Как сварить оцинкованную трубу электросваркой

В настоящее время оцинкованная сталь широко распространена и достаточно часто используется в строительстве трубопроводов, в создании различных конструкций и во всевозможных промышленных работах. Популярность этого материала обусловлена высокими антикоррозийными свойствами цинка, надежностью и дешевизной данного материала. К тому же технические и эксплуатационные характеристики оцинкованной стали достаточно хорошие. Сварка оцинкованных труб – процесс, отличающийся рядом особенностей, которые будут описаны в данной статье.

Можно ли сваривать оцинкованные трубы

Сварка оцинкованных труб применяется достаточно часто, особенно этот метод популярен при обустройстве инженерных коммуникаций. Однако, в процессе соединения, на том месте, где образуется шов, под воздействием высокой температуры цинк может повредиться и деформироваться, что чревато рядом негативных последствий:

  • ухудшаются антикоррозийные свойства материала,
  • в процессе сварки цинк испаряется, за счет чего образуются поры и трещины,
  • полученное соединение будет ненадежным,
  • в газообразном состоянии цинк является очень вредным и несет опасность для человеческого здоровья, если в помещении отсутствует вентиляция, сварщик может отравиться.

Важно! Чтобы сварка оцинкованных труб не привела к деформации цинка, нужно максимально сократить время продолжительности процесса

Осуществляя процесс сварки нужно применять специальные электроды для оцинкованных труб, которые способны переносить большое напряжение тока. Особо внимание следует уделить мерам безопасности. Человек выполняющие сварочные работы должен надевать на лицо специальную защитную маску, сделанную из диэлектрических материалов, на руки – резиновые перчатки. Для того чтобы цинковый слой не вспенивался, поверхность стыка надо обработать соляной кислотой.

Методы сварки

Чтобы максимально качественно сварить оцинкованные трубы, можно прибегнуть к одному из нескольких способов.

  • Первый метод предполагает механическую очистку изделия посредством абразивного наждачного круга либо щетки. Затем оцинковка сваривается так же, как обычные черные трубы. Нюанс заключается в том, что шов, который очищен от цинка не будет защищен от коррозийных процессов, а это значит, что срок эксплуатации изделия будет недолгим. Под воздействием влаги труба очень быстро начнет ржаветь и ее придется менять.

Как сварить оцинкованную трубу электросваркой

Обратите внимание! Защитить участок без антикоррозийного слоя можно катодным путем, т.е. цинк надо переместить на оголенную зону электрохимическим способом

  • Другой метод, предполагает соединение оцинкованных труб, не повреждая антикоррозийное покрытие. Для выполнения такой работы в процессе пайки надо нанести специальные флюсы. Подобная технология сварки оцинкованных труб используется в том случае, когда нельзя очистить стыки от цинка. Такой метод хорошо подходит для сваривания коммуникация в системе водоснабжения. Флюс абсолютно безвреден для здоровья, т.к. в воде он полностью растворяется. Сам процесс сварки заключается в следующем: перед начало сварочных работ внешние и внутренние поверхности кромок труб надо хорошо зачистить, чтобы образовался блеск. Заготовки надо прогреть на 20-30 сантиметров в длину со всех сторон. Флюс также нужно нагреть. Он не должен быть ни жидким, ни твердым (состояние должно быть чем-то средним). Затем его надо нанести на место соединения плотным слоем. Его функция заключается в том, что он берет избыточное тепло от сварочного аппарата, тем самым не позволяет цинку испариться.

Обратите внимание! Изначально флюс имеет желтый цвет, после того, как он нагревается – он становится белым, а в момент, когда стык доходит до температуры пайки, он уже прозрачный. Следовательно, наблюдая за цветом флюса, вы поймете когда можно начинать процесс пайки

Используя для пайки горелку очень важно правильно подобрать размер сопла, на выбор которого влияет толщина стенок деталей из цинка.

Как сварить оцинкованную трубу электросваркой

Осуществляя пайку, нужно помнить, что сопло горелки должно быть на размер меньше, чем при стыковке обычной стальной трубы идентичного размера.

