Можно ли варить оцинкованные трубы?
Ardenergy.ru

Канализация и водоснабжение

Можно ли варить оцинкованные трубы?

Как варить оцинкованные трубы

Стальные трубы с цинковым покрытием часто используются для прокладки теплосетей, системы водоснабжения и канализации. При монтаже трубопровода необходимо учитывать ряд нюансов, связанных с разницей температуры плавления цинка и стали. Если соединять защищенный металл обычными методами, пострадает качество покрытия.

Пары цинка очень вредны, при работе ими легко отравиться. Счищать защитное покрытие – тоже не вариант, в месте швов магистраль начнет ржаветь, при сварке оцинкованных труб необходимо это учитывать.

Можно ли сваривать оцинкованные трубы

ГОСТом предусмотрены правила сборки водоводов. Взамен традиционным методам сваривания предусмотрены другие, не нарушающие защитное цинковое покрытие в процессе монтажа. Защитный слой вскипает при 906°С, а сплав должен прогреться до 1200°С. Как сварить оцинкованную трубу в этом случае:

  1. Ускорить время сварки, чтобы цинк не успел испариться. Для этого нужно увеличить температуру в зоне расплава, регулируя токи. Если сталь быстро дойдет до кондиции, покрытие не пострадает.
  2. Осуществлять сварку с применением флюса – специального защитного состава, способного сохранить целостность цинкового покрытия. Флюсы должны отвечать определённым требованиям, не содержать вредных компонентов, способных растворяться в воде.

Методы сварки

Существует две технологии сборки магистралей: варить оцинкованные трубы можно электродуговым аппаратом и газовой горелкой.

  1. Для электродугового метода используют специальные электроды с основным или рутиловым покрытием. Трубы со стенкой до 3 мм сваривают сразу, если толщина больше, края трубы притупляют, снимают фаску, оставляя провариваемую толщину. На месте шва оставляют зазор 2–3 мм. Сварку осуществляют, выдерживая ток в диапазоне от 100 до 160 А. При более высоком ампераже возможно прожигание деталей, при низком – непровар. Предварительно прихватывают две или три точки стыка двух труб, чтобы не повело зазор во время формирования шва. Электросварку поверхности с цинковым покрытием производят способом наплавки с отрывом. Начинают каждую следующую точку с большой задержкой в ванне предыдущей, важно, чтобы выгорел цинк. Для долговечности шва валик наплавленного металла должен превышать толщину трубы на ¼. Чтобы соединить начало и конец сварного шва, сбивают окалину, а затем снова проваривают место соединения так, чтобы образовался валик, чуть больше остального шва. Сварка оцинкованных труб электродами заканчивается зачисткой шва щеткой по металлу: соединение хорошо прочищают, наносить на него защиту не нужно.
  2. Основным методом сборки трубопровода в городских условиях считается газовая сварка. Она производится с использованием флюсов и сплавов для пайки. Для этого используют сплав UTP 1, он сочетается с флюсом HLS-B, растворяющимся в воде без образования вредных соединений.

Особенности сварки оцинкованных труб состоят в правильном подборе номера горелки и техники формирования соединения. Процесс пайки заключается в расплаве припоя в зоне шва, пламя направляется на припой, жидкий металл равномерно заполняет зону стыка, не повреждая слой цинкового покрытия, покрытого флюсом.

Толщина припоя для стыков со стенкой до 10 мм равна половине толщины плюс 1 мм, если стенка толще, припой равен ½. За один проход проваривается стенка до 4 мм, если они толще, делается двойной провар.

Выбор электродов

К электродам для сварки оцинкованных труб предъявляются особые требования:

  • они не должны сильно разбрызгиваться, чтобы повреждать защитное покрытие;
  • легко зажигаться;
  • образовывать качественный шов, обладающий низкой ударной вязкостью.

