Spawanie ocynkowanych rur metalowych jako sposób na ich połączenie

Ze względu na wysoką wydajność i niski koszt stal ocynkowana jest powszechnie stosowana do układania rurociągów i tworzenia konstrukcji do różnych celów. Tradycyjnym sposobem łączenia wyrobów metalowych jest spawanie rur ocynkowanych. Ten proces ma wiele funkcji, które należy wziąć pod uwagę.

Spawanie ocynkowanych rur jest prostym procesem, ale musisz znać zawiłości pracy z takim materiałem

Czy można spawać rury ocynkowane? Metody spawania

Po związaniu termicznym metalowa powierzchnia w miejscu szwu jest wystawiona na działanie temperatury około 1200 stopni, podczas gdy cynk wrze w temperaturze 906 stopni Celsjusza. Dlatego podczas procesu spawania powłoka cynkowa wypala się. Z tym aspektem związane są następujące negatywne zjawiska:

1. Cynk w stanie gazowym jest bardzo szkodliwy dla zdrowia. Bez wentylacji o wysokiej wydajności prawdopodobieństwo zatrucia spawacza i chwilowego uduszenia jest wysokie.
2. W spoinie powłoka cynkowa jest zerwana, a ochrona antykorozyjna utracona.
3. Intensywne odparowanie cynku podczas spawania przyczynia się do powstawania porów i pęknięć międzykrystalizacyjnych. Powstały związek będzie zawodny z powodu swojej niskiej wytrzymałości.

Biorąc pod uwagę powyższe, spawacz musi koniecznie przestrzegać zwiększonych środków bezpieczeństwa. Podczas gotowania na twarz nakłada się specjalny respirator i maskę ochronną wykonaną z materiałów dielektrycznych. Ochronę rąk zapewniają gumowe rękawice pokryte tkaniną termoizolacyjną. Aby zapobiec niepotrzebnemu pienieniu się warstwy cynku, umożliwia obróbkę powierzchni spoiny kwasem solnym. Aby uzyskać efekt wysokiej jakości, konieczne jest uniknięcie parowania warstwy cynku. Ten warunek może być zapewniony przez kilka opcji spawania.

Pierwszym sposobem jest mechaniczne czyszczenie strefy spawania cynku ściernym ścierniwem lub szczotką do metalu. W takim przypadku ocynkowana jest spawana jak zwykłe czarne rury. Punktem ujemnym jest to, że szew bez cynku jest pozbawiony ochrony antykorozyjnej, co negatywnie wpływa na żywotność produktu. W wyniku wilgoci rura szybko rdzewieje, a dotknięty obszar będzie musiał zostać wymieniony. Oznacza to, że w przyszłości pojawią się dodatkowe koszty gotówkowe i koszty czasowe związane z modyfikacją konstrukcji.

Czyszczenie obszaru spawania przed rozpoczęciem pracy zapobiegnie odparowaniu cynku z powierzchni rury

Uwaga! Niewielkie pole powierzchni bez warstwy antykorozyjnej można zabezpieczyć ścieżką katodową (cynk jest przenoszony do odsłoniętej strefy metodą elektrochemiczną).

Możliwe jest uzyskanie wysokiej jakości połączeń spawanych bez uszkodzenia powłoki antykorozyjnej poprzez zastosowanie specjalnych topników podczas lutowania. Technologia ta ma zastosowanie w przypadkach, w których czyszczenie połączeń z cynku jest technologicznie niemożliwe. Podczas łączenia stosuje się topnik HLS-B i stop UTP 1. Metoda ta jest optymalna, gdy naczynia kuchenne są zaopatrzone w wodę. Topnik nie jest szkodliwy dla zdrowia, ponieważ całkowicie rozpuszcza się w środowisku wodnym bez tworzenia szkodliwych związków.

Jak gotować ocynkowane rury za pomocą topnika

Krawędzie rur przed połączeniem są odtłuszczone i oczyszczone do stanu metalicznego połysku. Czyszczenie powinno odbywać się nie tylko na zewnątrz, ale także wewnątrz. Preformy są wstępnie podgrzewane o długości 20-30 cm po każdej stronie planowanego złącza. Do wydajnego spawania produktów o grubości ścianek do 3 mm nie ma potrzeby specjalnego przygotowania krawędzi. Szerokość szczeliny między końcami wynosi 2-3 mm. W przypadku grubszych rur wykonuje się kąt otwarcia 80-90 stopni i wysokość stępienia 1-1,5 mm. Szerokość szczeliny jest podobna.

