, цинковое покрытие следует удалить с участка сварки. На оцинкованной части зоны сварки также можно использовать присадочный материал.

3. Правильный уход и техническое обслуживание для защиты оцинкованной стали

Чтобы избежать или свести к минимуму проблемы, связанные с цинкованием стали, очень важно обеспечить общий уход и техническое обслуживание ваших изделий. Вот несколько важных рекомендаций для этого.

• Изделия из оцинкованной стали не должны подвергаться воздействию условий с pH от 6 до 12. Это связано с тем, что оцинкованное покрытие может подвергаться большей коррозии, чем обычно.
• Не должно быть прямого контакта изделий из оцинкованной стали с разнородными металлами, включая латунь и медь, особенно в агрессивных средах.
• Избегайте чистки или мытья изделий из оцинкованной стали абразивным способом. На внешнем пространстве оцинкованной стали образуется тонкая барьерная пленка из нерастворимого цинкового материала, вызывающего коррозию. Это также известно как патина. Это защищает оцинкованную сталь от коррозии. Эта защитная пленка смывается при жесткой очистке. Когда это произойдет, будет израсходовано больше цинка. Это в конечном итоге сократит срок службы изделия из оцинкованной стали.
• Для изделий из оцинкованной стали, которые расположены в высококоррозионных зонах, таких как прибрежные районы и места тяжелой промышленности, регулярно промывайте изделие питьевой водой.Также не следует подвергать его воздействию дождя и солнца.
• Не храните оцинкованные изделия во влажных и плохо проветриваемых помещениях в течение длительного времени. Место хранения должно быть сухим и иметь хорошую вентиляцию.

4. Проблемы со здоровьем при сварке оцинкованной стали

Операторы могут столкнуться не только с материальными проблемами, но и с рисками для здоровья. Чтобы узнать больше об этих опасностях, читайте ниже.

Металлическая лихорадка

При сварке оцинкованной стали цинковое покрытие легко испаряется.При этом образуются пары оксида цинка, которые смешиваются с воздухом. Этот газ может оказать краткосрочное воздействие на ваше здоровье, также известное как «металлическая лихорадка». У сварщиков могут возникнуть симптомы гриппа при вдыхании дыма. К ним могут относиться тошнота, головные боли, высокая температура, дрожь и жажда. Симптомы обычно проходят в течение 48 часов после воздействия.

Долгосрочные проблемы со здоровьем

Оцинкованное покрытие с небольшим содержанием свинца. При сварке этот свинец испаряется и образует пары оксида свинца.Эти газы могут вызвать долгосрочные проблемы со здоровьем, такие как рак легких и мозга, и даже вызвать осложнения в нервной системе. Таким образом, очень важно носить надлежащее защитное снаряжение, чтобы избежать этих проблем со здоровьем.

Защитное снаряжение и надлежащее обучение

Из соображений безопасности, упомянутых выше, все сводится к отсутствию подготовки сварщиков по технике безопасности. Очень важно, чтобы сварщик был хорошо обучен. Они должны защищать сварочный щиток и лицо сварщика от испарений. Сварщик также должен находиться в правильном положении, чтобы поток чистого воздуха был максимальным.Кроме того, это предотвратит скопление окисленной пыли внутри экрана сварщика.

В целях безопасности сварщику должна быть предоставлена ​​качественная маска. Они также должны быть полностью обучены мерам безопасности при сварке.

5. Способы повышения безопасности сварки

Чтобы обеспечить безопасность оператора во время сварки, необходимо следовать этим советам. Ниже приведены некоторые методы безопасной сварки.

Помните, что при сварке любые открытые участки кожи чувствительны к разрушающему воздействию ультрафиолетовых и инфракрасных лучей.Кроме того, искры могут легко попасть в открытые карманы, брюки с манжетами или рубашку, застегнутую не полностью. Вот почему важно носить одежду, не обнажающую кожу. Кроме того, не держите в карманах спички или бутановые зажигалки.

• Надеть соответствующую передачу

Прежде всего, каждый сварочный персонал должен быть обеспечен соответствующими средствами индивидуальной защиты. Это оборудование включает сварочные перчатки, каски, кожаные куртки и ботинки.Помимо этих механизмов, респиратор особенно необходим при сварке оцинкованной стали.

