Что такое оцинкованная сталь и почему ее сварка сложна?
Оцинкованная сталь - это вид стали, на которую в защитных целях нанесено цинковое покрытие. Цинковое покрытие служит защитным барьером для нижележащей стали и предотвращает ржавление. Толщина покрытия может варьироваться в пределах 2-8 мил (50-200 микрометров), однако эта толщина может быть изменена в зависимости от конкретных требований. В проектах, над которыми я лично работал на строительных площадках, стандартная толщина покрытия для компонентов зданий составляет 3-5 мил. Защитный цинк действует как барьер. Он также защищает нижележащую сталь от коррозии.
Сварка оцинкованной стали представляет собой проблему из-за разной температуры плавления металлов - стали и цинка. Сталь плавится при очень высоких температурах, 2500°F (1370°C), а цинк - при 787°F (419°C). Высокая температура приводит к тому, что цинк испаряется раньше, чем плавится сталь. Испарившийся цинк образует токсичные пары оксида цинка, при вдыхании которых может возникнуть металлическая лихорадка, если не используется надлежащая вентиляция, а также влияет на сварочный шов, вызывая пористость и слабость сварных швов. Я видел проекты, в которых минимальная вентиляция приводила к пористым сварным швам, из-за чего швы не прошли проверку. Хотя удаление слоя цинка помогает решить проблему, оно также увеличивает стоимость и время.
Оцинкованная сталь встречается довольно часто. Она входит в состав конструкционных балок, а также труб и резервуаров для хранения. Большинство наружных перил покрыты цинком. Такое использование требует защиты от ржавчины. Производители знают, почему они должны сваривать оцинкованную сталь. Нам нужны прочные сварные швы. Также необходимо учитывать безопасность рабочих. Правильный способ зависит от конкретного проекта по сварке оцинкованной стали.
Как сварить оцинкованную сталь: Пошаговые методы
Существует 3 основных подхода к сварке оцинкованной стали. Решение зависит от конкретного проекта. Необходимо учитывать толщину покрытия, размер партии и имеющиеся в вашем распоряжении инструменты. По моему опыту, у каждого метода есть свои преимущества и недостатки.
Метод 1: Сначала удалите оцинкованное покрытие
Если ваши сварные швы должны быть самого высокого качества, особенно если оцинкованная сталь имеет покрытие толщиной более 5 мил, то этот метод для вас. Он лучше всего подходит для структурных применений, таких как мостовые работы и несущие балки, поскольку прочность сварного шва имеет решающее значение. Дополнительное время на подготовку увеличит стоимость, но это того стоит, поскольку сварные швы получаются более прочными, а в процессе сварки меньше дыма. Я выбираю этот метод для критически важных структурных проектов.
Для начала вам придется отшлифовать обе стороны сварного шва, используя отбойный диск или проволочный круг, чтобы удалить не менее двух дюймов с обеих сторон шва. Продолжайте использовать шлифовальную машину, пока покрытие не ляжет на голую сталь. Вы заметите, как слой цинка исчезнет, а из-под него покажется серый цвет стали. Длинные узлы можно удалить механическим способом, однако ручной способ займет 5-10 минут для одного фута. В некоторых местах используют кислоты, однако важно проверить паспорта безопасности документов и производителей. После ручной обработки необходимо очистить поверхность с помощью растворителей, таких как спирт или ацетон, чтобы удалить с нее жир или масло. Обычно я обязательно очищаю и проверяю поверхность перед сваркой, поскольку грязь может вызвать коррозию.
Сварку нельзя проводить в течение 4 часов, так как это приведет к обнажению железа и образованию ржавчины на участке. Если ржавчина появится, вам придется снова очистить этот участок перед сваркой.