Марка покрытия электрода выбирается по типу стали: для углеродистых нужно рутиловое, для низколегированных – основное. В рутиловом покрытии содержится до 50% оксида титана, наиболее популярные марки: ESAB-SVEL OK 46.00, Electric Omnia 46, ОЗС-12, МР-3, УОНИ 13/55. Из электродов с основным покрытием для сварки применяют ТМЛ, ТМУ-21, ЦУ-5, ЦЛ-20; ЦЛ-39, в их состав входит фосфор и кальций. Диметр подбирается по специальным таблицам в зависимости от толщины свариваемой трубы и толщины стенки, он должен соответствовать СНиП 3.05.01-85.

Технология сварки газовой горелкой

Размер горелки выбирается по диаметру трубы и толщины стенки: номера 1–2 подходят для труб диаметром до 250 мм со стенкой до 6 мм; №№ 3–4 – свыше указанных размеров. Концентрацию кислорода увеличивают, чтобы кремний, содержащийся во флюсе, полностью окислялся до оксида, образуется термоизолирующая пленка, при высокой температуре цинк уже не вскипает. Пламя должно поддерживаться постоянно, чтобы не было непроваров.

Подготовительные работы

До начала работы трубы необходимо подготовить:

  1. если стенка толще 3 мм, необходимо сделать скос под углом раскрытия 80°, притуплением 1-1,5 мм;
  2. торцы очищают от грязи, пыли, очищают от заусениц обрезную кромку;
  3. укладывают трубы встык с 3 мм зазором;
  4. обезжиривают поверхность в зоне соединения специальным составом, для этого используют мягкую ветошь;
  5. на 2 см с концов наносят флюс – пастообразную массу, толщина слоя не менее 2 мм.

Процесс сварки

  1. включают горелку и сначала прогревают трубу на расстоянии до 30 см от торца;
  2. нужно нагреть флюс, пока он из желтого не станет полностью прозрачным;
  3. при сварке присадочную проволоку прижимают к поверхности стыка, между фасками, под пламенем горелки она расплавляется, заполняя пустое пространство (у толстостенных труб полностью заполняется вся кромка);
  4. горелку направляют на присадочную проволоку, температура его плавления не выше 950°С. Как варить шов, не принципиально, но чаще припой во время работы располагается перед пламенем, используется техника «влево», горелку удобней держать в нижнем положении. Максимальный угол наклона горелки при варке – 75°, для заполняющего повторного шва – от 15° до 30°.

Завершающие работы

В конце работы проводится смывка флюса, зачистка шва. После этого проводится обработка зоны сварки антикоррозионной краской с большой концентрацией цинка. Для защиты от коррозии можно применять другие составы на основе эпоксидной смолы, каучука.

Сварка металлических оцинкованных труб как способ их соединения

Оцинкованная сталь за счет своих высоких эксплуатационных характеристик и невысокой стоимости повсеместно применяется для прокладки трубопроводов и создания конструкций различного назначения. Традиционным способом соединения металлических изделий остается сварка оцинкованных труб. Данный процесс имеет ряд особенностей, которые обязательно необходимо учитывать.

Сварка оцинкованных труб — несложный процесс, но нужно знать тонкости работы с таким материалом

Можно ли сваривать оцинкованные трубы? Методы сварки

При тепловом соединении металлическая поверхность на месте шва подвергается воздействию температуры около 1200 градусов, в то время как цинк кипит при 906 градусах по Цельсию. Следовательно, при сварочном процессе цинковое покрытие выгорает. С этим аспектом связаны следующие негативные явления:

  1. Цинк в газообразном состоянии очень вреден для здоровья. Без высокопроизводительной вентиляции высока вероятность отравления сварщика и временного удушья.
  2. В сварочном шве цинковое покрытие нарушается и теряется защита от коррозии.
  3. Интенсивное испарение цинка при сварке способствует появлению пор и межкристаллизационных трещин. Полученное в итоге соединение будет ненадежным ввиду низкой прочности.