Для наилучшей защиты ног используйте высокие кожаные туфли или ботинки. Убедитесь, что брюки должны облегать вашу обувь. Избегайте использования тканевой обуви, так как она легко тлеет.

• Убедитесь, что в воздухе достаточно чистого воздуха для дыхания

Дым и пары, выделяемые во время сварки, могут нанести вред здоровью. Токсичные пары могут легко накапливаться, а защитные газы также могут заменять пригодный для дыхания воздух.Таким образом, работа в хорошо вентилируемом помещении имеет решающее значение.

Если сварщик работает в ограниченном пространстве, используйте вытяжной колпак. Это может удалить пары из помещения и обеспечить достаточно чистого воздуха для дыхания.

• Обеспечьте защиту глаз сварщикам

При сварке с незащищенными глазами у сварщика может возникнуть вспышка дуги уже через несколько секунд воздействия лучей сварочной дуги. Это болезненное состояние глаз, которое может длиться несколько часов после воздействия.

Следовательно, всегда надевайте соответствующие сварочные маски с защитной шторкой. Это необходимо для защиты глаз сварщика при сварке. Выберите одобренные защитные очки с боковыми щитками и защитой слуха.

Заключение

Сварка оцинкованной стали может быть рискованной для людей, не имеющих предварительных знаний о процессе изготовления металла. Также важно знать правила техники безопасности при сварке этих материалов.

Правильный подход к сварке оцинкованной стали — лучший способ решить определенные проблемы.Если вам нужна помощь в изготовлении металлических изделий, не стесняйтесь обращаться к квалифицированному и опытному изготовителю листового металла в вашем районе.

Сварка оцинкованной стали — безопасно

% PDF-1.6 % 3 0 obj > эндобдж 33 0 объект [/ CalRGB>] эндобдж 32 0 объект [/ CalGray>] эндобдж 41 0 объект > поток 1999-07-08T17: 08: 27Z Microsoft Word2008-07-07T11: 16: 54-04: 002008-07-07T11: 16: 54-04: 00application / pdf

Сварка стали с цинковым покрытием

Уолтер Дж.Сперко

Сварка оцинкованной стали — Безопасно

сварка, гальванизация, цинкAcrobat PDFWriter 4.0 для Power Macintoshuid: 015a8d91-01ef-4bed-9ed3-974abf5f13a5uuid: 4e062cc8-e6b3-4ddd-925b-8bdf6912a637 конечный поток эндобдж 5 0 obj > эндобдж 4 0 obj > / ProcSet 2 0 R >> / Тип / Страница >> эндобдж 12 0 объект > / ProcSet 2 0 R >> / Тип / Страница >> эндобдж 16 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 19 0 объект > / ProcSet 2 0 R >> / Тип / Страница >> эндобдж 22 0 объект > / ProcSet 2 0 R >> / Тип / Страница >> эндобдж 25 0 объект > / ProcSet 2 0 R >> / Тип / Страница >> эндобдж 28 0 объект > поток H} 0`aD $, \ V = TZ ^ 2 q ؑ m @; tLas \ @MsWV 9l> Aϊ6 dv3 # ZvD ؐ 9 o ~ beec ^ ZhM ^ ˪uO ‘ז ȋQ + Sbl () @} ϓxPI

? / S qH -l NA-A

Сварка оцинкованного стального листа (технологический подход)

Дуговая сварка оцинкованной стали

Наличие цинкового покрытия создает определенные трудности при сварке оцинкованной стали.Основные проблемы:

• Повышена чувствительность сварочной щели и устьиц;
• Испарение и копоть цинка;
• Оксидный шлак и цинковое покрытие плавятся и разрушаются.

Среди них главными проблемами являются сварочная трещина, стома и шлак.

Свариваемость

（1） Трещина

Во время сварки расплавленный цинк плавает на поверхности ванны расплава или у основания сварного шва.

Поскольку температура плавления цинка намного ниже, чем у железа, железо в ванне расплава сначала кристаллизуется, а жидкий цинк просачивается в нее по границе зерен стали, что приводит к ослаблению межкристаллитной связи.

Кроме того, хрупкие соединения металлов Fe3Zn10 и FeZn10 легко образуются между цинком и железом, что дополнительно снижает пластичность металла сварного шва.

