Co se uvolňuje při svařování pozinkované oceli?

Vysoce kvalitní kovové konstrukce, potrubí, opláštění, kontejnery a mnoho dalšího kvůli zvýšené korozi za určitých podmínek vyžadují zinkování.

Pokud chcete zjistit, jak se to vaří a co je k tomu potřeba, jaké jsou například elektrody vhodné pro pozinkované trubky, tak to vše najdete v našem článku.

Vrstva zinku, která pokrývá

Oceli jsou potaženy sloučeninami obsahujícími zinek, které je chrání před korozí. Za obtížných provozních podmínek lze pomocí relativně jednoduchého nátěru zabránit vzniku lehkých oxidů a silné rzi. V důsledku toho se výrazně prodlužuje životnost materiálu.

Bod tavení pozinkované oceli je stejný jako u běžné oceli, ale samotný zinek se taví dříve. Vypařuje se a jako chemický prvek interaguje s kyslíkem a dalšími prvky.

Výsledné látky jsou pro člověka toxické – vedou k poškození dýchacího systému (až k edému), vzniku rakoviny a různých patologií. Těžká otrava může vést ke smrti. Přítomnost zinku představuje zdravotní riziko, takže plánování práce a bezpečnostní opatření jsou základními faktory.

Co je třeba vzít v úvahu při svařování pozinkované oceli

Galvanizace svařování vyžaduje předběžné pochopení pouze 2 bodů:

• teplota tavení pozinkované oceli začíná asi na 1520 °C – práh ztráty tvrdosti zinkem je 419 °C a začátek přechodu do plynného stavu je při 906 °C;
• Stupeň toxicity par zinku je velmi vysoký.

Kvůli prvnímu bodu je obtížné spojovat díly konvenčními metodami – je nutné chránit roztavenou ochrannou vrstvu zinku před vzdušným kyslíkem.

Druhý bod je složitější: plynný zinek působí na svářeče a okolní atmosféru a zároveň znečišťuje svarovou lázeň. Složení a vlastnosti svařovaného obecného kovu se okamžitě změní – a vždy k horšímu.

Proto je ke svařování pozinkované oceli nezbytná kompetentní organizace celého procesu – od přípravy a výběru zařízení až po použití speciálních pracovních technik.

Je nutné odstranit povlak?

Aby se zabránilo kontaminaci výpary, galvanické svařování začíná odstraněním ochranného zinkového povlaku. Podstatou operace je odstranit ji z konců svařovaných hran, pak bude roztaveným kovem pouze ocel. Díky tomu bude šev relativně čistý, jeho vlastnosti zůstanou přibližně na stejné úrovni jako u základního kovu.

To lze provést následujícími způsoby:

• mechanické čištění – brusným nástrojem, kartáči a smirkem;
• kyselé leptání nebo alkalické ošetření – „sežerou“ vrstvu zinku, která pokrývá ocel, po čemž zbývá pouze umýt obrobky a vysušit je;
• tepelné vypalování s plynovým hořákem je technika pro zkušené specialisty, protože teplota hořáku je minimálně 1600 °C, takže se zde objeví toxický odpařující se zinek.

V každém případě je důležité získat lesklý kovový povrch.

Metody svařování

Svařování pozinkovaného kovu má určité nuance. Vzhledem k povaze metalurgických procesů je důležité používat určité druhy svařování a plánovat proces (bez ohledu na způsob) takto:

• pokud je tloušťka materiálu větší než 3-4 mm, doporučuje se předběžně zpracovat hrany vytvořením zkosení a úkosů;
• Doporučuje se provádět šev v krocích, často odtrhávání elektrody z lázně;
• zvětšení délky švu se provádí bez spěchu – to zajišťuje rovnoměrnost vnitřních pnutí;
• Svářeč musí pracovat v ochranné masce s individuálním přívodem vzduchu, místnost musí být odvětrána, k odstranění svářečského aerosolu je nutné použít ventilaci.

Při práci bez předchozího odstranění zinkového povlaku se doporučuje počkat, až se zinek vyvaří, poté dojde ke svaření základního materiálu. S vysokým zbytkovým obsahem je téměř zaručeno, že šev praskne a vyboulí se.

V některých případech lze použít svařování za studena.