Учитывая выше сказанное, сварщику нужно обязательно соблюдать повышенные меры безопасности. В процессе варки на лицо надевается специальный респиратор и защитная маска из диэлектрических материалов. Защиту рук обеспечивают резиновые перчатки, покрытые теплоизолирующей тканью. Предотвратить ненужное вспенивание цинкового слоя, позволяет обработка поверхности стыка соляной кислотой. Для качественного результата работы обязательно следует избежать испарения цинкового слоя. Обеспечить данное условие можно несколькими вариантами сварки.

Первый способ – очистить механическим путем с помощью абразивного наждачного круга или щетки по металлу околошовную зону от цинка. В таком случае дальше оцинковку сваривают как обычные черные трубы. Отрицательный момент, что шов без цинка лишен защиты от коррозии, и это негативно сказывается на сроке службы изделия. В результате воздействия влаги труба быстро поржавеет, и пораженный участок потребует замены. Значит, в перспективе возникнут дополнительные денежные расходы и временные затраты на переделку конструкции.

Очистка места сварки перед началом работ предотвратит испарение цинка с поверхности трубы

Обратите внимание! Небольшая площадь поверхности без антикоррозионного слоя может быть защищена катодным путем (цинк переносится на оголенную зону электрохимическим способом).

Достичь качественных сварных соединений, без повреждения антикоррозионного покрытия можно, нанося при пайке специальные флюсы. Эта технология применима в случаях, когда очистка стыков от цинка технологически невозможна. При соединении применяют флюс HLS-B и сплав UTP 1. Способ оптимален при варке коммуникаций в водоснабжении. Флюс не наносит вреда здоровью, потому что в водной среде полностью растворяется без образования вредных соединений.

Как варить оцинкованные трубы с использованием флюса

Кромки труб перед соединением предварительно обезжиривают и зачищают до состояния металлического блеска. Проводить очистку нужно не только на наружной поверхности, но и на внутренней. Заготовки предварительно прогревают на 20-30 см в длину с каждой стороны планируемого соединения. Для эффективной сварки изделий с толщиной стенок до 3 мм нет необходимости в определенной подготовке кромок. Ширина зазора между концами при этом равняется 2-3 мм. При более толстых трубах выполняется угол раскрытия кромок 80-90 градусов и притупление высотой 1-1,5 мм. Ширина зазора аналогична.

Флюс нагревают до среднего между жидким и твердым состояния и наносят толстым слоем на поверхность соединения. Количество используемого материала вдвое больше, чем для сварки обычных стальных изделий. Назначение флюса – принять избыточное тепло от сварочного аппарата, что препятствует испарению цинка с кромок.

При нагревании флюс меняет свой цвет с желтого на белый, а когда стык достигает температуры пайки трансформируется в прозрачный. Таким образом, по состоянию флюса можно определить время начала пайки.

Подбирая размер сопла горелки для пайки, нужно отталкиваться от толщины стенки оцинкованного изделия. Соотношение размеров указано в таблице №1.

Таблица 1

Размер сопла, мм
1 -2 2-4

Для качественной сварки оцинкованной трубы крайне важно выбрать горелку соответствующего размера и правильно отрегулировать пламя

Почему так важно правильно подобрать сопло? Использование чересчур большого варианта приведет к перегреву заготовки, и цинк будет испаряться. Значит, ухудшится ее коррозионная стойкость и прочностные характеристики (расплавленный цинк приведет к образованию пор). В случае недостаточного размера сопла, поверхность металла не нагреется до необходимой температуры, что вызовет прилипание к ней припоя.

Во время пайки применяют ацетиленокислородное пламя, которое выставляют на избыток кислорода. Избыток кислорода необходим для того, чтобы при плавлении припоя в результате реакции с кремнем образовывался его оксид. Именно оксид кремния предотвращает тепловое испарение цинка.

Важно! Нужно хорошо отрегулировать и обеспечить стабильность пламени горелки. Тепло должно быть сфокусировано на кромках и в зазоре между заготовками. Непостоянное пламя приводит к перегреву участка трубы возле соединения.