Выбрать правильный размер сопла крайне важно, т.к. при использовании слишком большого – ваша заготовка может попросту перегреться, что естественно приведет к испарению цинка. Если размер сопла будет слишком маленьким, то поверхность материала наоборот не дойдет до нужного температурного режима и припой может попросту к ней прилипнуть.

Как сварить оцинкованную трубу электросваркой

В процессе пайки используют ацетиленокислородное пламя, выставляемое на избыток кислорода, который опять же нужен для того, чтобы цинк не испарился. Поскольку в момент, когда припой плавится, избыточное количество кислорода вступает в реакцию с кремнем и в итоге образуется его оксид, предотвращающий процесс испарения.

Обратите внимание! Особо внимание стоит уделить горелке, ее пламя должно быть хорошо отрегулировано, чтобы тепло было сосредоточено на кромках и в зазоре между соединяемыми деталями. Если не соблюдать данную технологию, то место, где образуется шов может перегреться

  • Третий вариант — ручная электродуговая сварка оцинкованных труб. Как уже отмечалось, для того чтобы стыковые швы были качественными надо применять специализированные электроды для сварки оцинкованных труб. Соединяя оцинкованные заготовки методом ручной дуговой сварки, надо использовать электроды с рутиловым покрытием. Для изделий, выполненных из стали невысокого качества, подойдут электроды с основным покрытием.

Электроды с рутиловым покрытием обладают рядом положительных свойств:

  • они зажигаются очень легко и быстро,
  • благодаря сварочной дуге, которая образуется, сварочные швы получаются прочные качественные, без пор и трещин,
  • в процессе работы разбрызгивается совсем небольшое количество плавленного материала.
Читать также:  Требования безопасности при проведении сварочных работ

В рутиловом покрытии может присутствовать железный порошок, за счет которого уменьшается удельный вес углерода в цинковом покрытии и трещины образуются намного реже.

Для того чтобы производить электросварку оцинкованных труб, человек, выполняющие сварочные работы должен иметь хотя бы минимальный опыт в этом деле. На мощность дуги самое непосредственное влияние оказывает размер электрода. В связи с этим электроды для сварки оцинкованных труб должны быть среднего размера, т.к. выбрав слишком толстые соединение может прожечься, а тонкие приведут к образованию недостаточно прочного шва.

Как сварить оцинкованную трубу электросваркой

Совет! Оптимальный диаметр электрода – 2-3 мм. Марка электрода может быть как российского, так и зарубежного производителя. Здесь главное чтобы вышеописанные технические характеристики соответствовали требованиям

После того, как сварка будет завершена, место соединения обязательно покройте антикоррозийным составом.

Правила выполнения сварочных работ

Как сварить оцинкованную трубу электросваркой

Для того что в итоге получить надежное сварное соединение, осуществляя сварку стальных оцинкованных труб нужно соблюдать ряд правил и требований, выдвигаемых к данному процессу:

  • в ходе работы контролируйте состояние цинка, следите за тем, чтобы он не перегрелся, так вы защитите трубы от возникновения коррозийных процессов,
  • участок, где соединяются оцинкованные изделия, надо хорошо очистить и обезжирить, для защиты слоя – покройте его флюсом,
  • если в процессе сварки используются трубы, толщина стенок которых менее 3 мм, то кромки изделия не нужно предварительно подготавливать, достаточно сделать скосы и гарт,
  • горелка, которая применяется для сваривания деталей из оцинковки, по размеру должна быть меньше той, что используется для сварки обычных стальных труб,
  • газовое пламя должно быть отрегулировано таким образом, чтобы оставался избыток кислорода,
  • прежде чем приступить к сварочным работам, заготовки нужно подогреть,
  • прут с покрытием должен располагаться на участке стыка таким образом, чтобы в момент плавления, пламя попадало только на пруток, а не на материал,
  • в конце сварки флюс надо убрать.