Метод 2: Сварка через покрытие с соблюдением мер предосторожности
5.76. Микроны сварка 7,5 мил 11,25 цинкование 82,5 покрытие мельница 153,75 лист цинка калибр 3,33 ремонт 5 проволока 7,5 цирконий чашки 8,25 с покрытием 11 без покрытия 45 стержень 2123,75 от центра с обеих сторон
Прогорание покрытия во время сварки. Положите стержни толщиной 3 мм на 2,5 мм от центра во время. И горит во время. Делаем как надо с 3 мм колпачком. По центру вспыхивает как пламя. Делаем обе сварки боком вдоль шва вверх по приемной трубе. И через низ. Зиг-заг вверх вниз примерно 45 рывков с паузой 2,5 секунды между рывками. 4 слоя глубоко заполняют супербольшой зазор. 4-й слой полностью. Республиканская сварка первого слоя. Молния, когда режет с покрытием. И бейте по боковой середине. Затем боковые на пальто. Сидеть с пяткой середины вниз. Пальто горючее на стороне, на чьей стороне, когда сидишь на сиденье. Затем скользите руками вниз по середине подъема.
Это помогает получить промежуток 5,25 при сварке. И получить зазор 0,75 между обеими сторонами. Он идет, когда закончил с пальто вверх, как дуться с все вниз. Зазор 3 мм толщиной. Куски идеально совпадают. сделано с разрезами.
.
Не забывайте использовать дополнительную местную вытяжную вентиляцию с производительностью 4000 куб. м или выше, расположенную в трех футах от рабочей зоны, поскольку безопасность при нанесении покрытий и сварке имеет первостепенное значение. Поскольку вентиляция недостаточна из-за повышенной концентрации горящего дыма во время прогорания, необходимо также использовать респиратор PAPR или респиратор с подачей воздуха. Перед началом работы очень важно проверить подачу воздуха, для чего используется дымовой тест, чтобы убедиться в достаточной вентиляции.
Метод 3: Использование специализированных методов сварки
При использовании импульсной сварки MIG техника сварки с импульсом особенно эффективно контролирует подачу тепла и поэтому является сильным кандидатом на недорогую сварку с более низкой, чем допустимая, концентрацией паров цинка. Есть также сварщики, использующие процессы холодного переноса металла, которые имеют более низкий, чем в среднем, нагрев основного металла, а значит, и более низкую, чем в среднем, концентрацию паров цинка в воздуховоде, что в значительной степени свидетельствует о том, что сварные швы получаются хуже, чем при сварке при более высокой температуре. Хотя эти методы и современное оборудование стоят дороже, они являются экономически более выгодным решением для установок меньшего объема с повышенным вниманием к безопасности и качеству.
Диапазон цен на системы Pulse MIG начинается от $2 500 и превышает $5 000 для моделей начального уровня, а продвинутые системы начинаются от $8 000. Этим системам необходима возможность импульсной работы, что также требует определенных комбинаций проволоки и газа. Этот метод подходит для магазинов с большим объемом работ, в то время как небольшие предприятия обычно продолжают использовать стандартные методы. Прежде чем вкладывать средства, необходимо проверить объем производства, так как окупаемость системы заключается в уменьшении проблем с дымом с течением времени и улучшении качества сварки.
Параметры сварки и выбор оборудования
Параметры сварки MIG для оцинкованной стали
Сварка MIG очень популярна для работы с оцинкованной сталью, поскольку она быстрая и позволяет оператору контролировать процесс. Контроль дыма на устройстве подачи проволоки очень полезен для большинства проектов по оцинковке. Он подходит для многих толщин покрытия.
Для большинства работ установите силу тока в диапазоне от 80 до 150 ампер (от 80 до 100 ампер для тонких материалов толщиной менее 1/8 дюйма и от 120 до 150 ампер для более толстых участков толщиной до 1/4 дюйма). Напряжение от 18 до 24 вольт, в зависимости от силы тока, и газ аргон-CO2, установленный на 75/25 (хорошо подходит для сварки оцинкованных покрытий), около 20-25 CFH. Скорость перемещения должна составлять от 6 до 10 дюймов в минуту. Если скорость будет выше, вы рискуете получить испарение цинка под контролем температуры.
Будьте осторожны с прожогами на тонких материалах. Если вы видите отверстия, необходимо уменьшить силу тока. Если поверхность не очищена, пористость неизбежна. Для гальванизированных покрытий очень полезен антибрызговый спрей.