Следовательно, под действием остаточного напряжения сварки легко растрескаться по границе кристалла.

1) Факторы, влияющие на чувствительность к трещинам

① Цинк толщиной

Цинковое покрытие оцинкованной стали тонкое и чувствительность к растрескиванию мала, в то время как слой цинка горячеоцинкованной стали толще, а чувствительность к трещинам выше.

② Толщина заготовки

Чем больше толщина, тем больше ограничивающее напряжение при сварке и чувствительность к образованию трещин.

③ Зазор паза

Чем больше зазор, тем чувствительнее трещина.

④ Метод сварки

Чувствительность к растрескиванию мала при ручной дуговой сварке, а чувствительность к растрескиванию намного выше при сварке с газом CO2.

2) Способы предотвращения трещин

① Перед сваркой открыть V-, Y- или X-образный паз в месте сварки оцинкованного листа.Используйте ацетилен или пескоструйную очистку, чтобы удалить цинковое покрытие возле канавки, при этом зазор не должен быть слишком большим, обычно 1,5 мм.

② Выбирайте сварочные материалы с низким содержанием Si. При сварке в среде защитного газа следует использовать сварочную проволоку с низким содержанием Si. Для ручной сварки используются титановый тип и титаново-кальциевый электрод.

（2） Стоматологический

Слой цинка возле канавки вызывает окисление (ZnO) и испарение под действием тепла дуги, и он испаряет белый дым и пар, поэтому очень легко вызвать образование устьиц в сварном шве.

Чем больше сварочный ток, тем сильнее испарение цинка, тем выше чувствительность устьиц.

При сварке титановым электродом и кальциево-титановым электродом непросто создать устьица в диапазоне средних токов.

При сварке целлюлозным электродом и электродом с низким содержанием водорода легко возникают устьицы как при слабом, так и при большом токе.

Кроме того, необходимо регулировать угол наклона электродов в пределах 30-70 °.

（3） Испарение и копоть цинка

Слой цинка около ванны расплава окисляется до ZnO ​​и испаряется под действием тепла дуги, образуя большую пыль.

Основным компонентом этой пыли является ZnO, который оказывает сильное воздействие на органы дыхания рабочих.

Следовательно, при сварке необходимо обеспечить хорошую вентиляцию.

Согласно той же спецификации сварки количество пыли, образующейся при сварке электродом из оксида титана, невелико, в то время как количество пыли, образующейся при сварке электродом с низким содержанием водорода, велико.

(4) Оксидный шлак

При небольшом сварочном токе из ZnO, образующегося в процессе нагрева, нелегко уйти, он легко превращается в шлак ZnO.

ZnO стабилен, его температура плавления составляет 1800 ℃.

Большой блок шлака ZnO очень негативно влияет на пластичность сварного шва.

При использовании электрода типа оксида титана ZnO показывает небольшое равномерное распределение, которое мало влияет на пластичность и предел прочности.

В случае целлюлозного или водородного электрода ZnO в сварном шве больше и больше, а характеристики сварки плохие.

Процесс сварки оцинкованной стали

Оцинкованную сталь можно сваривать ручной дуговой сваркой, сваркой в ​​среде защитных газов плавящимся электродом, аргонодуговой сваркой, контактной сваркой и т. Д.

（1） Ручная дуговая сварка

1) Подготовка под сварку

Для уменьшения количества сварочной пыли, предотвращения сварочных трещин и образования устьиц, за исключением открытия соответствующего склона перед сваркой, слой цинка рядом с канавкой должен быть удален.

Для удаления можно использовать пламя или пескоструйную очистку.

Зазор канавки следует контролировать в пределах 1,5 ~ 2 мм, а если толщина заготовки больше, зазор может составлять 2,5 ~ 3 мм.

2) Выбор электрода

Принцип выбора сварочного прутка заключается в том, чтобы механические свойства металла сварного шва были как можно ближе к основному материалу, а количество кремния в сварочном электроде должно контролироваться ниже 0,2%.

Прочность соединений, полученных при использовании электрода ильменитового типа, электрода из оксида титана, целлюлозного электрода, титано-кальциевого электрода и сварочного электрода с низким содержанием водорода, позволяет достичь удовлетворительного результата.

