Технологии сварки оцинкованных труб

Технологии сварки оцинкованных труб

Стальные трубы без защитного покрытия быстро корродируют и выходят из строя. Поэтому была разработана технология нанесения защитного цинкового слоя, который увеличивает срок службы материала почти в десять раз.

Оцинкованные трубы сегодня используются повсеместно, они дешевле изделий из нержавейки и по техническим характеристикам им не уступят. Но есть негативный момент, связанный с температурой плавления цинка и другими свойствами этого металла.

Основными нюансами, которые следует учитывать в процессе сварки оцинковки, являются температура плавления цинка и токсичность выделяемых им паров.

Сложность сварки оцинкованных изделий обуславливается тем, что температура плавления стали составляет 1100C, а цинковое покрытие плавится при 906C. Данное расхождение не позволяет использовать обычные методы сварки в связи с риском повреждения защитного слоя и утраты изделием устойчивости к окислению.

Неблагоприятные проявления в процессе сварки оцинкованного металла заключаются в том, что:

  • При температуре 906 градусов, цинк плавится и переходит в газообразное состояние;
  • Проникая в основу, выделяемые пары разрушают структуру металла;
  • Происходит нарушение шва оцинковки;
  • Токсичные пары поступают в окружающее пространство.

Именно поэтому, обработка оцинкованных изделий требует проведения дополнительных подготовительных мероприятий и тщательного подбора используемого оборудования.

Технология

Технологический процесс имеет несколько вариантов, как сваривать оцинкованные трубы. Помимо этого технология сварки оцинкованных труб включает в себя решение такого немаловажного вопроса, какими электродами варить оцинкованную трубу. Защитный слой цинка начинает закипать при температуре порядка 900 градусов, а основной металл должен разогреться до 1200 градусов.

Основные методы решения этой проблемы:

  1. При сваривании использовать флюс. В его составе должны быть исключены компоненты, способные растворяться в воде. Функция флюса состоит в том, что он прикрывает стык и не дает возможности цинку испариться. Цинк под флюсом расплавляется, обволакивая соединяемые детали.
  2. Сведение к возможному минимуму времени сваривания. Это нужно для того, чтобы цинк не успел раствориться. Чтобы процесс проходил быстрее, необходимо производить увеличение температуры путем регулирования значения тока.

Сварщик может использовать на свое усмотрение любой из этих вариантов.

Выбор электродов

К электродам для сварки оцинкованных труб предъявляются особые требования:

  • они не должны сильно разбрызгиваться, чтобы повреждать защитное покрытие;
  • легко зажигаться;
  • образовывать качественный шов, обладающий низкой ударной вязкостью.

Марка покрытия электрода выбирается по типу стали: для углеродистых нужно рутиловое, для низколегированных – основное. В рутиловом покрытии содержится до 50% оксида титана, наиболее популярные марки: ESAB-SVEL OK 46.00, Electric Omnia 46, ОЗС-12, МР-3, УОНИ 13/55. Из электродов с основным покрытием для сварки применяют ТМЛ, ТМУ-21, ЦУ-5, ЦЛ-20; ЦЛ-39, в их состав входит фосфор и кальций. Диметр подбирается по специальным таблицам в зависимости от толщины свариваемой трубы и толщины стенки, он должен соответствовать СНиП 3.05.01-85.

Электроды для прочих работ

В этой статье мы уже несколько раз упоминали трубу нкт. Это не случайность. Вопрос «Какими электродами сварить трубу нкт?» активно обсуждается в интернете, и у многих сварщиков вызывает споры. Мы не претендуем на истину, но все же рекомендуем использовать для этих целей электроды марок УОНИ 13/45 или 13/55.

Дело в том, что такой тип труб зачатую изготавливается из высоколегированной стали с повышенной прочностью, и такому металлу нужны электроды с особым составом. Приведенные выше марки отлично справляются с задачей, шов получается достаточно надежным и долговечным. Но учтите, что за сварку труб не стоит браться без должного опыта и хорошего сварочного аппарата, иначе вы рискуете испортить работу.

Газосварка оцинковки

Сварку оцинкованных труб без нарушения защитного покрытия осуществляют газовой горелкой с использованием флюса «HLS-B». Его наносят на торцы труб для понижения температуры нагрева цинкового слоя. В результате цинк не испаряется в процессе, а расплавляется под флюсом, оставаясь на поверхности трубы.

Кромка трубы нуждается в предварительном очищении и обезжиривании. Торцы труб прогревают на расстояние до 30 см от края. Флюс наносят на расстоянии в 2 см от торца трубы толстым слоем. Начальная его консистенция – густая паста. Нагревом его доводят до полужидкой консистенции. Определить готовность флюса к началу работ позволяет изменение его цвета.

Обратите внимание! Флюс при нагревании сначала приобретает желтоватый оттенок, затем становится молочно-белым. Начинать сварку следует после того, как флюс станет прозрачным и гелеобразным.

Выбор электродов

Во время сварки оцинкованных труб образуются пары цинка. С технологической точки зрения газы плохо влияют на качество сварного шва. Попадая в ванну (обрабатываемый участок) и смешиваясь со сталью, цинк становится причиной появления пор, трещин на уровне кристаллической решетки. Именно поэтому шов необходимо дополнительно защищать от разрушения.

Если это невозможно, используют специальные сварочные электроды – с рутиловым и основным покрытием.

Рутиловое покрытие

Рутил — смесь оксида титана (50 %) с алюмосиликатами и карбонатами. Образуемый в результате сваривания шлак обладает высокой степенью щелочности. Шов получается прочным на ударную вязкость и с повышенной защитой от горячих трещин. Перед тем как варить трубу, электроды сушат 60 минут при 200 °C и используют в течение суток.

Основное покрытие

Содержит ферросплавы, плавиковый шпат, магний, кальций. При сгорании в районе сваривания смесь выделяет окись углерода и углекислый газ. Они препятствуют попаданию окислителей (водорода, кислорода) в шов. Чаще электродами с основным покрытием выполняют сварочные работы по толстостенным оцинкованным трубам.

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 +1100 0 С, а цинка — +906 0 С. 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.

Завершающие работы

Чтобы повысить устойчивость шва к образованию трещин, при сваривании элементов из оцинкованной стали нужно понижать уровень кремния в шовной части. Для этого используются специальные сварочные материалы.

Читайте также  Потолок в коридоре

После завершения сварочного процесса на поверхность шва необходимо нанести защитный слой. Также восстановить защитный слой нужно в тех местах около шва, где наблюдается нарушение защитного покрытия. При этом данный слой должен отвечать следующим требованиям:

  • Хорошо сцепляться с основным металлом.
  • Его коррозионная стойкость должна быть не ниже, чем у оцинкованного металла.
  • Выполнение защитного слоя должно быть довольно простым, то есть для этого не нужны высококвалифицированные специалисты и особое оборудование.

Совет: в качестве такого покрытия можно использовать краску, которая содержит не менее 94 процентов цинковой пыли.

Эта краска должна быть изготовлена на базе смолистых связующих веществ, которые относятся к неомыляемым синтетическим составам, например, полистерин, хлорированный каучук, смола эпоксидная и т.п. Такая краска должна легко наноситься при помощи кисти и не стекать с вертикальных поверхностей.

Также в качестве защитного покрытия можно применять наплавку из цинковой проволоки, которая содержит не менее 99,99 процентов цинка. Помимо этого подойдут цинково-кадмиевые прутки.