Ruční oblouk

Je možné vytvořit trvalé spojení pomocí invertoru a kusových elektrod, hlavní je vybrat optimální galvanizované elektrody. Jejich výběr se provádí nejen na základě chemického složení kovu, ale také jeho tloušťky.

Samotný proces je důležité provést bez prodlení a s velkou pečlivostí, zkušenosti a kvalifikace svářeče jsou klíčové. Nízká rychlost svařování vede k propálení tloušťky součásti a vypálení zinku, zatímco vysoká rychlost svařování vede k velké nehomogenitě svaru. Problém spočívá ve velkém objemu kapiček přenášeného kovu a jejich různé velikosti.

Lze zdůraznit následující klíčové nuance práce:

• Doporučuje se předběžně zkosit hrany – vybrání bude vyplněno přídavným kovem;
• proud by měl být zvýšen o 10-20 A – to zabrání vzhledu pórů;
• po vychladnutí je důležité strusku srazit – látky plovoucí v lázni jsou přesyceny legujícími prvky, takže jejich další vliv na kov bude negativní.

Pohyby elektrody lze provádět vratně – střídavý posun vpřed s návratem zpět. Tímto způsobem bude zinek odstraňován postupně – spíše než vyhoření a vstup do lázně ve značném množství.

Tig svařování v argonu

Svařování pozinkované oceli v prostředí inertního argonu je nejvhodnější pro „nejjemnější“ práci. Tento typ ručního obloukového svařování je zajímavý svou plynovou ochranou roztaveného kovu před oxidací. Často svařuje nerez a černé oceli.

Tato metoda se však kvůli nízké produktivitě nepoužívá tak často.

Poloautomatické

Často se používá poloautomatické svařování pozinkované oceli – jde o kvalitní a poměrně jednoduchý způsob vytvoření spoje. Má své vlastní vlastnosti:

• Je důležité zvážit sílu proudu spolu s rychlostí podávání drátu;
• anoda („+“) je připojena k přídavnému drátu, katoda („-“) je připojena k povrchu, který má být svařován;
• Průměr trysky podléhá mechanickému opotřebení, takže pro kvalitní dodávku je důležité sledovat její stav.

Pokud budete věnovat pozornost těmto bodům, šev bude hladký podél okrajů a nanesená vrstva při svařování oceli bude jednotná v hloubce a struktuře.

„Plus“ technologie je její všestrannost a jednoduchost. „Minus“ – příliš silný průvan může odfouknout ochranný plyn a narušit metalurgii svarové lázně, takže je důležité instalovat ploty. Válce lze umístit na jakékoli bezpečné místo, ale pracovní prostor svářeče musí být pečlivě zakryt .

Je důležité vyhodnotit parametry oblouku: napětí je nastaveno na skutečný průměr drátu a samotný drát je vybrán s ohledem na tloušťku kovu.

Pod vrstvou tavidla

Galvanizace svařená pod vrstvou tavidla bude mít kvalitnější šev – díky vysoké ochraně tekutého kovu před atmosférou.

Jediným vážným požadavkem je, že povrchy, které mají být spojeny, musí být připraveny. Mnoho tavidel poskytuje slušnou ochranu, v některých případech bude nutné vyčistit a odmastit okraje; Výběr přídavných materiálů se provádí podle stejných pravidel jako u jiných metod svařování. Jedinou výjimkou je tavidlo: požadovaný druh a množství závisí na chemickém složení svařovaných dílů.

Důležitým bodem je průměr podávací trysky. Mělo by být zvoleno v poměru k tloušťce kovu, přibližně 1 mm otvoru na 2 mm kovu:

• malý průměr – nebezpečí nedohřátí svařovací zóny;
• velké f – nebezpečí přehřátí zóny a vypařování zinku.

Tavidlo umožňuje svařovat zvýšené tloušťky – až 5-6 mm bez rizika výrazných vad.

Plyn

Plynové svařování pozinkovaného kovu se používá, pokud je nutné zachovat zinkování. To bude vyžadovat plynový hořák, dodatečný ochranný povlak a plnicí drát.

Esence opakuje proces elektrického oblouku:

• okraje jsou očištěny od stávajících nečistot a odmaštěny;
• místa, kde bude svar, jsou ošetřena pájecí kyselinou nebo jiným tavidlem – jeho úkolem je chránit zinkovou vrstvu;
• drát je přiveden do mezery mezi díly;
• k roztavení přísady použijte plynový hořák – dávejte pozor, abyste plamen nesměřovali na zinek.