Однако при сварке электродом с низким содержанием водорода и целлюлозным электродом в сварных швах легко образуются шлаки и пористость, поэтому обычно этот метод не применяется.

Для оцинкованного стального листа из мягкой стали предпочтительнее использовать сварочные стержни J421 / J422 или J423.

Для оцинкованных стальных листов с уровнем прочности выше 500 МПа следует использовать сварочные стержни E5001, E5003.

Для оцинкованных стальных листов с прочностью более 600 МПа следует выбирать сварочные стержни E6013, E5503 и E5513.

При сварке по возможности используйте короткую дугу, не допускайте раскачивания дуги, чтобы предотвратить расширение зоны плавления гальванизированного слоя, обеспечить коррозионную стойкость заготовки и уменьшить количество сажи.

（2） Сварка в среде защитного газа плавильным электродом

Следует использовать сварку

в среде защитного газа CO2 или сварку в среде Ar + CO2, Ar + O2 в среде смешанного газа.

Защитный газ оказывает значительное влияние на содержание цинка в сварном шве.

Когда используется чистый CO2 или CO2 + O2, содержание Zn в сварном шве высокое, в то время как содержание Zn в сварном шве низкое, когда используется Ar + CO2 или Ar + O2.

Ток мало влияет на содержание Zn в сварном шве. По мере увеличения сварочного тока содержание Zn в сварном шве несколько снижается.

При сварке оцинкованной стали сваркой в ​​среде защитных газов количество сварочной пыли намного больше, чем при ручной дуговой сварке, поэтому особое внимание следует уделять выхлопу.

Факторы, влияющие на размер и состав сажи, — это в основном текущие и защитные газы.

Чем больше ток или больше количество CO2 или O2 в газе, тем больше сварочной сажи.

Кроме того, содержание ZnO в саже также увеличивается, и максимальное содержание ZnO может достигать около 70%.

Согласно той же спецификации сварки глубина плавления оцинкованной стали больше, чем у неоцинкованной стали.

Сварочные поры Т-образного соединения, соединения внахлест и сварки вниз более чувствительны, и чем выше скорость сварки, тем легче образуются поры.

Влияние скорости сварки особенно очевидно для оцинкованной легированной стали.

При многорядной сварке устьичная чувствительность последующих сварочных линий выше, чем у предыдущей.

Состав защитного газа не оказывает большого влияния на механические свойства соединений, и для сварки обычно используется чистый CO2.

Параметры сварки при сварке CO2 для двутаврового стыкового соединения, соединения внахлест и тройника оцинкованного стального листа приведены соответственно в следующей таблице 1-3.

Таблица 1 Технические параметры для сварки в СО2 двутаврового стыкового соединения листов из оцинкованной стали

Толщина / мм	Зазор / мм	Позиция при сварке	Скорость подачи проволоки / мм * с-1	Напряжение дуги / В	Сварочный ток / A	Скорость сварки / мм * с-1	Примечание
1.6	0	Плоская сварка	59,2 ～ 80,4	17 ～ 20	70 ～ 90	5,1 ～ 7,2	Проволока сварочная ЭР705-3 Диаметр. 0,9 мм Сухой удлинитель 6,4 мм
		Вертикальная сварка вниз	82,5	17	90	5,9
		Горизонтальная сварка	50,8	18	100	8,5
		Сварка потолком	50.8 ～ 55	18 ～ 19	100 ～ 110	–
3,2	0,8 ～ 1,5	Плоская сварка	71,9	20	135	5,5
		Вертикальная сварка	71,9	20	135	7,6
		Горизонтальная сварка	71,9	20	135	6,8
		Сварка потолком	71.9	20	135	5,5

Таблица 2 Параметры спецификации для сварки внахлест в углекислом газе оцинкованного стального листа

Толщина / мм	Позиция при сварке	Скорость подачи проволоки / мм * с-1	Напряжение дуги / В	Сварочный ток / A	Скорость сварки / мм * с-1	Примечание
1,6	Плоская сварка	50,8	19	110	5.1 ～ 6,8	Сварочная проволока ER705-3 Диаметр. 0,9 мм Сухой удлинитель 6,4 мм
	Горизонтальная сварка	50,8	19 ～ 20	100 ～ 110	5,5 ～ 6,8
	Сварка потолком	50,8	19 ～ 20	100 ～ 110	4,2 ～ 5,1
	Вертикальная сварка	50,8	18	100	5,5 ～ 6,8
3.2	Плоская сварка	67,2	19	135	3,8 ～ 4,2
	Горизонтальная сварка	67,2	19	135	3,8 ～ 4,2
	Вертикальная сварка вниз	67,7	19	135	5,1
	Сварка потолком	59,2	19	135	3,4 ～ 3,8

