Какими электродами варить оцинкованную сталь

Тонкое цинковое покрытие увеличивает коррозионную стойкость стали. Оцинкованный прокат часто применяется в сварных металлоконструкциях. Чтобы они были прочными, необходимо учитывать разницу температуры плавления цинка и углеродистых сплавов. Поскольку разрушение защитного слоя недопустимо, при сварке оцинкованной стали необходимо соблюдать технологические особенности, сохраняющие целостность цинкового покрытия.

Сварка оцинковки производится несколькими методами: с помощью электродов, присадочной проволоки. Начинающим полезно будет узнать, как сделать качественное соединение, не повреждая защитного покрытия. Знаниями нюансов сварочного процесса делятся сварщики с опытом работы.

Особенности цинкового покрытия

На сталь антикоррозионное покрытие наносится несколькими методами. В зависимости от технологии толщина покрытия оцинкованного листа колеблется от двух до 150 микрон. Прожечь его легко, цинк плавится при температуре +906°С, сталь – при +1100°С. При обычном методе сваривания металла покрытие неизбежно пострадает. Его необходимо покрывать защитным флюсом, который не дает поверхности разогреваться.

Другая сложность сварки оцинковки – высокая токсичность выделяемых защитным покрытием паров. Сварка цинка требует защиты органов дыхания. Покрытие сначала размягчается, затем переходит в газообразное состояние. Эти пары при попадании в дыхательные пути вызывают сильную интоксикацию. Если необходимо монтировать оцинковку, нужно пользоваться масками с принудительным нагнетанием воздуха или работать в хорошо проветриваемом помещении, оснащенным вентиляцией.

Жидкий цинк значительно снижает качество шва. Делает рыхлым, хрупким. Чтобы он не попал в зону разогрева металла, участки в области шва очищают. Удаление цинкового покрытия – обязательная процедура соединения оцинковки. Основные способы очистки поверхности:

1. Горячий, когда края заготовки перед сваркой обжигаются газовой горелкой. Быстрый но небезопасный метод, образуется слишком много ядовитых паров.
2. Химический метод, обработка деталей кислотой или щелочью. После этого поверхности необходимо промыть и просушить.
3. Механический, защитный слой счищается стальной щеткой, шкуркой, другим абразивным материалом.

При зачистке поверхности остальную часть покрытия не трогают, в местах повреждений быстро образуется коррозия.

Важные рекомендации по сварочным работам

Любая сварка считается сложным технологическим процессом, при котором требуется соблюдать ряд важных требований. Сваривание оцинкованной стали осложняется тем, что дополнительно приходится работать с защитным покрытием из цинка. Главная особенность данного процесса состоит в том, что плавится оцинковка начинает уже при температуре в 420 градусов, а при 906 градусах она кипит и испаряется.

Все эти процессы оказывают негативное воздействие на качество сварного соединения, в нем начинают образовываться трещины, поры, различные дефекты. А чтобы этого не произошло сварка оцинкованной стали должна выполняться при других температурах, а также обязательно должна быть специальная защищенная газовая среда.

Для эффективной сварки обычно используется сварочная проволока для оцинкованной стали и медь. Наиболее подходящими считаются проволоки из алюминиево-бронзового и медно-кремневого сплава. Если будет применяться присадочная проволока, то сварка оцинковки будет правильной.

Данный метод имеет целый ряд положительных качеств:

• при проведении рабочего процесса не возникает коррозийного поражения сварного шва;
• наблюдается минимальная степень разбрызгивания;
• небольшое выгорание покрытия из цинка;
• маленький уровень вложения тепла;
• пайка стали в дальнейшем сопровождается простым обрабатыванием;
• соблюдается катодное предохранение материала.

Во время процесса сваривания цинк переходит в специальную сварочную ванну, и это вызывает появление трещин, повреждений, пор в соединении. По этой причине, перед тем как начинать работы, слой из цинка требуется удалить.

Удаление обычно проводится газовой горелкой, абразивным кругом, щетками. Есть и химические методы счищения цинка, при которых используются щелочи. После обработки область промывается водой и хорошо просушивается.