Параметры сварки TIG для оцинкованной стали
Сварка TIG позволяет добиться более высокой точности при работе с тонкой оцинкованной сталью и более сложными конструкциями. Она также безопаснее, чем MIG-сварка в тесных помещениях, поскольку выделение дыма гораздо ниже.
Установите диапазон на сварочном аппарате между 60 и 120 амперами в зависимости от толщины материалов. Для листового металла толщиной менее 1/16 дюйма используйте 60-80 ампер. Для материалов толщиной до 1/8 - от 100 до 120 ампер. Используйте чистый аргоновый газ с расходом от 15 до 20 CFH и скоростью перемещения от 2 до 4 дюймов в минуту. Более низкая скорость перемещения помогает контролировать сварочную ванну, что очень важно для успешной сварки.
Загрязнение вольфрама особенно характерно для материалов с покрытием, таких как оцинкованная сталь. Для этого используйте специальную вольфрамовую шлифовальную машину и храните отдельный вольфрам для разных материалов, чтобы избежать перекрестного загрязнения.
Настройки для контактной сварки (SMAW)
Сварка с помощью сварки на основе сварки с использованием сварки, так как она менее подвержена воздействию ветра, чем газовая сварка. Этот метод выбирают для ремонта в полевых условиях благодаря его надежности и мобильности.
Установите диапазон силы тока для сварки палкой между 90 и 140 амперами. Используйте 90-110 ампер для стержней 1/8 дюйма и 120-140 ампер для стержней 5/32 дюйма. Напряжение при использовании электродов E7018 или E6013 стабильно в диапазоне от 22 до 28 вольт, а скорость перемещения составляет от 4 до 6 дюймов в минуту.
Прилипание электрода чаще всего происходит с оцинкованными покрытиями, поэтому уменьшите нижний предел диапазона силы тока. Удаление шлака требует большей осторожности, чем обычно, поскольку цинковое покрытие может смешиваться со шлаком.
Руководство по выбору оборудования: Что нужно для сварки оцинкованной стали
Выбор оборудования включает в себя факторы, влияющие на качество сварки и безопасность рабочих. Некачественные проекты уже не раз приводили меня в ужас, и гораздо проще просто вложить деньги в качественные инструменты, чем начинать все сначала.
Базовые MIG начинаются от \$400, а профессиональные стоят от \$1,200 до \$3,500. Ищите аппараты с регулируемой скоростью подачи проволоки для наилучшего оснащения. Сварочные аппараты TIG начинаются от \$800, а аппараты профессионального класса стоят от \$2,500 до \$5,000. Аппараты контактной сварки гораздо дешевле: стоимость начальных моделей варьируется между \$200 и \$400, а аппараты профессионального класса стоят от \$600 до \$1,200. Выбор зависит от ваших основных задач.
Такое оборудование, как PAPR, стоит от \$500 до \$1,500, системы подачи воздуха от \$800 до \$2,000, а также системы профессионального уровня, которые стоят от \$1,000 до \$3,000, начиная с \$300, необходимы в качестве защитного оборудования. Их следует учитывать в своем первоначальном бюджете.
Удаление покрытия добавляет от \$50 до \$100 к стоимости часа работы. Прямая сварка с использованием защитного оборудования составляет от \$500 до \$2,000. Инвестиции в специализированное оборудование составляют от \$2,500 до \$8,000. Рассчитайте объем производства, чтобы определить срок окупаемости.
Безопасность превыше всего: Чем опасна сварка оцинкованной стали
Сварка оцинкованной стали имеет свою долю опасностей, как указано в руководстве OSHA 29 CFR 1910.252, где говорится об использовании местной вытяжной вентиляции. При использовании надлежащих СИЗ, включающих в себя шлем с автоматическим затемнением, респиратор PAPR или респиратор с подачей воздуха, одежду FR, кожаные перчатки, защитные ботинки и местные вытяжные трубы, установленные на высоте 4-6 футов (2000CFM при легких работах и 4000CFM при тяжелых работах). Помните, что СИЗ всегда должны использоваться в тандеме с системами вентиляции.