Чтобы сделать шов максимально устойчивым к возможному появлению трещин, в процессе сварки надо уменьшить количество кремния в месте соединения.

После того как вся работа выполнена, шов нужно покрыть защитным слоем.

Как сварить оцинкованную трубу электросваркой

Вы можете использовать краску с 94% и более содержанием цинковой пыли, либо цинковую проволоку со 100% содержанием цинка.

Срок службы стальной трубы возрастает на порядок, если ее покрыть защитным слоем цинка. Однако процесс сварки оцинкованных труб имеет свои технологические особенности, несоблюдение которых приводит к быстрому износу трубы в месте стыка и угрожает здоровью сварщика. Существует несколько способов безопасной и качественной сварки оцинкованного металла. Выбор конкретной технологии зависит от локации работ, квалификации сварщика и наличия определенного сварочного оборудования.

Как сварить оцинкованную трубу электросваркой

Проблемы соединения цинковых труб с помощью сварки

Есть три стороны проблемы сварки оцинкованного металла. Первая состоит в том, что цинк при попадании в дыхательные пути рабочего может вызвать остановку дыхания. Температура сваривания стали колеблется около 1200 градусов. При этом цинковое покрытие начинает испаряться уже при температуре чуть выше 900 градусов.

Обратите внимание! Сварочные работы оцинкованных материалов требуется проводить в специальной защитной одежде: респиратор, сварочная маска и теплоизоляционные перчатки.

Если сварочные работы проводят в закрытом помещении, то необходимо обеспечить эффективную вентиляцию.

Вторая проблема в том, что присутствие расплавленного цинка ухудшает качество стыка. Оцинковка смешивается с основным сплавом, встраиваясь в кристаллическую решетку и ослабляя ее. Интенсивное испарение цинкового покрытия становится причиной образования пузырей, полостей, неоднородности сварочного шва.

Казалось бы, что удалив оцинковку в месте стыка, можно безопасно и качественно соединить трубы. Однако здесь кроется третья проблема – локальное удаление оцинковки приводит к быстрому износу коммуникаций в месте стыка.

Технологии выполнения сварки для оцинкованных изделий

Технологи предлагают несколько путей решения проблемы сварки оцинкованных труб:

  • предварительное удаление защитного покрытия с последующим его восстановлением;
  • снижение температуры сварки;
  • сокращение времени сварочных работ;
  • предотвращение испарения цинка использованием флюса.

Зачистку зоны проведения работ проводят либо механическим способом, либо химическим. В первом случае используют болгарку с металлической щеткой или абразивный круг. Здесь трудно контролировать локальность удаления защиты. Химическое удаление оцинковки проводят обработкой места стыка раствором соляной кислоты. Ее наносят аккуратно, небольшими порциями, без повреждения основного металла.

Выбор электродов

Процесс сварки оцинкованных труб мало отличается от сварки черного металла. Технологическая особенность работ заключается в сокращении времени сварки при одновременном увеличении силы тока процесса. Достичь этого позволяют электроды с рутиловым покрытием.

Как сварить оцинкованную трубу электросваркой

Рутиловые электроды

Рутиловые электроды – это электроды, покрытие которых состоит из оксида титана с примесями алюмосиликатов и карбонатов.

Обратите внимание! Сварочные работы рутиловыми электродами можно начинать только после их предварительного прогревания при температуре в 200 градусов и суточной выдержки после.

Преимущества электродов с рутиловым покрытием:

  • наличие оксида титана облегчает процесс зажигания электрода в начале работы или при его затухании в процессе работы;
  • характеристика сварочной дуги позволяют получить качественный шов, без непровара, трещин, с высокой устойчивостью к износу;
  • минимальное разбрызгивание металла уменьшает потери расплавленного металла.

Наличие железного порошка в рутиловом покрытии снижает уровень легирования стали, что повышает прочность полученного соединения.

Как сварить оцинкованную трубу электросваркой

Расшифровка и обозначение электродов

Основные электроды

Электроды с основным покрытие используют для сварки толстостенных труб из низколегированной стали. Порошковое покрытие здесь имеет сложный состав из ферросплавов, фторида кальция, соединений магния.