Таблица 3 Технические параметры для сварки в углекислом газе Т-образного стыкового соединения стальных оцинкованных листов (углового соединения)

Толщина / мм	Позиция при сварке	Скорость подачи проволоки / мм * с-1	Напряжение дуги / В	Сварочный ток / A	Скорость сварки / мм * с-1	Примечание
1.6	Плоская сварка	50,8 ～ 55	18	100 ～ 110	–	Сварочная проволока ER705-3 Диаметр. 0,9 мм Сухой удлинитель 6,4 мм
	Вертикальная сварка	55 ～ 65,6	19	110 ～ 120	–
	Сварка потолком	55	19 ～ 20	110	5,9
	Горизонтальная сварка	59.2	20	120	5,1
3,2	Плоская сварка	71,9	20	135	4,7
	Вертикальная сварка	71,9	20	135	5,9
	Горизонтальная сварка	71,9	20	135	4,2
	Сварка потолком	71,9	20	135	5.1

Проверить это

Безопасная сварка оцинкованной стали | Allied Tube & Conduit

Сварка оцинкованных стальных труб Allied — это вполне достижимая операция, если соблюдаются три ключевых момента для обеспечения стабильного качества результатов.

1. Используйте разумные методы и процедуры сварки
2. Соблюдайте правила техники безопасности
3. Принять хорошие методы восстановления сварных швов

Использование методов звуковой сварки

Стальные трубы следует сваривать таким образом, чтобы обеспечить достаточную прочность всех соединений между трубами; соответственно, требуемая конфигурация и размер сварного шва должны быть указаны на чертежах проектировщиком.Когда трубы свариваются встык (т.е. соединяются встык), сварной шов должен проходить на всю толщину стенки трубы, а арматура не должна превышать 3/32 дюйма (2,5 мм). Если соединение представляет собой тройник, угол или угловой шов, требуемые размер и длина должны быть указаны на чертеже. Для удобства проектировщика следующие размеры сварных швов обеспечат сварные швы с размером горловины, по крайней мере равным толщине соединяемой трубы. При соединении труб с разной толщиной стенки минимальный размер углового сварного шва может зависеть от толщины элементов.

Толщина стенки трубы (дюймы)	Минимальный размер углового сварного шва	Толщина стенки трубы (дюймы)	Минимальный размер углового шва
0,035	0,063 (1/16 дюйма)	0,113	0,160 (3/16 дюйма)
0,049	0,069 (3/32 дюйма)	0,133	0,186 (3/16 дюйма)
0,065	0,092 (3/32 дюйма)	0,14	0,198 (7/32 дюйма)
0.072	0,102 (1/8 дюйма)	0,145	0,205 (7/32 дюйма)
0,083	0,117 (1/8 дюйма)	0,154	0,217 (7/32 дюйма)
0,095	0,134 (5/32 дюйма)	0,18	0,250 (1/4 дюйма)
0,109	0,134 (5/32 «)	любая толщина (t)	1,414 x (t)

Эти размеры угловых сварных швов подходят для тройников и угловых соединений, когда конец трубы имеет выступ, соответствующий внешнему диаметру сопрягаемой трубы, или когда конец трубы сплющен, так что контур не требуется.Цифры в скобках представляют собой ближайшую большую долю требуемого размера сварного шва и соответствуют стандартным размерам углового калибра.

Максимального размера углового шва не существует, но сварные швы большего размера не улучшают качество сварного шва. Точно так же требуется больше времени, чтобы сделать сварные швы слишком большого размера, а это стоит денег.

Завершенные сварные швы необходимо визуально осмотреть, на них не должно быть зазоров, пустот, трещин, подрезов, пористости или дуговых разрядов; они должны быть достаточно гладкими и однородными. Брызги при сварке следует удалять, особенно если свариваемая поверхность будет восстановлена ​​путем окраски или покрытия.