Tavidlo se nanáší rovnoměrně, nedoporučuje se jej zahřívat hořákem – jinak bude nutné obnovit zinkový povlak.

Po ukončení prací je nutno vychlazený spoj ošetřit antikorozním prostředkem.

kontaktní svařování

Kontaktní (neboli bodové) svařování plechů je ve strojírenství velmi běžné. Není obtížné svařit trojrozměrnou konstrukci a plášť pomocí této metody, pokud máte speciální vybavení.

Zvláštností tohoto zařízení je vytvoření svarového bodu: takový šev se vyznačuje vysokou mechanickou pevností a má tvar blízký kruhu. Související vlastností metody je postupné opotřebení cenných chlazených elektrod, které jsou měděné a duté (voda proudí dovnitř, aby odváděla parazitní teplo).

Tento způsob spojování obrobků vyžaduje velké energetické investice, takže zpracování pozinkovaných výrobků je vhodné alespoň ve fázi sériové výroby.

Etapy přípravy a svařování

Začátek každé práce je příprava:

• zajistit veškeré osobní ochranné prostředky (především uzavřenou masku s přívodem čistého vzduchu), zapnout místní i celkovou ventilaci;
• rozhodnout o metodě svařování – v závislosti na tloušťce kovu, jeho chemickém složení, tvaru obrobků a dostupnosti k nim: „poloautomatické“ – pro oceli o tloušťce 1,0 mm, metoda plyn-kyslík – pro jakoukoli tloušťku , RDS – pro oceli silnější než 2,0 mm, kontaktní – pro plechy;
• pokud je to nutné, cvičte na útržcích.

Po organizaci byste měli připravit okraje – oříznout na velikost, nastavit jednotnou mezeru, odstranit zkosení a v případě potřeby zarovnat.

Odstranění zinkového povlaku

Pro ochranu zdraví pracovníků se doporučuje předchozí odstranění nátěru. Můžete to rychle udělat takto:

• úhlová bruska nebo podobné elektrické nářadí s brusným kotoučem nebo tvrdým kartáčem – dokud se na základním materiálu neobjeví lesklý kovový lesk (po dokončení po sobě bez problémů zameťte a ukliďte);
• ošetřete roztokem kyseliny chlorovodíkové nebo sírové – zinek bude zkorodovaný a nebude představovat chemické nebezpečí při svařování (je důležité nevdechovat tato činidla);
• spalujte zinek plynovým plamenem, přičemž povrch nezahřívejte přímo, ale tangenciálně – do obrobku se tak dostane méně bludného tepla (větrání a opět ventilace).

V této fázi jsou hlavním nebezpečím toxické výpary. Pokud odstranění není možné nebo jsou s tím potíže (včetně další obnovy), můžete při svařování použít azbestovou látku silně navlhčenou vodou.

Výběr elektrod

Elektrody pro svařování pozinkovaných trubek jsou rozděleny do 2 skupin podle typu ochranného povlaku:

• hlavní – pro svařování pozinkované oceli s nízkou legováním: UONI (13/45, 13/55), LB-52U;
• rutil – pro práci s pozinkovanou ocelí s minimem uhlíku: OZS-4, ANO-4, MP-3.

Zinkové elektrody se volí výhradně podle typu a chemického složení zpracovávané oceli. Správně zvolené zajistí vysokou pevnost švu a stálost jeho fyzikálních a chemických vlastností a při samotném procesu bude docházet k menšímu rozstřiku.

Zkušenosti ukazují: pro jednotlivé produkty je lepší zvolit osvědčené možnosti. Dobré elektrody pro svařování pozinkovaných trubek jsou tedy UONI 13/45, OZS-12, TsU-5, TsL (20, 39), TMU-21 a TML.

Výběr výplňového drátu

Stejně jako galvanizační elektrody se i přídavný drát vybírá podle svého chemického složení. Samostatným požadavkem je nízký bod tavení – to umožňuje minimální tavení základního kovu (které přechází v pájení, ale podstata zůstává stejná).