Ошибки при сварке и способы их устранения
Сгореть дотла
Пережог или перегрев - это чрезмерное нагревание при слишком высокой силе тока или слишком низкой скорости движения. При чрезмерном нагреве цинка он испаряется при температуре около 787°F. Это приводит к образованию отверстий в неповрежденных материалах в процессе сварки, которые называются прожогами.
Параметры сварки должны быть снижены на 10-15% при более стандартных настройках. Попробуйте увеличить скорость перемещения до 8-10 дюймов в минуту, а также использовать проволоку меньшего диаметра с более тонкими материалами, чтобы уменьшить тепловыделение.
Светящаяся широкая сварочная ванна указывает на слишком сильный нагрев, что свидетельствует о перегреве. Диаметр сварочной ванны должен соответствовать диаметру используемой проволоки, если он больше - это слишком сильный нагрев. Прислушайтесь к звукам горения или хлопанья - в этом случае следует немедленно отрегулировать настройки, иначе правильные настройки не будут действовать и произойдет прогар.
Недостаточная вентиляция
Сварщик может надышаться многим. Некоторые из них могут быть более вредными, чем другие. Концентрированный дым оцинкованной стали вреден, так как может быть смертельно опасен. Если работа с оцинкованной сталью ведется неправильно, она также может выделять много дыма. Если работа проводится в больших масштабах, то необходимо 400 вентиляторов.
Если вы видите, что мистер Зи похож на привидение, значит, вентиляция не очень хорошая. Если вам удастся уловить запах бронзы, это значит, что для рабочих было мало удобств. Зомби - это дети-плакаты о плохой вентиляции.
Неправильный выбор материала наполнителя
Если вы пытаетесь сварить оцинкованную деталь и работаете с серией 1000, шансы на то, что сварка будет работать с оцинкованной деталью, очень малы. Сварной шов обязательно будет пористым, так как он очень мягкий. Если вы восхищаетесь головоломками с 1000-й серией, лучше работать с 700-й серией. Если вы восхищаетесь головоломками, лучше всего работать с 700-й серией.
Если в зоне сварки много пузырьков, значит, вы работаете с неправильным наполнителем. Если сварные швы идут с большим количеством трещин, лучше проверить наполнитель.
Применение в реальном мире и тематические исследования
Сварка конструкционной стали
Однажды одна мастерская сварила две оцинкованные двутавровые балки на мосту. Соединенные балки имели глубину 12 дюймов и толщину 5 мил. Работа была очень важной, так как балка была несущей. Команда использовала методы шлифовки для удаления покрытия на сварных швах. Подготовительный этап на каждой балке занял около 8 часов. После надлежащего...
Все сварные швы прошли контроль, а дополнительное время на подготовку позволило сэкономить на доработке. Вложение времени в подготовку в конечном итоге окупается.
Применение сварки труб
Бригаде ремонтников необходимо было отремонтировать 4-дюймовые оцинкованные водопроводные трубы с тонким двухмиллиметровым покрытием. В данном случае ремонт нужно было выполнить как...
Они установили правильную вентиляцию и прожгли покрытие, а сварка MIG при 110 амперах оказалась хорошей, так как покрытие сгорело начисто. Ремонт стал неповрежденным без единой проблемы...
Урок: Вентиляция имеет решающее значение при сварочных работах с использованием труб. Тонкое покрытие можно сваривать напрямую при наличии надлежащей вентиляции.
Проекты из листового металла
Цех изготавливает оцинкованные листовые панели, используя материал 14-го калибра с высоким покрытием 3 mil. В данном случае речь идет о крупносерийном производстве...
Они начали использовать импульсную MIG-сварку, что позволило значительно улучшить настройки. Скорость производства продукции в процессе сварки увеличилась примерно на 20 процентов.
Снизилось качество, резко возросла скорость производства. Инвестиции в импульсное оборудование очень быстро стали полезными. Проиллюстрированная фраза говорит о том, что техника работает при больших объемах производства.
Анализ затрат: Целесообразность сварки оцинкованной стали
Сварка оцинкованной стали требует больших затрат, чем сварка обычной стали. Именно поэтому мы рассмотрим разбивку стоимости сварки оцинкованной стали.