Для сварки газовой горелкой лучше всего применять технику «влево», т.е расположить пруток перед пламенем. В таком случае огонь попадет на пруток припоя, а не на металлическую поверхность. При исполнении переплавляющего шва горелка должна быть наклонена под углом 70-75º. Для заполняющего прохода угол должен составлять 15-30º. Располагать горелку можно в любом пространственном положении, но наиболее удобное — нижнее, при нем удобно следить за сварочной ванной. Соединение трубы толщиной до 4 мм происходит за один проход. Если значение толщины выше — применяют многопроходную сварку.

Читать еще:  Стандартная ширина раковины в ванной

После завершения соединения спаянный шов очищают от избытка материала пайки. Снаружи трубу промывают водой и проходят металлической щеткой. Важно не переусердствовать, чтобы не повредить цинковую поверхность. Внутреннюю оболочку нужно залить на сутки водой и промыть.

Правильно выполненная пайка оцинкованных труб позволяет получить соединительные швы, которые не требуют дополнительной антикоррозийной защиты.

Правильно выполненный шов не требует дополнительной обработки

Ручная электродуговая сварка оцинкованных труб

Сокращение скорости сварки и увеличение тока позволяет избежать образования пор в угловых и стыковых швах. Обеспечить такие условия может применение специализированных электродов. Особенно важно, сделать правильный выбор того, чем варить оцинкованную трубу в зависимости от типа стали. При соединении оцинкованных углеродистых заготовок ручной дуговой сваркой, нужно остановиться на электродах с рутиловым покрытием. Для низколегированных сталей можно использовать электроды с основным покрытием. Рутиловые электроды обладают рядом преимуществ:

  1. В состав электрода входит оксид титана, который позволяет быстро и легко зажечь дугу, как в первый раз, так и повторно.
  2. Образовавшаяся сварочная дуга обеспечивает качественные, герметичные сварные швы без трещин, с высокой усталостной прочностью.
  3. Потери плавленого материала за счет разбрызгивания минимальны.

Рутиловое покрытие электрода может содержать немного железного порошка. Это позволяет снизить удельный вес углерода в цинковом слое и увеличить сопротивляемость к появлению трещин.

Электросварка оцинкованных профильных труб требует наличия хотя бы минимального опыта у сварщика. Кроме покрытия электрода большое значение играет его толщина. Мощность дуги напрямую зависит от размера электрода. Выбор слишком толстого электрода, может привести к прожиганию, а слишком тонкого к слабым прочностным характеристикам соединения. Наиболее распространенная толщина стенок профильных изделий 1,5-5 мм, поэтому стоит выбрать электрод диаметром 2 или 3 мм.

В процессе сварки особое значение играет скорость движения электрода по металлу. При медленном темпе есть риск прожечь трубу, слишком быстрый темп не обеспечит необходимое качество соединительного шва. Подходящая скорость вырабатывается в ходе тренировок.

Обратите внимание! После окончания сварки место соединения и околошовную зону обязательно нужно обработать антикоррозионным составом.

Защитное средство должно обладать следующими качествами:

  • высокая адгезия к поверхности металла;
  • устойчивость к коррозии на уровне цинка;
  • простота нанесения без высокотехнологичного дорогостоящего оборудования.

В качестве защитного слоя хорошо себя зарекомендовала краска, в состав которой входит не менее 94% цинковой пыли. Для ее изготовления используют неомыляемые синтетические связующие, поэтому она держится на вертикальных поверхностях и легко наносится.

Для сварки оцинкованных труб опытные сварщики применяют рутиловые электроды

Другой способ восстановления поверхности – наплавка 99,99% цинковой проволоки, содержащей 99,99% цинка. Для этой роли также подойдут цинково-кадмиевые прутки.