Kovové obrobky je optimální k sobě svařovat drátem pomocí poloautomatu nebo invertoru – snadnost manipulace v těchto případech bude maximální. Bez ohledu na tloušťku obrobků je optimální vzít jednu z následujících značek:

• OK AUTROD 12.51: určeno pro poloautomatické svařování pozinkovaných a legovaných ocelí, materiálové složení se vyznačuje sníženým množstvím fosforu a síry (což zaručuje nízký rozstřik a vysokou kvalitu svaru);
• OK TIGROD 12.64: poměděná kusová tyč, umožňuje svařit spoj s hladkým švem, legovaná křemíkem a manganem pro snížení počtu pórů (tím se snižují nároky na čištění hran);
• OK ARISTOROD 13.08: drát bez pomědění, legovaný molybdenem a manganem, vhodný pro provoz s poloautomatickým zařízením v prostředí ochranného plynu (čistý oxid uhličitý nebo ve směsi s argonem).

Pevný nebo plněný drát není tak důležitý – na rozdíl od složení.

Jak vařit pozinkovanou ocel – pravidla a doporučení

Základním pravidlem při svařování pozinkované oceli (bez ohledu na elektrody nebo plynový plamen) je mít zapnutý výkonný ventilační systém. Nebezpečí tohoto materiálu je jeho vysoká toxicita, proto je potřeba maximální stupeň ochrany člověka.

Předběžné odstranění úkosů je povinné u tloušťky větší než 4 mm – jinak se objeví deformace a šev skončí s příliš vysokou housenkou, kterou je třeba dodatečně vyčistit. Je také velmi pravděpodobné, že nedostatečná penetrace nastane u kořene švu.

Zinkování o tloušťce 2,0-2,5 mm lze svařovat pomocí ručního obloukového svařování. Svařování pozinkovaných trubek s elektrodami se provádí s častým trháním tyče z lázně, šev se zvětšuje pouze o malou délku – to zajišťuje jeho rovnoměrnost a absenci bobtnání. Tyč se pohybuje hladce, drží se přibližně pod 45° (při zvýšeném náklonu hrozí propálení kovu).

Počáteční fáze zpracování určité oblasti může být charakterizována vypálením zinku – na to je třeba počkat, jinak svařovaná ocel praskne.

Po obdržení výsledku byste neměli zapomenout obnovit zinkový povlak. Pro tento účel se vyrábějí různé formulace ve vhodných obalech (nádoby a zatavené sáčky). Při zpracování dříve očištěného povrchu je důležité nezapomenout věnovat pozornost místu, kde jsou připevněny svařovací kabely (svorky) – zde se tvoří stopy po spálení.

Jak svařovat pozinkovanou ocel se železným kovem

Kombinace materiálů, které se radikálně liší chemickým složením, je možná pouze se spolehlivou ochranou před negativními účinky vzdušného kyslíku. I když vezmete invertorový zdroj a doladíte provozní parametry, vyberete elektrody pro pozinkované trubky nebo jiné obrobky, otázka ochrany je první.

Můžete kvalitativně svařovat pozinkovanou ocel se železným kovem pomocí následujících technik:

• svařování argonem (TIG);
• poloautomatické svařování (MIG/MAG);
• ruční obloukové svařování (MMA);
• svařování netavitelnou elektrodou.

U každé metody je důležité použít zinkové elektrody nebo drát. Musí být navrženy tak, aby fungovaly současně se železnými a neželeznými kovy.

Při poloautomatickém a argonovém obloukovém svařování je nejlepší chránit roztavený kov pomocí plynové metody – přívodem inertního plynu. V opačném případě není zaručena kvalita švu.

Jak vařit pozinkované trubky

Svařování pozinkovaných trubek elektrodami (drátem) se zásadně provádí stejnou technologií jako u jiných výrobků.

Z hlediska kvality a bezpečnosti zinku je optimální použít plynový hořák. V manipulacích jsou pouze nuance:

• předběžné odstranění ochranné vrstvy není nutné – stačí zahřát okraje trubek ve vzdálenosti až 25-30 cm od konců, když se objeví druh průhlednosti povlaku, měli byste přestat zahřívat;
• Výplňový materiál se přivádí k trubkám a taví se plamenem (který je důležité držet ve směru od trubek), přičemž vzniklé kapky vytvoří šev.

Pozinkovanou trubku je nejlepší svařovat přivedením drátu pod úhlem 20-30° k povrchu potrubí.