Удаление покрытия требует $50 - $100/час труда, а также $20 - $40 других материалов на проект.** Прямая сварка требует $500 - $2,000 на защитное оборудование. Инвестиции в специализированные технологии составляют $2 500 - $8 000, поэтому вам лучше рассчитать свой годовой объем, чтобы определить, какой метод стоит взять на вооружение.
Окупаемость инвестиций зависит от объема проекта. Прямая сварка оптимальна для проектов небольшого объема. При средних объемах следует использовать оборудование для снятия покрытия, а при объемах свыше 500 штук - специализированную технику. Срок окупаемости следует рассчитывать исходя из конкретных условий эксплуатации.
Ориентируйтесь на ситуацию, в которой вы находитесь: для разовых проектов подходит удаление покрытия, а для регулярного производства нужны специализированные технологии. В этом случае вам следует оценить общую стоимость владения по сравнению с минимальными предварительными затратами.
Правила и стандарты
Контрольный список соответствия требованиям OSHA:
Вопросы безопасности сварки рассматриваются в стандарте OSHA 29 CFR 1910.252, как и вопросы сварки оцинкованной стали. Таким образом, соблюдение требований необходимо на всех рабочих площадках.
Туманная сварка и инженерная вентиляция: Стандартные операционные процедуры
Письменные стандартные рабочие процедуры (WSOP) должны включать надлежащую вентиляцию для опасных паров (включая пары оксида цинка) и местную вытяжную вентиляцию в пределах 4 футов от места работы; средства вентиляции должны быть задокументированы, так как инспекторы OSHA потребуют доказательств.
Проверьте свою систему вентиляции перекрестной проверкой системы СИЗ для манипулятора Megablast и остального персонала на предмет надлежащего обучения. Необходимо создать папки по технике безопасности и проверить записи о соблюдении требований.
Стандарты AWS для сварки оцинкованной стали
AWS D1.1 выпускает стандарты сварки конструкционных сталей (включая оцинкованные материалы), которым вы должны следовать при использовании конструкций.
В стандарте говорится о необходимости надлежащей подготовки шва и устанавливаются минимально допустимые уровни качества сварки в соответствии со стандартом; вам придется искать минимальные уровни для вашего применения.
Международные стандарты (ISO/EU)
Стандарты ISO и ЕС обязательны для международных проектов. Если вы ориентируетесь на Европу, маркировка CE является обязательной, поэтому убедитесь, что вы знаете целевые территории.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос: Можете ли вы сварить оцинкованную сталь?
О: Это возможно, но необходимо принять надлежащие меры безопасности, так как цинковое покрытие выделяет очень неприятные пары при сварке; убедитесь, что у вас хорошая вентиляция и соответствующие дыхательные устройства. Метод будет зависеть от толщины покрытия и проекта.
В: Чем опасна сварка оцинкованной стали?
О: Это опасно, если не принять правильных мер. Наряду с местной вытяжной вентиляцией и соответствующими СИЗ вдыхание паров оксида цинка может привести к ознобу и лихорадке. Наряду с лихорадкой и ознобом необходимо обеспечить вентиляцию и соответствующие СИЗ дыхательных путей.
Вопрос: Что произойдет, если сварка оцинкованной стали будет производиться без покрытия из оцинкованной стали?
О: Усиленная вытяжная цинковая сварка будет более полезной. Если сварные швы более пористые, то вентиляция будет более сильной. В то время как сварочное покрытие больше используется для обработки цинковым дымом.
Вопрос: Каков наиболее эффективный способ сварки оцинкованной стали?
О: Хотя чаще всего она используется для MIG, не стоит забывать, что TIG имеет свои сильные стороны при работе с тонкими и детализированными материалами. Кроме того, палочная сварка для большинства открытых площадок является сильным братом и сестрой. Если рассматривать наружные работы, то дочерние сварные швы должны быть более специфичными.
В: Используется ли стандартное оборудование для сварки оцинкованной стали?
О: Наряду со сварочным оборудованием, которое соответствует требованиям НДТ, сварка с использованием дыма, цена вентиляции которого соответствует требованиям НДТ.