Topnik ogrzewa się do ośrodka między cieczą a ciałem stałym i nanosi grubą warstwą na powierzchnię związku. Ilość zastosowanego materiału jest dwa razy większa niż w przypadku spawania zwykłych produktów stalowych. Celem topnika jest pobieranie nadmiaru ciepła ze spawarki, co zapobiega odparowywaniu cynku z krawędzi.

Po podgrzaniu topnik zmienia kolor z żółtego na biały, a gdy złącze osiągnie temperaturę lutowania, zmienia się w przezroczysty. Zatem stan topnika może determinować czas rozpoczęcia lutowania.

Wybierając rozmiar dyszy palnika do lutowania, musisz zacząć od grubości ścianki ocynkowanego produktu. Współczynnik wielkości pokazano w tabeli nr 1.

Tabela 1

Podczas lutowania cynkowania obowiązuje zasada: dysza palnika powinna być o jeden rozmiar mniejsza niż w przypadku łączenia konwencjonalnej rury stalowej o podobnych wymiarach.

W przypadku wysokiej jakości spawania ocynkowanej rury niezwykle ważne jest, aby wybrać palnik o odpowiednim rozmiarze i prawidłowo wyregulować płomień

Dlaczego ważne jest, aby wybrać odpowiednią dyszę? Zastosowanie zbyt dużej wersji spowoduje przegrzanie przedmiotu obrabianego, a cynk wyparuje. Oznacza to, że pogorszy się jego odporność na korozję i właściwości wytrzymałościowe (stopiony cynk doprowadzi do tworzenia porów). Jeśli dysza nie jest wystarczająco duża, metalowa powierzchnia nie nagrzeje się do wymaganej temperatury, co spowoduje przylgnięcie do niej lutu.

Podczas lutowania stosuje się płomień acetylenowo-tlenowy, który jest narażony na nadmiar tlenu. Nadmiar tlenu jest konieczny, aby po stopieniu lutu jego tlenek powstał w wyniku reakcji z krzemem. Jest to tlenek krzemu, który zapobiega odparowaniu termicznemu cynku.

Ważny! Konieczne jest dostosowanie i zapewnienie stabilności płomienia palnika. Ciepło powinno być skoncentrowane na krawędziach i szczelinie między przedmiotami obrabianymi. Niestabilny płomień prowadzi do przegrzania odcinka rury w pobliżu połączenia.

Do spawania za pomocą palnika gazowego najlepiej jest zastosować technikę „lewą”, czyli umieścić pręt przed płomieniem. W takim przypadku ogień spadnie na listwę lutowniczą, a nie na metalową powierzchnię. Podczas wykonywania szwu do topienia palnik należy przechylić pod kątem 70-75º. Dla kanału napełniania kąt powinien wynosić 15-30º. Latarkę można ustawić w dowolnej pozycji przestrzennej, ale najwygodniejsza jest dolna; wygodnie jest za jej pomocą monitorować jeziorko spawalnicze. Łączenie rur o grubości do 4 mm następuje w jednym przejściu. Jeśli wartość grubości jest wyższa, stosuje się spawanie wieloprzebiegowe.

Po zakończeniu połączenia złącze spawane jest oczyszczane z nadmiaru materiału lutowniczego. Na zewnątrz rurkę myje się wodą i trzyma za pomocą szczotki drucianej. Ważne jest, aby nie przesadzić, aby nie uszkodzić powierzchni cynku. Wewnętrzna skorupa musi być wypełniona wodą przez jeden dzień i spłukana.

Prawidłowo wykonane lutowanie ocynkowanych rur pozwala uzyskać szwy łączące, które nie wymagają dodatkowej ochrony antykorozyjnej.

