Сварка оцинкованной стали: технология

Сварка оцинкованной стали представляет собой процесс, основанный на вводе в изделие (сталь) низкого содержания тепла, что приводит к дальнейшему расплавлению используемого присадочного материала. Сварка стали сегодня применяется во многих типах строительных работ для креплений различных конструкций, листов, каркасов и прочего.

Схема процесса цинкования стали

Схема процесса цинкования стали.

Современные требования, которые предъявляются к защите металлов от коррозии во время работы и после нее, все больше сводятся к применению материалов, уже покрытых защитным слоем.

Особенности технологии сварки оцинкованной стали

Сам цинковый слой может составлять 1-20 мкм, такие элементы часто используются не только в строительстве, но и в автомобилестроении, бытовой технике, при установке кондиционеров и вентиляционных систем.

Цинк имеет катодную защиту от коррозии, которая остается эффективной даже при наружном повреждении, то есть при сварке остается защищенным слой стали, подпленочная коррозия на цинковом слое кромки срезов уже полностью исключается.

Так в чем же состоит сущность такого процесса, как сварка и пайка оцинкованного листа? Сам цинковый слой начинает плавиться уже при плюс 420 градусах, а при плюс 906 - цинк начинает испаряться.

Именно это и создает определенные трудности при сварке, так как при зажигании сварочной дуги происходит резкое испарение цинкового слоя, что может привести к таким негативным последствиям, как появление трещин, образование пор, нестабильность сварочной дуги и прочее.

Таблица свариемости сталей

Таблица свариемости сталей.

Именно поэтому сварка стали с оцинкованным слоем предполагает использование специального присадочного материала, то есть это пайка оцинкованного листа в определенной среде защитного газа при помощи медьсодержащей проволоки. Наиболее часто используются такие типы присадочного материала, как медно-кремниевые и алюминиево-бронзовые проволоки.

Использование такой технологии имеет следующие преимущества:

  • полное отсутствие коррозии основного материала и сварочного шва;
  • малое выгорание рабочей поверхности;
  • минимальное разбрызгивание раскаленного материала при сварке;
  • малое тепловложение;
  • катодная защита стали (основного материала) в области рабочего шва;
  • последующая обработка шва отличается крайней простотой.

Присадочные материалы для сварки

Присадочные материалы, использования которых требует сварка и пайка оцинкованного листа, имеют невысокую точку плавления, что обусловлено наличием большого количества меди в их составе. Эта точка имеет значение примерно плюс 950–1080 по Цельсию, основной материал, то есть сталь, при этом не плавится. Такая сварка является, скорее, обычной пайкой, но с очень прочным соединением.

Влияние присадочного материала на сварку

Влияние присадочного материала на сварку.

При пайке применяют такие присадочные материалы, как CuSi3, CuAl8, CuSi2Mn. Чаще всего используется первый вид, который хоть и отличается небольшой прочностью, но очень прост при дальнейшей механической обработке. Текучесть этого материала определяется содержанием кремния, при его высоком значении плавление очень вязкое, что требует жесткого контроля легирующих добавок.

CuSi2Mn с однопроцентным содержанием марганца обеспечивает повышенную жесткость, но механическая обработка такого материала довольно трудна. CuAl8 применяется в основном для листов с покрытием из материалов, содержащих алюминий.

Сварка-пайка оцинкованного листа основана на принципе перехода стали в шов, то есть импульсную сварочную дугу. Но при применении для толстого цинкового слоя большое количество возникающих испарений может привести к нестабильности самого процесса сварки. Поэтому специалисты делают короткую дугу, которая обладает большей стабильностью, но тут предъявляются очень высокие требования к источникам питания, характеристикам регулировки.

Переход материала в шов без короткого замыкания достигается путем выбора параметров импульсного тока и в среде, богатой аргоном, защитным газом.

При оптимальном варианте капля присадочного материала должна отрываться от проволоки по импульсу, то есть такой процесс практически полностью защищен от раскаленных брызг. При этом надо помнить, что различные по составу материалы и газы требуют совершенно различных импульсов!

Сварка стали с оцинкованным покрытием рекомендуется при небольшой силе тока, чтобы дуга была стабильной. Материал при этом нагревается не очень сильно, а испарение цинка сводится к минимуму. В результате – небольшое количество спор на сварном шве, что увеличивает качество материала.

Режим сварки

Пайка оцинкованного листа часто осуществляется при помощи режима синержик, это обеспечивает довольно высокое качество. Этот режим сварки с цифровым управлением и запрограммированными параметрами для каждой отдельной комбинации проволоки с газом.

Особенность его состоит в том, что производители сразу оптимизируют необходимые параметры для основных типов присадочных проволок, то есть оператору остается только выбрать необходимый режим, а встроенный микропроцессор сам позаботится о бесступенчатом выборе необходимой мощности от минимума до максимума.

Подача материалов

Влияние режима сварки на форму шва

Влияние режима сварки на форму шва.

Часто при сварке используются мягкие бронзовые проволоки, которые очень требовательны к механизму подачи. Присадочная проволока должна идти плавно, без трения. Для этого необходим четырехроликовый привод с подающими. Обычно все ролики гладкие, имеют полукруглую канавку.

Основной предпосылкой для отличной, бесперебойной подачи присадочного материала является точное вхождение самой проволоки в контактный наконечник. Надежный контакт, передающий ток на бронзовую проволоку, обеспечивает точно подобранный контактный наконечник.

Примеры сварки листов

Сварка стали с оцинкованным слоем используется для любых типов металла, начиная от низколегированных до нержавеющих. При этом незначительное выгорание в области шва обуславливается небольшим тепловложением, низкими температурами при плавлении присадочных проволок.

Для этого процесса подходят все виды сварочных позиций и швов, которые обычно применяются при работах в средах защитного газа. Вертикальные швы, которые идут сверху вниз и снизу вверх, выполняются в отличном качестве, так же как и потолочные позиции. Скорость сварочного процесса довольно высока, она может достигать до ста сантиметров за одну минуту.

Особенность применения такой сварки в средах с защитным газом с использованием короткой дуги состоит в том, что шов получается выпуклый, а это дает ограничения прочности. При этом пайка с твердым припоем может стать причиной коробления трубы. Но тут возможен и другой вариант – вогнутый шов, небольшое тепловложение в сам материал стального листа.

Поэтому при использовании такого типа сварочных работ необходимо довольно большое внимание уделять выбору присадочного материала, согласно общим требованиям по прочности и жесткости изделия.

Похожие статьи