Чи можна зварювати оцинковану сталь?

Оцинковану сталь можна зварювати, а за допомогою відповідних зварювальних матеріалів, підготовки поверхні та вентиляції її можна з’єднати без послаблення основного металу. Практичні труднощі виникають через саме цинкове покриття: цинк плавиться приблизно при 420 градусах і кипить приблизно при 907 градусах, що значно нижче температури плавлення сталі (приблизно 1500 градусів). Під час зварювання цинк у зоні з’єднання випаровується, що впливає на зварювальну ванну, утворює дим, який необхідно контролювати, і локально позбавляє від корозії. У цій статті розповідається, як правильно зварити оцинковану сталь і як після цього відновити покриття.

Чому цинкове покриття ускладнює зварювання

Коли дуга або полум’я нагрівають з’єднання, цинкове покриття згорає та випаровується, викликаючи чотири добре-відомі ефекти:

Утворення парів цинку: виділяються пари оксиду цинку, які, якщо їх вдихнути у великій кількості, можуть викликати лихоманку парів металу (симптоми,-схожі на грип). Обов'язкова вентиляція та захист органів дихання.

Пористість: пари цинку можуть бути захоплені у зварювальній ванні, що твердіє, створюючи газові пори, які послаблюють зварний шов.

Розбризкування та нестабільність дуги: пари цинку порушують дугу та збільшують розбризкування, тому параметри зварювання повинні бути скориговані.

Втрата захисту від корозії: покриття руйнується в зварному шві та навколо нього, його необхідно відремонтувати, щоб запобігти іржі на з’єднанні.

Рекомендовані процеси зварювання

Найпоширеніші процеси дугового зварювання можуть з’єднувати оцинковану сталь, якщо параметри адаптовані:

GMAW (MIG): бажано для листових і легких секцій; використовуйте трохи вищу швидкість ходу та трохи нижчу напругу, ніж для голої сталі, щоб обмежити спалювання-цинку, і розташуйте пістолет під таким кутом, щоб відштовхнути пари цинку від басейну.

GTAW (TIG): забезпечує хороший контроль і низький рівень бризок для тонкого матеріалу; спочатку очистіть ділянку шва від цинку, щоб уникнути пористості.

SMAW (палка): працює з рутиловими або основними електродами; тримайте дугу короткою та видаляйте бризки між проходами.

Точкове контактне зварювання: широко використовується для оцинкованого листа в автомобільній роботі; покриття подовжує термін служби електрода порівняно з оголеною сталлю в деяких умовах, але зварювальний струм потрібно трохи збільшити.

Присадні метали вибираються згідно з класифікацією AWS A5 для міцності основного металу; для оцинкованого листа з вуглецевої сталі зазвичай використовуються стандартні наповнювачі з вуглецевої-сталі після видалення цинку з поверхонь з’єднання.

Підготовка з'єднань і техніка зварювання

Найнадійнішим способом є видалення цинкового покриття з місця з'єднання перед зварюванням:

Шліфуйте або дротяною{0}}щіткою очистіть цинк від зони зварювання, як правило, на 25–50 мм з кожного боку з’єднання, і очистіть пил.

Для тонких листів мінімізуйте прогорання, використовуючи електроди меншого діаметру та меншу кількість тепла.

Тримайте дугу на підготовленій сталі, а не зупиняйтеся на краях з покриттям.

Після зварювання повністю видаліть шлак і бризки, тому що бризки, що містять цинк, можуть бути ініціатором корозії.

Якщо покриття не можна видалити (наприклад, на оцинкованих трубах або під час ремонту в польових умовах), визнайте вищий ризик розбризкування та пористості та компенсуйте це ретельним вибором параметрів і перевіркою після-зварювання.

Безпека диму та межі впливу

Пари оксиду цинку є основною небезпекою при зварюванні оцинкованої сталі. Межі професійного впливу диму оксиду цинку встановлені на рівні 5 мг/м³ (середньозважене за час-) згідно з OSHA та на рівні 2 мг/м³ відповідно до вказівок ACGIH. Практичний контроль включає:

Місцева витяжна вентиляція, розташована поблизу дуги, або пістолети відведення диму.

Захист органів дихання для закритих приміщень і роботи з поганою вентиляцією.

хороша загальна вентиляція цеху; не зварюйте оцинковану сталь в закритих приміщеннях без витяжки.

Мийте руки перед їжею або курінням, оскільки цинковий пил на шкірі може потрапити всередину.

Лихоманка металевих парів є тимчасовою, але слід уникати повторного сильного впливу; наведені вище елементи керування підтримують експозицію нижче лімітів.

Ремонт-покриття після зварювання

Зона зварювання втрачає оцинкований захист, тому покриття необхідно відновлювати. ASTM A780, Стандартна практика ремонту пошкоджених і непокритих ділянок покриттів, оцинкованих гарячим -зануренням, описує три прийняті методи ремонту:

Фарба, збагачена-цинком: наноситься на очищену сталь у місці пошкодження; завантаження цинку має відповідати вимогам стандарту.

Цинкове термічне розпилення (металізація): розплавлений цинк розпилюється на підготовлену поверхню, утворюючи покриття, близьке за поведінкою до гарячого{0}}цинку.

Припій-на основі цинку: наноситься паяльником або пальником там, де фарба чи спрей недоцільні.

Перед ремонтом місце зварювання необхідно очистити від шлаку, бризок і іржі. Товщина відремонтованого покриття повинна максимально відповідати початковому класу покриття, а для конструкційних робіт метод ремонту повинен бути вказаний у проектній документації.

FAQ

Чи безпечно зварювати оцинковану сталь у приміщенні?

Тільки за умови ефективної місцевої витяжної вентиляції або захисту органів дихання, оскільки під час зварювання утворюється дим оксиду цинку. У замкнутих приміщеннях потрібна примусова вентиляція та приплив-повітря або високоефективні-респіратори, щоб залишатися нижче межі впливу.

Чи послаблює зварювання оцинковану сталь?

Якщо з’єднання підготовлено правильно і параметри зварювання відповідають товщині профілю, міцність зварного шва практично така ж, як і для сталі без покриття тієї ж марки. Основними ризиками є пористість і неповне розплавлення, якщо не керувати цинком.

Чи потрібно видаляти цинк перед зварюванням?

Це рекомендовано і часто потрібно для критичних зварних швів. Видалення цинку з поверхонь з’єднання (25–50 мм з кожного боку) усуває більшість проблем з пористістю та розбризкуванням і полегшує перевірку зварного шва.

Чому зона шва швидше іржавіє після зварювання?

Тепло руйнує цинкове покриття в місці зварювання та навколо нього, залишаючи оголену сталь, яка швидко кородує, якщо покриття не відремонтувати. Завжди ремонтуйте пошкоджене покриття методом, прийнятим ASTM A780.

Чи можна приварити оцинковану трубу до фітингів?

Так, але перед зварюванням слід видалити цинк із зони з’єднання, а потім захистити з’єднання. Для оцинкованих труб іноді краще використовувати різьбові або механічні з’єднання, щоб взагалі уникнути зварювання.

Що таке металева лихоманка?

Лихоманка металевого випару – це тимчасове грипоподібне-захворювання, спричинене вдиханням парів оксиду цинку, симптоми якого починаються через кілька годин після контакту та зникають протягом 24–48 годин. Цьому можна запобігти за допомогою вентиляції та захисту органів дихання.