Вопрос: Каков правильный процесс удаления оцинкованного покрытия перед сваркой?
О: Вы должны отшлифовать место сварки либо отбойным диском, либо проволочным кругом, удалив не менее 2 дюймов с каждой стороны, а затем очистить место растворителем, чтобы избавиться от смазки, и приварить его в течение 4 часов, чтобы предотвратить появление ржавчины.
В: Что такое лихорадка от металлического дыма и как определить ее симптомы?
О: Симптомы появляются в течение нескольких часов. Вы можете ощущать озноб, жар или головную боль, некоторую тошноту, а также сдавливание грудной клетки. Это будет продолжаться от 24 до 48 часов.
Вопрос: Какое напряжение и сила тока лучше всего подходят для сварки оцинкованной стали?
О: Для MIG-сварки достаточно 80-150 ампер в зависимости от толщины металла и напряжения 18-24 вольта, а для TIG-сварки - 60-120 ампер при напряжении около 15-20 вольт. Разумеется, регулируйте в соответствии с настройками.
Вопрос: Можно ли сваривать оцинкованную сталь методом TIG?
О: Конечно! Сварка TIG с оцинкованной сталью довольно проста. У вас гораздо лучше контроль, а значит, вы можете производить меньше дыма, чем при MIG. Просто убедитесь, что вы часто чистите вольфрам, чтобы избежать его загрязнения.
Вопрос: Сколько стоит сварка оцинкованной стали в Соединенных Штатах Америки?
О: Стоимость зависит от метода, который вы используете. Снятие покрытия также будет стоить $50-100 в час, помимо $500-2000 на защитное снаряжение, а если вы используете передовые методы, то только на оборудование уйдет около 2500-8000.
Вопрос: Какой тип шпатлевки использовать для оцинкованной стали?
О: Используйте проволоку ER70S-6 для MIG-сварки до гильзы, поскольку она хорошо переносит загрязнение цинком, и используйте присадочный пруток ER70S-2 для TIG-сварки с требованиями к прочности основного металла.
Вопрос: Законно ли сваривать оцинкованную сталь в мастерской без вентиляции?
О: Нет, это противоречит закону. OSHA-29 CFR 1910.252 требует соответствующей вентиляции для опасных паров оксида цинка местной вытяжной вентиляции.
В: Как долго пары цинка могут находиться в воздухе?
О: При отсутствии соответствующей вентиляции пары цинка задерживаются и оседают в виде мелкой пыли, в то время как соответствующая вентиляция устраняет их мгновенно. При отсутствии вентиляции они могут сохраняться часами.
В: Какие средства индивидуальной защиты необходимы для сварки оцинкованной стали?
О: Необходимые средства индивидуальной защиты включают сварочный шлем, огнестойкий комбинезон, респираторы (либо PAPR, либо с подачей воздуха), кожаные перчатки и защитную обувь, причем вентиляционные СИЗ не заменяют другие СИЗ.
Вопрос: Можно ли сварить оцинкованную сталь с обычной сталью?
О: Вы можете сваривать оцинкованную сталь с обычной сталью, используя те же действия, что и при сварке оцинкованной стали с оцинкованной, при условии соблюдения мер безопасности по защите от цинкового дыма.
Заключение: Как исполнять бюджеты и финансы при работе над проектами и сварке оцинкованного материала в сталелитейной промышленности
После тщательного обдумывания проекта и его различных аспектов становится очевидным, что безопасность имеет первостепенное значение. Поэтому, выбирая метод в зависимости от толщины покрытия и требований проекта, всегда используйте надлежащую вентиляцию и соответствующий сертифицированный респиратор.
Для критических сварных швов удалите покрытие, а прямая сварка необходима при быстром ремонте тонких покрытий, в то время как специализированные методы для крупносерийного производства оставлены для крупносерийного производства. Каждый метод имеет свое место. Инвестируйте в качественное защитное оборудование. Риски оправданы, как и затраты. Правильная подготовка всегда приносит качественное оборудование и положительные результаты по безопасности труда.