Выбор электродов

Когда при монтаже оцинкованных металлоконструкций пользуются электродуговой сваркой, обычные электроды для стали не подойдут. Чем варится оцинковка? Нужны расходные материалы (электроды или проволока для полуавтоматов) с рутиловым покрытием. Для низкоуглеродистых сплавов приобретают электроды типов:

• АНО-4, рассчитаны на сварку оцинковки при постоянном и переменном токе;
• МР-3, требуют напряжения холостого хода не менее 50 В;
• ОЗС-4, аналоги сварочной проволоки СВ08А, СВ08. Марки с высоким содержанием флюсов: УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, ДСК-50. Они применяются для любых видов оцинковки, в том числе для сварки высокоуглеродистых сплавов, когда нужно высокое качество шва. Содержит карбонаты и фтористые соединения. Ими можно варить оцинковку любой толщины. Для толстого металла необходимо делать несколько проходов.

Электроды МР-3, требуют напряжения холостого хода не менее 50 В

Точечный метод

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

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

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

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

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

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

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

Способы сварки оцинкованного металла

Для соединения оцинковки можно использовать газовую и электродуговую сварку. Возможна точечная, такой метод применим на предприятиях. Для точечной сварки оцинковки нужны специальные автоматы. В условиях гаража чаще применяется электродуговая сварка оцинковки с использованием защитных флюсов, специальных электродов или проволоки, реже – полуавтоматическая, она примется в автомастерских, на производстве, требует дорогостоящего оборудования. У каждого метода сварки оцинковки металлоконструкций есть свои преимущества. Знакомство с преимуществами и недостатками каждого поможет определиться с выбором аппарата. Чем и как варить оцинковку, зависит от опыта работы сварщика. Использование традиционных сварочных аппаратов для оцинковки требует навыков. Новичкам будет трудно выдерживать ампераж. Сложно не допускать непроваров или прожогов. Инвертор или полуавтомат в этом плане предпочтительнее.

Как сваривать трубы

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

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

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

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

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

Сварка оцинкованных деталей — не такой уж и редкий процесс на любом сварочном предприятии. Оцинковка — это слой цинка, которым покрывают различный типы сталей. Цинк обладает множеством достоинств, оцинкованные детали имеют хорошие эксплуатационные характеристики, меньше подвержены коррозии и в целом дольше служат. При этом оцинковка может применяться как при изготовлении сложный металлоконструкций, так и на производстве изделий для быта.

Но нужно понимать, что у цинка есть ряд своих характерных особенностей, которые усложняют сварку. Кроме того, на современном производстве к сварщикам предъявляют очень высокие требования по качеству работ и количеству брака. И если в одном случае вас выручит профессиональный сварочный аппарат для оцинкованного металла, то в другом случае ошибки будут неминуемы. В этой статье мы кратко расскажем, как варить оцинковку не только быстро, но еще и качественно.

Сварка полуавтоматом

Качественный шов получается в атмосфере углекислого газа или аргона. При сварке оцинкованного металла полуавтоматом газ подается вместе с присадочной или электродной проволокой по рукаву. Параметры присадки зависят от толщины оцинковки:

Минусы использования полуавтомата:

• нельзя пользоваться им на ветру, при работе мощной вентиляции возникают проблемы;
• необходимо приобретать габаритные баллоны с газом;
• нужны жесткие шланги подачи защитного газа (рукава).

Плюсы полуавтоматической сварки оцинковки:

• допустима работа без защитной атмосферы;
• гарантирована ровность шва;
• легче выдерживать параметры тока.

Существует ряд особенностей работы с полуавтоматом:

• тонкий металл сваривается точечно, чтобы не допускать прожогов;
• при напряжении ниже 220 В размер присадочной проволоки уменьшают на 0,2 мм;
• для метода без использования защитного газа выбирается электродная присадочная проволока;
• клемма с положительным контактом цепляется к заготовке, минус подводится к присадке.

Сварка оцинковки полуавтоматом

Расходные материалы

Как вы понимаете, именно расходные материалы играют самую главную роль при сварке оцинкованных деталей. Каким бы профессиональным ни был бы ваш сварочный аппарат, вы просто не сможете сделать правильный шов, если подберете неподходящие расходники. Далее мы поговорим о присадочной проволоке и электродах, которые упрощают процесс сварки цинковых изделий.

При выборе проволоки обращайте внимание, чтобы она имела невысокую температуру плавления. Обычно такая проволока содержит в своем составе много меди. Рекомендуем присадочную проволоку с температурой плавления от 900 до 1100 градусов по Цельсию. При работе с такой проволокой сам присадочный материал будет плавиться, а сталь нет. Такой подход больше похож на пайку, чем на сварку, но поверьте, соединение будет очень прочным.