Процесс варки сопровождается выделением окислов углерода, которые защищают расплавленный металл от разрушающего воздействия кислорода воздуха и водорода.

Читать также:  Механические самоделки своими руками

Технология электродуговой сварки оцинкованных труб

Кроме правильного выбора типа электродов, на качество шва влияет квалификация сварщика. Процесс требует аккуратной, но быстрой работы. При замедлении процесса легко прожечь соединение насквозь. При быстром ведении электрода шов получается с непроварами.

К таким же дефектам стыка приводит неправильный выбор диаметра электродов. Мощность электрической дуги напрямую зависит от толщины проволоки электрода. Для труб со стенкой в 1,5-3 мм оптимальным диаметром будет проволока в 2-3 мм.

Обратите внимание! Оптимальную скорость сваривания оцинкованных труб не устанавливают распоряжением. Квалифицированный сварщик приобретает навыки ведения электрода опытным путем.

Особенности соединения оцинкованных труб сварным методом:

  • Тонкостенные трубы соединяют без предварительной обработки торцов.
  • Для соединения толстостенных труб потребуется предварительно снять фаску. Делать это нужно частично, без образования острого края. Частичный скос кромки при соединении торцов встык должен обеспечить образование канавки, которая и заполняется при сварке.
  • Электроды подбирают по толщине стенки трубы. Номер газовой горелки для оцинковки выбирают на два размера меньше, чем при сварке черного металла.
  • В процессе пайки без удаления цинкового слоя следует следить за тем, чтобы напыление не «кипело».
  • При работе горелкой пламя направляют на припой, а не на трубы.
  • После сварки излишки флюса удаляют.

Попадание флюса внутрь трубы при работе на водопроводных коммуникациях безопасно для человека, поскольку он легко вымывается водой и не ядовит.

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.

Как сварить оцинкованную трубу электросваркой

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.

Нанесение защитного покрытия

Восстановление оцинковки в условиях заводского цеха проводят катодным напылением. Процесс имеет электрохимическую природу, а потому неприменим в полевых условия. При монтаже бытовых коммуникаций альтернативной защитой служит покраска труб. Покрытие требует постоянного контроля и обновления при ржавлении труб.

Более стойкий защитный эффект оказывает краска с содержанием цинковой пыли более 90%. Наносят ее с помощью обыкновенной кисти. Существует способ восстановить цинковое покрытие наплавлением на поверхность стыка химически чистой цинковой проволоки.

В наше время многие отрасли промышленности и строительства достаточно часто применяют оцинкованную сталь, которая считается превосходным конструкционным материалом. Такая сталь стойкая к воздействию коррозионных процессов и при этом стоит сравнительно недорого (относительно нержавеющей стали). Помимо этого, оцинкованные трубы имеют весьма привлекательный внешний вид, что позволяет применять их в различных дизайнерских задумках. Для соединения оцинкованных труб практически во всех случаях используют сварку. Сварка оцинкованных труб — дело несложное, но имеющее свои определенные нюансы, с которыми следует ознакомиться перед началом сварочных работ.

Как сварить оцинкованную трубу электросваркой

Схема технологии цинкования труб.

Способы оцинковки стали

Существует несколько способов нанесения цинка на поверхность стали. Самыми распространенными считаются такие способы:

  • гальванический способ;
  • напыление;
  • горячее цинкование.

Гальванический способ

Гальванический способ покрытия заключается в процессе осаждения защитного металла на изделии с помощью электрического тока. Такой способ очень распространен, поскольку с его использованием можно получить защитное покрытие хорошего качества, с легкостью изменять толщину защитного слоя, бережно расходовать цветные металлы, находящиеся в дефиците (цинк, например). Это не наилучший из способов увеличения сопротивляемости схватыванию трущихся поверхностей. Но этот способ простой, технологичный и дает возможность проводить работы с большой точностью.

Напыление

Как сварить оцинкованную трубу электросваркой

Схема напыления цинка.