Альтернативные способы соединения оцинкованных труб

Оцинковку без теплового воздействия можно соединить с помощью нарезки резьбы. Ввиду сложности нанесения используется только на трубах небольшого диаметра. Отрицательный момент такого соединения — высокая стоимость работ по сравнению с традиционной сваркой. Также стоит отметить, что в месте соединения в процессе нарезки цинковый слой повредится. Следовательно, труба на месте стыка будет быстрее поддаваться коррозии.

В водоснабжении, теплоснабжении и других инженерных сетях можно применять заводские бессварные системы, которые собираются по принципу конструктора. В изготовленный в заводских условиях комплект входит муфта с уплотнителем, которая крепится болтами к канавке по краям трубы. Данный способ достаточно новый для стран СНГ, его главными преимуществами является высокая скорость монтажа и надежность соединения.

В заключение отметим, что при сварном соединении качественные швы возможны при четком соблюдении всех правил. В первую очередь следует предотвратить перегрев и испарение цинка, что достижимо только при применении специальных рутиловых электродов и флюса. Квалификация сварщика играет большую роль, как при электродуговой, так и газовой сварке. Другие методы труб не так популярны, ввиду самой низкой стоимости сварки.

Технологии сварки оцинкованных труб

Стальные трубы без защитного покрытия быстро корродируют и выходят из строя. Поэтому была разработана технология нанесения защитного цинкового слоя, который увеличивает срок службы материала почти в десять раз.

Оцинкованные трубы сегодня используются повсеместно, они дешевле изделий из нержавейки и по техническим характеристикам им не уступят. Но есть негативный момент, связанный с температурой плавления цинка и другими свойствами этого металла.

Трудности сваривания

Когда производится сварка оцинкованных труб, то температура в зоне сваривания достигает +1200 ℃. Происходит выгорание цинкового слоя. Этот металл начинает закипать уже при +906 ℃. То есть, получается, что на участке стыка двух труб образуется зона без защиты. Но и это не все отрицательные стороны сварки оцинкованных труб.

Газообразный цинк вредное для человека вещество. Попав в дыхательные пути, он приводит к удушью. Поэтому сварка в помещениях без организации хорошо действующей вентиляции запрещена. К тому же по техники безопасности сварщик должен надеть под маску респиратор.

При высокой температуре цинк начинает интенсивно испаряться, что приводит к образованию внутри стали раковин и пор. А это снижение качества места соединения и прочности стыка двух оцинкованных труб.

Какие технологии применяют

Учитывая все выше упомянутые минусы сваривания оцинкованных труб, были разработаны две специальные технологии, в которых процесс сварки проводится так, чтобы оцинковка не разрушалась.

В первой технологии зона сварки обрабатывается специальным материалом – флюсом, который закрывает собою стык и не дает цинку выгорать, то есть, переходить в газообразное состояние.

Он на себя оттягивает часть тепловой энергии, а внутри под флюсом цинк расплавляется и становится вязко-жидким. Этот металл обволакивает собою соединение двух оцинкованных труб, равномерно покрывая их концы. Защитный слой, таким образом, не нарушается.

Во второй технологии используют специальные электроды, которые могут выдерживать ток большой силы. В основе этого метода лежит позиция сокращения времени сварки, в течение которого цинк не успевает испаряться.

То есть, процесс сварки производится настолько быстро и без снижения качества соединения, что защитное покрытие не успевает превращаться в газ.

Эти технологии сегодня используется повсеместно, когда дело касается сварки именно оцинкованных труб. И не только тех, которые собираются в трубопроводы для газа или в несущие конструкции в строительстве.

В водопроводе под действием проточной воды цинк растворяется и частично выводится наружу. Так что для здоровья человека он опасности не несет.

Выбор электродов

Как уже было сказано, процесс сварки сопровождается выделением тепловой энергии, поэтому цинк начинает интенсивно испаряться. Есть большая вероятность, что этот металл попадет в сварочную ванну и смешается со сталью.