Размеры угловых швов следует проверять с помощью калибра для угловых швов. Это простые манометры, которые нельзя использовать, которые можно приобрести у местного поставщика сварочных работ, или они могут быть изготовлены из тяжелого листового металла для определенных размеров. Если на чертеже указана сварка по всему стыку, размер сварного шва должен соответствовать минимальным требованиям к чертежу по всему стыку.

Процесс и процедуры звуковой сварки

ГАЗОВЫЙ МЕТАЛЛ ДУГА («МИГ») СВАРКА

Этот процесс на сегодняшний день является наиболее широко используемым при сварке труб Allied, поскольку он обеспечивает быстрое получение высококачественных сварных швов.

Первый выбор — использовать режим распыления. Используйте 0,035-дюймовую проволоку ER70S-2 или ER70S-3, защитный газ 92% аргон / 8% CO2, сварочную горелку на 400 ампер или более и источник питания на 400 ампер, рабочий цикл 100%. Следуйте приведенной ниже таблице. Скорость движения будет высокой, а производительность наплавки (т. Е. Производительностью) будет высокой.

При сварке гальванизированной стали толщиной 16 и более тонкой может потребоваться режим передачи с коротким замыканием. Источник питания должен быть рассчитан на 200 ампер или более при 100% рабочем цикле, и он должен иметь контроль «индуктивности».Используйте 0,035-дюймовую проволоку ER70S-2 или ER70S-3, защитный газ 92% аргон / 8% CO2, сварочную горелку на 300 ампер. Установите индуктивность на максимум, а регулятор наклона (если есть) между средним и максимальным наклоном. Следуйте настройкам в таблице ниже. Если сварщику сложно поддерживать постоянный вылет, переключитесь на проволоку диаметром 0,030 дюйма и отрегулируйте скорость подачи проволоки так, чтобы она была приблизительно равна указанной выше силе тока.

	Распылительный перенос	Короткое замыкание
Вольт:	27-30	17-20
Амперы:	от 250 до 380	от 100 до 190
Скорость подачи проволоки (дюйм / мин):	от 280 до 450	от 100 до 210
Расположение циферблата (часы):	От 1 до 3	от 9 до 11
Положение наконечника:	Утопленный 1/4 «	Расширенный 1/4″
Вылет провода:	3/4 «	3/8″
Расход газа:	от 25 до 30 куб. Футов в час	от 25 до 30 куб. Футов в час
Брызги указывают на следующее:	Слишком низкое напряжение дуги	Слишком высокое напряжение дуги

Вылет проволоки во время сварки должен быть постоянным.Если сварщик отводит горелку от заготовки, вылет становится длиннее, а напряжение дуги увеличивается, вызывая разбрызгивание, если сварщик использует передачу с коротким замыканием. Если сварщик приближает горелку к заготовке, вылет становится короче, что снижает напряжение на дуге и увеличивает разбрызгивание, если сварщик использует перенос распылением. Сварщики должны понимать, как относиться к этим фактам; то есть сварщик должен правильно настроить напряжение (т.е. установить его на минимальное разбрызгивание), а затем знать, что увеличение или уменьшение вылета влияет на напряжение на дуге и количество возникающих брызг.Один из лучших ресурсов по обучению использованию GMAW можно найти на сайте Weld Reality.

Некоторым производителям удалось сваривать оцинкованные трубы с использованием порошковой металлической проволоки E70C-6, например, Hobart’s Galvacor; Приведенные выше параметры являются хорошей отправной точкой для металлопорошковой проволоки. Другие обнаружили, что самозащитная порошковая проволока, соответствующая стандарту E71T-14, такая как Lincoln Innershield NR-152 и ESAB CoreShield 10, хорошо подходит для некоторых работ, поскольку в защитном газе нет необходимости. При использовании порошковой проволоки соблюдайте рекомендуемые производителем электроды.

Защитный газ

Вышеуказанное рекомендует начинать с защитного газа 92% аргона / 8% CO2. При сварке труб толщиной 12 мм или толстых деталей уровень CO2 может быть увеличен до 18%. Это увеличивает энергию дуги, обеспечивая проникновение в более толстую сталь. И наоборот, если вы свариваете 18 калибра или тоньше, CO2 можно снизить до 2%. Если проблема заключается в прожоге, переключитесь на смесь 98% аргона и 2% кислорода и уменьшите напряжение на 2–3 вольта.Не рекомендуется использовать смеси аргона и кислорода для трубок толщиной более 1/8 дюйма.