Самая популярная проволока для сварки оцинкованных деталей — CuSi3. Шов, полученный с ее помощью, получается не самым прочным, но зато с ним потом удобно работать и подвергать механической обработке. Из-за кремния в составе такая проволока начинает растекаться при плавлении, так что следите за тем, какие легирующие вещества есть в составе этого присадочного материала.

Нередко применяется также проволока CuAl8 и CuSi2Mn. CuSi2Mn формирует очень прочный шов (при условии, что в составе есть марганец), но его затем очень трудно обрабатывать. Обработка отнимает намного больше сил и времени. CuAl8 используется при сварке металлов, которые покрыты цинком и алюминием.

Рекомендуем использовать в процессе пайки короткую дугу. Так она будет гореть гораздо стабильнее. Если использовать длинную дугу, то она будет нестабильной из-за цинковых испарений. Эта проблема особенно трудно решаема при сварке деталей с толстым слоем цинка.

Следите, чтобы металл не разбрызгивался. Для этого можно варить методом, когда используется короткий импульс тока. Ну а защитный газ дополнительно упростит процесс сварки.

Сварка цинка также предполагает правильную настройку сварочного оборудования. Рекомендуем установить маленькую силу тока, это поможет держать под контролем длину и стабильность сварочной дуги. При небольшом токе металл не будет перегреваться, а вместе с ним и цинк не будет испаряться в большом количестве. Вы уже получите лучшее качество просто установив небольшую силу тока.

Если вы варите полуавтоматом, то выберите режим «Synergic». Такая настройка есть не во всех сварочниках, но не пренебрегайте ею, если ваш полуавтомат способен работать в таком режиме. С его помощью можно в автоматическом режиме настроить многие параметры сварки, а значит улучшить качество шва.

Суть этого режима крайне проста: производитель еще на заводе подбирает оптимальные настройки для разных типов присадочных материалов и компонует их в так называемые пресеты (набор настроек, которые можно выбрать, нажав одну кнопку). Вам только нужно выбрать один пресет, а остальные настройки аппарат выберет сам. Так вы упростите и оптимизируете свой труд, вы больше времени потратите на формирование шва, чем на настройку сварочника, а это очень важно.

Если вы все же решили использовать инвертор и электроды для оцинкованной стали, то можно применять стержни, предназначенные для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей. У таких электродов зачастую рутиловое покрытие, а это большой плюс. По нашему опыту можно смело приобретать электроды марок АНО-4, МР-3, ОЗС-4, УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, ДСК-50. Вы без проблем найдете их в большинстве специализированных магазинов. Они стоят недорого и при этом обеспечивают удовлетворительное качество сварного соединения.

Сварка инвертором

Инвертор нужен при работе с тонкой оцинковкой, меньше 2 мм. Сварку оцинкованных деталей производят током обратной полярности, на заготовку крепится минусовой контакт. Держатель электрода должен быть подключен к плюсу. При таком подключении электрод быстро разогревается, для зажигания хватает пары секунд.

С помощью инверторов оцинковку качественно сваривают даже начинающие. Электрод не затухает, ровно идет по соединению. Образуется прочный шов без дефектов.

Полезные советы

Специалисты рекомендуется обращать особое внимание на некоторые моменты:

1. После зачистки соединения стальной щеткой требуется восстановление цинкового покрытия специальными защитными составами. Они бывают в аэрозольных упаковках, в небольших емкостях. Ими обрабатывают шов и место присоединения клеммы (крокодильчика).
2. На стыках увеличивают силу тока до 15 ампер, а скорость движения электрода снижают; должен образоваться плотный валик, способный выдержать динамическую нагрузку на изгиб.
3. Короткая дуга позволяет контролировать качество шва, меньше разбрызгивается металл ванны. Снижается вероятность прожигания цинкового покрытия искрами.
4. Настройка оборудования производится на низкотоковые режимы. На полуавтомате выставляется режим «Synergic», на инверторах – на 5-10 ампер ниже табличных значений.
5. Начинающие не должны забывать проверять качество шва. После снятия шлака он визуально осматривается, аккуратно простукивается, так проще выявить дефект.