Способ заключается в распылении из специальных элекродуговых или газопламенных пистолетов расплавленного металла на поверхность, которую необходимо покрыть. Цинковая проволока закладывается в распылительный пистолет, плавится и выбрызгивается на изделие. Цинковые расплавленные капли на поверхности застывают, становятся похожими на мелкие чешуйки, которые формируют покрытие. Для применения такого способа оцинковки не требуется энергозатратного и крупногабаритного оборудования (ванн, к примеру). Напыление можно применять не только в условиях цеха, но также в полевых условиях непосредственно при монтаже.

Горячее цинкование

Как сварить оцинкованную трубу электросваркой

Схема процесса горячего цинкования стали.

Горячее цинкование считается самым крупномасштабным методом нанесения цинкового покрытия на сталь. Оно наносится путем кратковременного погружения в ванну с расплавленным цинком (температура цинка — около 500-520 градусов по Цельсию) предварительно протравленных или очищенных механически, обезжиренных крепежных изделий из черного металла. Перед погружением в цинковый расплав изделия проходят флюсование и подготовительный разогрев. После извлечения изделий из расплава они подвергаются центрифугированию с целью охлаждения и удаления излишков цинка. Такой вид оцинковки имеет очень широкое распространение. Он уникален тем, что создает двойную антикоррозионную защиту: собственно сама оболочка и возможность катодного восстановления стали при повреждении цинкового покрытия.

Толщина цинкового слоя, наносимого на поверхность стали, может варьироваться в диапазоне от 2 до 150 микрон.

Особенности соединения оцинкованных труб

Сегодня оцинкованные трубы часто используются в сооружениях коммуникации. Но такие трубы довольно проблематично соединить друг с другом, используя резьбу. Причиной тому являются особенности материала, из которого изготовлены такие трубы. И поэтому оцинкованные трубы с резьбовым соединением — явление очень редкое, потому что стоимость выполняемых работ в таком случае в разы растет.

Читать также:  Самодельный копир для токарного станка по дереву

Как сварить оцинкованную трубу электросваркой

Схема способов разделки труб перед сваркой.

В большей степени для соединения оцинкованных труб применяется традиционная сварка. Хотя при этом может возникнуть опасность того, что в местах сварки цинковое покрытие труб может нарушиться, а это часто может привести к возникновению коррозии. Цинк может обеспечить защиту небольших оголенных участков поверхности оцинкованных труб катодным путем (перенос на данные участки защитного слоя электрохимическим способом). Если же такие участки крупных размеров, то катодный перенос становится достаточно проблематичным и не может гарантированно защищать поверхности от воздействия коррозии.

Технологии сварки оцинкованных труб

При сварке оцинкованных труб используется специальная технология, при помощи которой можно добиться соединений без нарушения цинкового покрытия труб. В место соединения труб наносится флюс, который нужен для обеспечения защиты от выгорания цинкового покрытия. Такое покрытие под воздействием флюсового слоя, который предварительно разогревается до вязко-жидкого состояния, переходит в стадию расплавления, при этом не выгорая и не испаряясь. После сварки это обеспечивает высокую степень защиты от коррозионных процессов.

Как сварить оцинкованную трубу электросваркой

Этапы пайки труб флюсом.

Таким способом можно пользоваться даже при сварке труб для водопровода. Исследования показывают, что флюс, который находится в середине трубы, не может оказать никакого пагубного воздействия на здоровье человека, поскольку он растворяется в воде.

Как и любой вид сварочных работ, варка оцинкованных труб требует соблюдения мер предосторожности: место, где будет производиться сварка, должно быть оснащено системой вентилирования. Если этим пренебрегать, то сварщик может задохнуться парами цинка или получить заболевания органов дыхательной системы.

Электроды, необходимые при варке оцинковки

Поскольку температура кипения цинка равна 906 градусам по Цельсию, у него есть свойство интенсивного испарения во время сварочных работ. Во время интенсивного испарения цинк в момент сварки может попасть в сварочную ванну, вследствие чего в сварном шве образовываются кристаллизационные трещины и поры. Поэтому с мест проведения сварочных работ следует счищать цинковый слой.