А это приведет к образованию пор и трещин на уровне кристаллизации стали, и, как следствие, к снижению качества стыка соединяемых изделий. Поэтому основное требование к сварке оцинкованных труб – это удаление цинкового слоя в зоне соединения.

Если нет возможности удалить защитное покрытие, тогда для соединения оцинкованных труб используются именно специальные электроды. В принципе, сварка оцинкованного изделия практически ничем не отличается от такого же процесса соединения обычной стали. Но есть и свои нюансы.

Во-первых, сам электрод для сварки представляет собой металлический стержень, покрытый порошком. Именно разновидность порошкового слоя влияет на то, какие металлы можно варить.

В случае со сваркой оцинкованных труб используются электроды или с рутиловым покрытием или с основным. Первый используется, если трубы изготовлены из углеродистых сталей (к примеру, сталь 20), второй, если изготовлены из низколегированной стали (С345).

Рутиловое покрытие

Применяются электроды с рутиловым покрытием. Рутил – это минерал в виде оксида титана. Он в порошковом покрытии применяется в виде концентрата с содержанием более 50%. В состав также входят алюмосиликаты и карбонаты.

Получаемый при сварке шлак имеет высокую щелочность, поэтому металл соединения обладает такими показателями, как высокая ударная вязкость и повышенная защита от образования горячих трещин.

Единственное требование к рутиловым электродам для сварки оцинкованных труб – это перед началом процесса просушить их в течение часа при температуре +200 °C. Но использовать расходники можно лишь через сутки.

Основное покрытие

Могут использоваться электроды с основным покрытием. Этот порошковый слой имеет сложную рецептуру, куда входит большое количество разных химических веществ: магний, кальций, шпат плавиковый и ферросплавы.

При сгорании внутри зоны сваривания порошок выделяет углекислый газ и окись углерода, которые защищают расплавленный металл от воздействия кислорода и водорода. Два последних снижают качество сварки. Обычно этими электродами проводят сварку трубопроводов из труб с толстой стенкой.

Нюансы процесса

Что касается самого процесса сварки, то в его основу ложится толщина стенки трубы. Если этот показатель не превышает 3 мм, то концы труб соединяются электродом без предварительной подготовки, оставляя между ними зазор 2-3 мм.

Конечно, чистота поверхностей (и внешней, и внутренней) должна быть идеальной, поэтому их очищают от загрязнений и обезжиривают спиртом или растворителем.

Если толщина более 3 мм, тогда на концах оцинкованных труб делают фаску с притуплением 1,5-2 мм в зависимости от толщины стенки. Пространство между фасками в процессе варки заполняют расплавленным металлом от электродного стержня.

Важно правильно подобрать силу тока на сварочном аппарате и диаметр электрода. Большой ток приведет к прожиганию соединяемых изделий.

То же самое касается электродов с большим диаметром. И наоборот, если ток небольшой величины или мал диаметр расходника, то произойдет непровар. А это снижение качества стыка.

Многое будет зависеть и от скорости движения электрода вдоль сварочной зоны. Здесь, как и в предыдущих случаях, медленное движение – это вероятность прожигание стали и оцинкованного слоя.

Большая скорость – это все тот же непровар. Подходящая скорость сварки приходит с опытом. И чем чаще приходится варить оцинкованные трубы, тем качественнее получается шов.

Последующая обработка стыка

После окончания сварки рекомендуется стык двух оцинкованных труб обработать антикоррозионным составом. Оно должно иметь три основных качества:

  1. хорошо скрепляться с металлической поверхностью;
  2. быть устойчивым к коррозионным процессам, хотя бы на уровне цинкового покрытия;
  3. легко наноситься без использования специального оборудования или инструментов.

Популярностью для покрытия стыка пользуется специальная краска, в состав которой входит более 94% цинковой пыли. По сути, это цинк в виде пыли, в который вносятся неомыляемые связующие компоненты.

Поэтому краска легко наносится кисточками или валиками на любые поверхности: горизонтальные, вертикальные или наклонные, где она хорошо держится и не стекает.