Prawidłowy szew nie wymaga dodatkowego przetwarzania

Ręczne spawanie łukowe rur ocynkowanych

Zmniejszenie prędkości spawania i zwiększenie prądu pozwala uniknąć tworzenia porów w spoinach pachwinowych i doczołowych.Zastosowanie specjalistycznych elektrod może zapewnić takie warunki. Szczególnie ważne jest, aby dokonać właściwego wyboru sposobu gotowania ocynkowanej rury w zależności od rodzaju stali. Podczas łączenia ocynkowanych półfabrykatów węglowych za pomocą ręcznego spawania łukowego należy zatrzymać elektrody pokryte rutylem. W przypadku stali niskostopowych można stosować podstawowe elektrody powlekane. Elektrody rutylowe mają kilka zalet:

1. Elektroda zawiera tlenek tytanu, który pozwala szybko i łatwo zapalić łuk, zarówno po raz pierwszy, jak i wielokrotnie.
2. Powstały łuk spawalniczy zapewnia wysokiej jakości, szczelne spoiny bez pęknięć o wysokiej wytrzymałości zmęczeniowej.
3. Utrata stopionego materiału z powodu rozprysków jest minimalna.

Rutylowa powłoka elektrody może zawierać proszek żelaza. Pozwala to zmniejszyć ciężar właściwy węgla w warstwie cynku i zwiększyć odporność na pękanie.

Spawanie elektryczne ocynkowanych rur profilowanych wymaga co najmniej minimalnego doświadczenia ze spawaczem. Oprócz powlekania elektrody bardzo ważna jest jej grubość. Moc łuku zależy bezpośrednio od wielkości elektrody. Wybór elektrody zbyt grubej może prowadzić do spalania, a zbyt cienkiej do słabej wytrzymałości związku. Najczęstsza grubość ścianek produktów profilowych wynosi 1,5-5 mm, dlatego należy wybrać elektrodę o średnicy 2 lub 3 mm.

W procesie spawania szczególnie ważna jest szybkość ruchu elektrody przez metal. W wolnym tempie istnieje ryzyko poparzenia rury, zbyt szybkie tempo nie zapewni wymaganej jakości szwu łączącego. Podczas treningu rozwija się odpowiednia prędkość.

Uwaga! Po spawaniu złącze i strefę wpływu ciepła należy pokryć środkiem antykorozyjnym.

Środek ochronny powinien mieć następujące właściwości:

• wysoka przyczepność do powierzchni metalowej;
• odporność na korozję na poziomie cynku;
• łatwość aplikacji bez drogiego sprzętu high-tech.

Jako warstwa ochronna farba, która zawiera co najmniej 94% pyłu cynkowego, działała dobrze. Do jego produkcji stosuje się nie zmydlające się syntetyczne spoiwa, dlatego utrzymuje się je na powierzchniach pionowych i jest łatwe do nałożenia.

Doświadczeni spawacze używają elektrod rutylowych do spawania rur ocynkowanych.

Innym sposobem na przywrócenie powierzchni jest napawanie 99,99% drutu cynkowego zawierającego 99,99% cynku. Do tej roli odpowiednie są również pręty cynkowo-kadmowe.

Alternatywne metody łączenia rur ocynkowanych

Cynkowanie termiczne bez cynku można łączyć poprzez gwintowanie. Ze względu na złożoność aplikacji stosuje się go tylko na rurach o małej średnicy. Negatywnym punktem takiego połączenia jest wysoki koszt pracy w porównaniu do tradycyjnego spawania. Warto również zauważyć, że na styku podczas procesu cięcia warstwa cynku zostanie uszkodzona. W związku z tym rura na styku będzie bardziej podatna na korozję.

W sieciach wodociągowych, ciepłowniczych i innych sieciach inżynieryjnych można stosować zespawane fabrycznie systemy montowane zgodnie z zasadą projektanta. Fabrycznie wykonany zestaw zawiera tuleję z uszczelką, która przykręca się do rowka na krawędziach rury. Ta metoda jest całkiem nowa w krajach WNP; jej głównymi zaletami są duża szybkość instalacji i niezawodne połączenia.

Podsumowując, zauważamy, że przy spawanym połączeniu możliwe są wysokiej jakości szwy przy ścisłym przestrzeganiu wszystkich zasad. Przede wszystkim należy zapobiegać przegrzaniu i odparowaniu cynku, co można osiągnąć jedynie przy użyciu specjalnych elektrod rutylowych i topnika. Kwalifikacje spawacza odgrywają dużą rolę zarówno w spawaniu łukiem elektrycznym, jak i spawaniu gazowym. Inne metody rurowe nie są tak popularne ze względu na najniższy koszt spawania.