Газ, который выделяет заметно меньше цинкового дыма при сварке оцинкованной трубы, — это Helistar GV компании Praxair; однако, поскольку это смесь гелия / аргона / CO2, она дороже, чем защитный газ на основе аргона.

ЭКРАНИРОВАННАЯ МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ДУГА («ПАЛКА») СВАРКА

Из-за низкой производительности этот процесс следует использовать там, где нельзя использовать GMAW, например, на открытом воздухе, где ветер сделает использование процесса с защитой от газа непрактичным.Оцинкованную стальную трубу Allied можно сваривать с использованием электрода E6013 диаметром 3/32 дюйма с постоянным током и положительным электродом (обратная полярность) или переменным током и параметрами, рекомендованными производителем электродов. При сварке трубы к более толстым материалам следует использовать E6010, чтобы обеспечить проникновение в более толстый материал.

ГАЗОВАЯ ДУГА (TIG, HeliArc) СВАРКА

Этот процесс также имеет низкую производительность, но позволяет получить очень надежные сварные швы между оцинкованными деталями.Сварка оцинкованной стали более тонкой толщины может выполняться постоянным током, отрицательным электродом (прямая полярность), диаметром 1/16 ″ EWTh-2, заточенным под вольфрамовый карандаш с плоским концом 1/32 ″, присадочным металлом ER70S-2 или ER70S-3 , защитный газ аргон и следующие параметры:

Калибр	Толщина (дюймы)	Ампер для канавок	Ампер для филеток	Диаметр наполнителя
от 18 до 22	от 0,028 до 0.047	от 35 до 65	от 40 до 60	1/16 дюйма или 3/32 дюйма
14 и 16	0,059; 0,079	от 45 до 75	от 65 до 90	3/32 дюйма
12	0,105	65-90	95-105	3/32 «
10+	0,135	от 70 до 100	от 110 до 130	3/32 дюйма

GTAW — это самый медленный и самый затратный из сварочных процессов, и его следует использовать только там, где внешний вид имеет решающее значение, а механическая обработка поверхности для внешнего вида нецелесообразна.

Надлежащие меры безопасности

Когда производитель использует сварку, он должен знать об опасностях, связанных со сваркой. К ним относятся сварочный дым и дым, поражение электрическим током, электромагнитное излучение.

Сварочные и дымовые газы

При сварке образуется дым и пары, которые выходят из зоны сварки в виде шлейфа. Очевидно, дым и пары, образующиеся при сварке, вредны для дыхания!

Самый рентабельный способ компании, работающей со сварочным дымом и дымом, — это научить сварщиков не попадать на голову в дымовой шлейф.Наблюдательный персонал должен быть проинструктирован следить за сварщиками, голова которых находится в шлейфе, и посоветовать им сменить положение. Сварщики должны настроить свою работу таким образом, чтобы воздух проходил с одной стороны на другую, а не к сварщику или сзади него. Это предотвратит попадание струи (и ее содержимого) в зону дыхания сварщика. При высоте потолка 16 футов или более и пространстве 10 000 кубических футов на сварщика и отсутствии замкнутых пространств естественная вентиляция считается адекватной.Если эти критерии не выполняются, необходимо обеспечить принудительную вентиляцию в соответствии со стандартом Z49.1 * Американского национального института стандартов (ANSI). Это можно сделать, используя передвижной кожух или вытяжной шланг, который можно разместить в непосредственной близости от места сварки, или используя фиксированный кожух, обеспечивающий скорость потока воздуха 100 футов в минуту (1-2 мили в час) в непосредственной близости от места сварки. сварка. Вентиляция также может быть в виде открытых решетчатых рабочих столов с равномерной нисходящей вентиляцией, обеспечивающей не менее 150 кубических футов воздуха в минуту на квадратный фут поверхности стола.Наконец, к сварочному пистолету может быть прикреплен высокоскоростной дымосос небольшого объема для обеспечения локального удаления дыма.