Иногда возможности для удаления цинкового слоя нет и приходится работать методами, позволяющими получить правильный сварной шов. Если работать способом ручной дуговой сварки, то нужно позаботиться о правильном выборе электрода.

На углеродистых сталях при выполнении сварки наиболее подходящими будут электроды с рутиловым покрытием. Сварка стальных труб из низколегированных сталей проводится с электродами с основным покрытием.

Как сварить оцинкованную трубу электросваркой

Схема сборки стыков труб сваркой.

Во избежание возникновения пор в сварных угловых и стыковых швах оцинкованных труб необходимо сократить скорость сварки и увеличить ток. Цинк не окажет большого влияния на характер швов лишь в условиях эксплуатации труб при положительных температурах.

Чтобы соединить оцинкованные трубы, не повреждая при этом слой цинка, используют метод пайки. При этом шов имеет очень высокие характеристики (герметичность и антикоррозионная стойкость), стоимость и время монтажа в разы уменьшается. Чтобы получить швы с помощью такого способа, нужно выбирать электроды и припой, покрытые флюсом. Обыкновенные оцинкованные трубы для водопроводов прекрасно свариваются с помощью обычного электрода.

Правила сварки оцинкованных труб

Чтобы качественно произвести сварку оцинкованных труб, нужно следовать определенным правилам:

Как сварить оцинкованную трубу электросваркой

Схема сварки труб разного диаметра.

  1. Во время сварочных работ нужно внимательно следить за цинком — он не должен перегреться. Такое условие необходимо для обеспечения эффективной коррозионной защиты.
  2. Места, предназначенные для соединения оцинкованных труб, должны зачищаться до блеска металла и быть обезжиренными. Для защиты цинка при его нагреве нужно наносить на соединительные места флюсовый слой. Количество наносимого флюса должно быть больше в два раза количества флюса, необходимого для нормальной пайки.
  3. Материалам с толщиной стенок меньше чем 3 мм, специально подготавливать кромку не требуется. Они должны иметь скосы и грат.
  4. Горелка при сварке оцинкованных труб должна быть на один-два номера меньше, чем горелка для аналогичной сварки стальных труб.
  5. Выставлять газовое пламя необходимо таким образом, чтобы оставался маленький избыток кислорода.
  6. Все заготовки нужно обязательно предварительно подогреть на значительную ширину.
  7. Пруток с нанесенным на него покрытием устанавливают в месте стыка и плавят огнем горелки. Огонь горелки должен направляться именно на пруток, а не на сам материал.
  8. После завершения сварочных работ флюс нужно удалять.

Сама по себе варка оцинкованных труб является довольно несложным процессом, но сварщик должен знать правила работы с таким непростым металлом, как цинк.

Работы, проводимые после сварки оцинкованных труб

Как сварить оцинкованную трубу электросваркой

Структура оцинкованного листа.

Для повышения стойкости шовного металла к образованию трещин при сварке оцинкованной стали необходимо снижать уровень кремния в шве с помощью применения специальных сварочных материалов.

По окончании сварки нужно покрыть защитным слоем поверхность шва и восстановить его на участках околошовной зоны, где он был нарушен. Слой защиты должен соответствовать следующим требованиям:

Хорошо держаться на основном металле.

Иметь высокую коррозионную стойкость (не ниже таковой у оцинкованного металла).

Возможность его выполнения рабочим без высокой квалификации и сложного громоздкого оборудования.

Таким покрытием может быть краска с содержанием по меньшей мере 94% цинковой пыли, изготовленная на основе смолистых неомыляемых связывающих синтетических веществ (хлорированный каучук, полистерин, эпоксидная смола и т.д.). Она с легкостью наносится кистью и не стекает на вертикальных плоскостях.

Также применяют наплавку цинковой проволокой, содержащей 99,99% цинка, или цинково-кадмиевыми прутками.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *