При нагревании флюс изменяет свою окраску: вначале он переходит от желтой к белой, а затем становится полностью прозрачным. Это означает, что можно начинать процесс пайки труб.
Технология соединения оцинкованных труб сваркой — статья на конференцию
творческая работа учащихся на тему
Оцинкованные трубы находятся в широком использовании для различных инженерных сетей и коммуникаций. Тем не менее, соединение таких труб между собой с использованием резьбы представляет собой серьезную задачу. Это связано с материалом, из которого изготовлены трубы; в частности, оцинкованные трубы редко имеют резьбовые соединения, так как стоимость работ по их монтажу в таком случае значительно возрастает. В большинстве случаев для соединения оцинкованных труб используется традиционная сварка.
Однако стоит отметить, что сварка оцинкованных труб противоречит требованиям пункта 4.6. СП 73.13330.2012, который относится к внутренним санитарно-техническим системам зданий. Это не просто формальная регламентация; причины находятся в повышенных рисках и негативных последствиях, которые возникают в результате данной технологии.
Следует вникнуть в процесс сварки оцинкованного металла, чтобы осознать, какие трудности могут возникнуть при этом.
Сварка оцинкованного металла представляет собой технически сложный процесс. Под воздействием высокой температуры сварочной дуги цинк преобразуется в газообразное состояние, что вызывает образование токсичных паров. В связи с высоким уровнем токсичности, специалисты, работающие со сваркой оцинкованного металла, должны обеспечить наличие эффективной вентиляции на рабочем месте, чтобы минимизировать риски отравления. Неправильное соблюдение норм и техники безопасности может приводить к временному удушью, а длительное воздействие паров цинка может вызвать хронические заболевания органов дыхания.
При сварке оцинкованного металла важно строго соблюдать специальные технологии выполнения работ, чтобы обеспечить качество соединения и безопасность как специалиста, так и окружающих.
1. Необходимо тщательно очистить околошовную зону от цинка, так как пары незачищенного цинка при сварке растворяются в металле. После остывания металла это может привести к образованию межкристаллизационных трещин, так как цинк будет накапливаться на границах зерен основного металла. Это в свою очередь делает соединение крайне хрупким и ненадежным. Если удалить цинковое покрытие невозможно, то сварка оцинкованной стали должна выполняться специальными электродами, обладающими флюсовым покрытием.
2. Возможно повышение сварочного тока с одновременным увеличением зазора между свариваемыми элементами. Следует помнить, что эти меры эффективны при толщине цинкового слоя не более 15 микрон.
3. Существует способ предварительного выжигания цинка с использованием электродов, который осуществляется с возвратно-поступательными движениями по оцинкованной поверхности. Данная методика является результативной для цинкового слоя толщиной до 40 микрон. Если же толщина превышает данный предел, то для получения качественного шва поверхность должна быть очищена от цинка.
Подводя итог, можно утверждать, что работы по сварке оцинкованного металла (например, труб) являются высокотехнологичными и требуют значительных временных и материальных вложений, а также наличия высокой квалификации у персонала, выполняющего данный вид работ.
На современном этапе многие отрасли, включая промышленность и строительство, постоянно используют оцинкованную сталь, которая отличается прочностью как конструкционного материала. Оцинкованная сталь устойчива к коррозии и обладает доступной стоимостью. Кроме того, оцинкованные трубы привлекают своим эстетичным внешним видом, что открывает возможности для применения их в различных дизайнерских концепциях. В подавляющем большинстве случаев для соединения таких труб применяется сварка. Сварка оцинкованных труб является делом несложным, однако требует знания определенных нюансов, с которыми нужно ознакомиться перед началом работ.
НЕДОСТАТКИ ОЦИНКОВАННЫХ ТРУБ
Проблемы, связанные со сохранением защитного слоя цинка во время сварки, побуждают многих строителей переходить на современные композитные материалы. Важно заметить, что оцинковка выполняется только с внешней стороны труб, в то время как внутренняя часть остается обычной сталью. В результате, хотя внешняя поверхность защищена от коррозии, внутренняя часть все равно подвержена появлению ржавчины.
Первоначально соединение оцинкованных деталей предполагалось осуществлять без применения тепловой обработки. Однако последующие разработки предложили различные решения, позволяющие провести такие операции. Опасным является то, что добиться качественного нанесения защитного слоя после его испарения или защиты металла от коррозии так же эффективно, как на этапе заводского производства, не представляется возможным.
Стоимость сварки оцинкованных труб варьируется в зависимости от объема выполняемой работы. Как правило, данная процедура оказывается дороже стандартной сварки из-за необходимости использования дополнительных расходных материалов и компонентов.
Какими электродами варить оцинкованные трубы
Для сварки оцинкованных труб применяются электроды с рутиловым и основным покрытиями. Рекомендуется использовать рутиловые электроды для работы с низкоуглеродистыми сталями, тогда как основное покрытие лучше применяется для сварки низколегированных материалов. Наиболее часто используемые марки:
- МР-3, АНО-4, ОЭС-4 – электроды с рутиловой обмазкой;
- УОНИ-13/55, УОНИ-13/45, ДСК-50 – электроды с основным покрытием.
Как сварить трубу с помощью электрода при работе с оцинкованной поверхностью? Сварной шов создается путем возвратно-поступательных движений электрода. Процесс сварки осуществляется с увеличенными зазорами и повышенными значениями тока на 10–50А (в зависимости от толщины стенки трубы). Скорость наложения валика при этом уменьшается примерно на 20% для достижения наилучшего результата.
С учетом того, что цинк испаряется и приводит к образованию вредных для здоровья и окружающей среды газов, обязательно применяются защитные средства, такие как флюс, а также защитная одежда. При работе с изделиями с толстыми стенками удаление цинка в зоне соединения труб стало обязательным этапом.
Какими электродами варить профильную трубу
Профильные трубы, как правило, изготавливаются из углеродистых конструкционных (таких как 1ПС, 2ПС, 3СП, Ст.09г2с) или низкоуглеродистых сталей. Данные трубы характеризуются высоким коэффициентом удлинения (18%) и уровнями прочности на разрыв (45 кгс/мм). Сварка осуществляется как инвертором, так и трансформатором, с силой тока до 60А и очень короткой дугой. В работе применяются следующие электроды:
- АНО-4 – универсальные электроды с рутиловым покрытием;
- УОНИ-13/35 – подходят для сварки толстыми стенками, только опытным сварщикам;
- МР-3 – могут быть использованы без предварительной зачистки;
- МР-3С – подходят для получения соединений с высокими требованиями к качеству металла;
- ОЗС-12 – позволяют проводить сварку на удлиненной дуге, но не допускается наличие влаги на краях кромок.
Для заваривания трубы электродом при стыковом соединении используются следующие шаги. Сначала производятся прихватки по углам труб, затем осуществляется сварка основного соединения. Если используются тонкостенные трубы (до 2 мм), шов накладывается в одном слое, а для толстостенных труб – в несколько проходов. Для стенок толщиной 1 мм подходят электроды диаметром 1,6 мм, для толщины 2–3 мм – электроды диаметром 2-2,5 мм, при толщине 3–6 мм – 3–4 мм соответственно.
Способы сварки оцинкованных труб
При необходимости срочной сварки оцинкованных материалов рекомендуется принимать меры для минимизации негативных последствий, соблюдая санитарные требования.
- Пары оксидов цинка опасны и токсичны. Работы рекомендуется проводить в хорошо вентилируемых помещениях. Чтобы избежать отравления ядовитыми испарениями, сварщикам необходимо носить респираторы для защиты легких, а также применять маски, перчатки и резиновые ботинки.
- При интенсивном кипении цинка могут образовываться микротрещины и поры на поверхности стали, что в свою очередь делает шов негерметичным. Важно снизить время нагрева, но это сложно добиться, когда материал имеет большую толщину.
Тем не менее, защитный слой в области сварного шва теряет свою целостность, что уменьшает срок службы сварного соединения. Для минимизации данного эффекта применяются краски с содержанием цинка.
Чтобы избежать выгорания, можно использовать следующие методы:
- Если невозможно применять фитинги на тонкостенных трубах, следует резать наружные резьбы и соединять части конструкции с добавлением уплотнителя.
- Околошовную зону следует зачищать от цинкового покрытия, после завершения сварки на шов наносится антикоррозионный состав.
Способы сварки оцинкованных труб:
- Ручная дуговая сварка с использованием специализированных электродов;
- Сварка под слоем флюса: осуществляется при температурах, при которых происходит взаимное сплавление стали с присадочным материалом.
Для сварки оцинкованных сталей используются различные методы, однако некоторые из них более пригодны для работы с листовым прокатом, например, аргоновая TIG-сварка с использованием вольфрамового электрода. Также практикуются MIG/MAG-сварочные технологии с полуавтоматом, используя омедненную проволоку и смеси углекислого газа с аргоном.
Сварка оцинкованных труб электродуговой сваркой
Монтаж электросварной линии схож с стандартной технологией, однако требуется особое внимание уделить этапу подготовки, касающемуся очистки от цинкового слоя. Цинк, попадая в расплавленный металл, вступает в реакцию с железом и образует интерметаллиды, что приводит к образованию брака.
Различие в коэффициентах теплового расширения между железом и цинком может быть причиной возникновения напряжений и деформаций в соединении.
- Даже малое количество цинка в расплавленном металле может вызвать диффузию и, как следствие, трещины.
- При небольшом смешивании материалов края сварного шва, как правило, будут рваными, а соединение будет подвержено коррозии.
Электроды выбираются в зависимости от марки обрабатываемой стали. Существует два типа электродов для сварки оцинкованных труб:
- Рутиловые. Они состоят из диоксида титана с добавлением ферромарганца, силикатов и других компонентов. Эти электроды предотвращают окисление сварочной ванны, образование трещин и облегчают удаление шлака. Они идеально подходят для сварки низколегированных и низкоуглеродистых материалов, но их не следует использовать для высокоуглеродистых сталей.
- Основные. При нагревании порошка, содержащего фтор и кальций, высвобождается углекислый газ, который эффективно предотвращает окислительные реакции. Основные электроды подходят для работы с углеродистыми сталями и толстостенным прокатом.
Алгоритм выполнения сварки трубопроката с использованием электродуговой сварки:
- Для метизов с толщиной стенки более 3 мм требуется предварительная обработка кромок с притуплением на 1–1,5 мм.
- Сила тока подбирается в зависимости от диаметра электрода, что является важным этапом в достижении качественного результата.
- Основной валик образуется посредством наплавки или поступательного движения.
- После завершения сварки шов необходимо обработать антикоррозийным покрытием, например, цинковым спреем или ингибиторами коррозии.
Качество сварки стальных оцинкованных труб во многом зависит от квалификации сварщика. Опытные мастера тщательно подбирают параметры. Сначала осуществляется тестовая сварка на отдельных участках материала, чтобы убедиться, что правильные параметры выбраны для аппарата и электрода. Для улучшения характеристик сварного шва также может применяться техника проковки при температуре 100–150 °C. Однако несоблюдение указанного температурного диапазона или чрезмерная сила могут привести к образованию трещин.
Соединение труб с цинковым покрытием ручной электродуговой сваркой
Для предотвращения возникновения пор в стыковых и угловых швах целесообразно увеличить ток и снизить скорость сварки. Для этого подбираются электроды, соответствующие марке стали. Для сварки оцинкованных труб из высокоуглеродистой стали рекомендуется применять электроды с рутиловым покрытием, в то время как низколегированным сталям вполне подойдут электроды с основным покрытием.
У электродов с рутиловым покрытием есть несколько преимуществ:
- Благодаря оксиду титана в составе, дуга зажигается очень легко и быстро, даже многократно.
- Сварные швы, выполненные с использованием такой дуги, получаются герметичными, прочными и без дефектов.
- При работе с такими электродами образуется незначительное количество брызг, что значительно снижает потери материала.
В состав рутилового покрытия могут входить добавки порошка железа. Это позволяет уменьшить содержание углерода в слое цинка и увеличивает устойчивость к растрескиванию.
Необходимо отметить, что для выполнения сварочных работ с использованием электросварки нужен хотя бы минимальный практический опыт (подробное руководство – «Как правильно варить трубы электросваркой – пошаговая инструкция»). Важно учитывать, что на мощность сварочной дуги влияет не только покрытие электрода, но и его толщина. В частности, используемые электроды должны быть оптимально подобраны, так как слишком толстый электрод может создать слишком сильную дугу, способную прожечь материал. В то время как слишком тонкий электроды не обеспечат необходимую мощность и качество шва. В большинстве случаев работы выполняются с трубами, толщина стенки которых составляет 1,5-5 мм, поэтому оптимальный диаметр электрода составляет 2-3 мм.
Скорость перемещения электрода по поверхности также играет важную роль в процессе сварки. Если электроды движутся слишком медленно, существует риск прожигания трубы. Если же движение происходит слишком быстро, то шов может оказаться некачественным и непрочным. Оптимальная скорость должна быть определена опытным путем.
После завершения сварочных работ важно обработать швы антикоррозийным составом.
Антикоррозийное средство должно соответствовать следующим требованиям:
- обеспечивать хорошее сцепление с поверхностью;
- защищать откорректированные области от окисления;
- обладать удобством и простотой в нанесении без применения специальных инструментов.
Хорошим вариантом для защиты оцинкованных изделий считается специальная краска, содержащая примерно 94% цинковой пыли. Эта формула легко наносится на поверхности и эффективно держится даже на вертикальных участках благодаря влиянию в ней неомыляемых связывающих материалов.
Еще одним способом антикоррозийной защиты является наплавка проволоки с содержанием 99,99% цинка или использование цинково-кадмиевых стержней.
Другие методы стыковки оцинкованных изделий
Еще одной альтернативой соединению оцинкованных труб без нагрева является резьбовая стыковка. Однако нарезка резьбы на оцинкованных трубах может быть трудоемкой, что делает этот способ более распространенным для изделий с небольшим диаметром. При этом такой метод оказывается более затратным по сравнению с традиционной сваркой. Важно также учесть, что слой цинка в площадке резьбы будет уничтожен, что увеличивает вероятность возникновения ржавчины.
Для сборки систем водоснабжения и отопления могут применяться бессварные комплекты труб с фитингами, напоминающие конструктор. В таких наборах часто есть специальные муфты с уплотнительными кольцами, которые фиксируется с помощью болтов на канавках по краям труб. Данный способ сборки еще не получил распространения в нашей стране, но предлагает надежное соединение и выполняется быстро.
Таким образом, ответ на вопрос о возможности сварки оцинкованных труб будет положительным, при условии соблюдения всех требований техники безопасности и технологии выполнения работ, а также наличии необходимого опыта. Тщательно следите за тем, чтобы избежать перегрева труб и испарения цинка. Задать эти процессы можно за счет применения флюсов и рутиловых электродов. Альтернативные методы соединения труб, хотя и допустимы, могут обойтись значительно дороже.
Как приварить оцинковку к черному металлу
Соединение материалов, которые значительно различаются по химическому составу, возможно лишь при условии надежной защиты от воздействия кислорода из атмосферы. Даже при использовании инверторного источника питания и точной настройке рабочих параметров, подбор электрода для оцинкованных труб или других заготовок следует начинать с вопроса защиты материала.
Качественная сварка оцинковки с черным металлом может быть выполнена с помощью таких методов:
- аргоновая сварка (TIG);
- полуавтоматическая сварка (MIG/MAG);
- ручная дуговая сварка (MMA);
- сварка с использованием неплавящегося электрода.
При использовании каждого из этих методов необходимо применять электроды или проволоку, рассчитанные на работу как с черными, так и с цветными металлами.
При проведении полуавтоматической сварки и аргонодуговой сварки желательно организовать защиту расплавленного металла через подачу инертного газа. В противном случае качество полученного шва не будет гарантироваться.
Как варить оцинкованные трубы
Сварка оцинкованных труб электродами (или проволокой) осуществляется по схожей технологии, как и для других металлов.
С точки зрения качества и сохранности цинка, оптимальным вариантом является использование газовой горелки. Однако существуют определенные нюансы при выполнении операций:
- Нет необходимости полностью снимать защитный слой; достаточно подогреть края труб на расстоянии 25-30 см от торцов, при этом нагрев должен быть прекращен, когда покрытие начинает приобретать прозрачный оттенок;
- При добавлении присадочного материала к трубам следует аккуратно оплавлять его пламенем, при этом важно направлять пламя не на трубы, а в сторону, чтобы капли могли сформировать качественный шов.
Оптимально варить оцинкованную трубу, подавая проволоку под углом 20-30° к поверхности трубопровода.