USFDA признает, что по крайней мере 15 мг цинка в день необходимы для хорошего здоровья человека. Цинк также является необходимым микроэлементом для жизни растений и животных. Однако слишком много цинка может вызвать временное заболевание, известное как «металлическая лихорадка». Вдыхание белого оксида цинка, образующегося при сварке цинка, может вызвать временные симптомы гриппа, включая жар и озноб.Неизвестно о каких-либо постоянных или долгосрочных эффектах. Важно, чтобы сварочный шлейф, содержащий оксид цинка, уносился от сварщика. ANSI Z49.1 * требует, чтобы удаление паров цинка производилось с помощью местной вытяжной вентиляции, когда цинк сваривается в помещении. Сварщиков также следует научить не стоять и не работать по ветру от другого сварщика, который сваривает оцинкованные материалы. В дополнение к местной или общей вентиляции рекомендуются персональные дыхательные фильтры. Легкие одноразовые фильтры на половину лица, такие как респиратор сварочного дыма 3M ™ или фильтр пыли / дыма / тумана (# 9920), удобны для сварщика и не требуют обслуживания.Картриджные фильтры для полумаски, в которых используются фильтрующие элементы, предназначенные для удаления паров металлов, также приемлемы и доступны от 3M. Системы очистки воздуха с приводом и системы подачи воздуха, такие как респиратор с приводом для очистки воздуха (PAPR) 3M ™ Adflo ™, также доступны от 3M. Эти системы обеспечивают комбинированную защиту органов дыхания, головы, глаз и лица в ситуациях, когда невозможно избежать воздействия дыма.

* Настоящий стандарт, а также информационные бюллетени по безопасности и охране здоровья при сварке можно бесплатно получить в Американском обществе сварщиков, Майами, Флорида.

Поражение электрическим током

Сварщики и те, кто занимается сваркой, должны знать, что в сварочной цепи имеется достаточное напряжение, чтобы вызвать серьезные травмы. При использовании стандартного аппарата для дуговой сварки разница между сварочным электродом и окружающей заготовкой и зданием составляет 80 вольт; при использовании непрерывной проволоки, такой как MIG или сердечник из флюса, эта разница составляет около 40 вольт. Сварщики обычно знают о потенциальной опасности, но другие, кто занимается сваркой, часто не подозревают об этой опасности.Эту ситуацию следует регулярно решать во время совещаний по безопасности.

Электромагнитное излучение

При использовании любого процесса дуговой сварки возникает электрическая дуга, излучающая различные формы энергии электромагнитного излучения, включая свет. Самым вредным из этого излучения является ультрафиолет, который может вызвать слепоту при чрезмерном облучении. Сварщики знают, что при сварке необходимо использовать соответствующую защиту от излучения. Однако те, кто занимается сваркой, также должны защищать себя.Обычно это делается путем размещения непрозрачных или полупрозрачных, но поглощающих ультрафиолетовое излучение барьеров вокруг области, где выполняется сварка. Это излучение также может вызвать ожог кожи, поэтому сварщик и те, кто работает со сваркой, должны носить защитную одежду, чтобы избежать опасности. Защита глаз должна заключаться в ношении защитных очков из поликарбоната с боковыми щитками. Поликарбонат поглощает наиболее вредное ультрафиолетовое излучение, предотвращая повреждение глаз. Кроме того, такая практика предотвратит «ожог при сварке» (солнечный ожог белка глазного яблока), который обычно вызывается отражением дуги от окружающих объектов, включая стены.

Восстановление защиты от коррозии

Тепло от сварки испаряет защитное цинковое покрытие около сварного шва. Несмотря на то, что оставшийся цинк продолжает обеспечивать некоторую защиту участков, не содержащих цинка, внешний вид оставляет желать лучшего, а участки без цинка будут ржаветь при воздействии окружающей среды. Краски с высоким содержанием элементарного цинка (т.е. «богатые цинком») при правильном нанесении эффективно восстанавливают полную защиту от коррозии в зонах сварных швов. Эти краски доступны либо в аэрозольных баллончиках, либо в контейнерах, подходящих для нанесения кистью или распылением.Эту краску можно наносить на сварной шов после пескоструйной обработки или обработки проволочной щеткой для удаления всего сварочного шлака с последующей протиркой сварного шва тряпкой.