Читать еще:  Как правильно подключить ванну к канализации?

Применение газовой горелки

Соединить две оцинкованные трубы можно с помощью газовой горелки. Все чаще используют технологию под маркировкой «UTP», которую в свое время изобрели немцы.

Для этого они использовали флюс марки «HLS-B», защищающий цинковое покрытие от выгорания. Сегодня предлагаются по этой технологии стержни марки UTP-1 – это медно-цинковый припой в виде прутка толщиною 2 мм. С его помощью можно варить не только изделия из оцинковки, но и медные сплавы, чугун.

Подготовка и пайка

Подготовка к процессу идентично той, которую применяют для сварки оцинкованных труб электродами. Но есть определенные особенности и нормы, которые устанавливают ГОСТы и СНиПы.

Номер грелки выбирается на 1-2 позиции меньше, чем при сварке обычных стальных труб.

В ацетиленовое пламя добавляется больше кислорода. Это делается для того, чтобы кремний, который является компонентом припоя, соединялся с кислородом и образовал оксид.

Именно последний является главным защитным ингредиентом в процессе сдерживания испарения цинка. При этом пламя должно быть стабильным, оно не должно скакать, что приведет к перепадам температурного режима в зоне сварки.

Предварительно концы труб нагреваются на ширину до 5 см.

Что касается номера горелки, то здесь зависимость прямая от диаметра трубы:

  • диаметр до 250 мм при толщине стенки 2-6 мм – номер горелки 1 или 2;
  • больше 250 мм при той же толщине – номер горелки 3 или 4.

Сама пайка – это внесение прутка припоя в зону соединения, где он нагревается горелкой и расплавляется. При этом очень важно направлять огонь не на концы соединяемых оцинкованных труб, а на припойный стержень.

Для такой технологии лучше использовать сварку на себя, когда пруток движется перед горелкой. Кстати, она должна подноситься к месту стыка под углом 40°.

Нанесение флюса

Но перед сваркой место соединение двух оцинкованных труб заполняется флюсом «HLS-B». Это пастообразное вещество, которое наносится на концы так, чтобы им заполнился участок с каждой стороны стыка длиною не меньше 2 см.

При этом надо учитывать, что толщина слоя флюса должна быть в два или три раза больше, чем при пайке обычных труб.

Завершающий этап

Если пайкой соединяют оцинкованные трубы толщиною до 4 мм, то сварка проводится за один проход. Если больше данного показателя, то за два или три. После завершения работ и остывания стыка флюс, который остался поверх соединения, удаляют водой и металлической щеткой.

Усердствовать не надо, чтобы не повредить цинковое покрытие. Внутренняя поверхность соединенных изделий промывается водой, которой заполняется трубопровод на сутки.

Сварить оцинкованные трубы не так просто, как может показаться на первый взгляд. Небольшое отступление от норм и правил приведет к серьезным дефектам, которые отразятся на качестве конечного результата.

Технологии сварки оцинкованных труб

Стальные трубы без защитного покрытия быстро корродируют и выходят из строя. Поэтому была разработана технология нанесения защитного цинкового слоя, который увеличивает срок службы материала почти в десять раз.

Оцинкованные трубы сегодня используются повсеместно, они дешевле изделий из нержавейки и по техническим характеристикам им не уступят. Но есть негативный момент, связанный с температурой плавления цинка и другими свойствами этого металла.

Трудности сваривания

Когда производится сварка оцинкованных труб, то температура в зоне сваривания достигает +1200 ℃. Происходит выгорание цинкового слоя. Этот металл начинает закипать уже при +906 ℃. То есть, получается, что на участке стыка двух труб образуется зона без защиты. Но и это не все отрицательные стороны сварки оцинкованных труб.

Газообразный цинк вредное для человека вещество. Попав в дыхательные пути, он приводит к удушью. Поэтому сварка в помещениях без организации хорошо действующей вентиляции запрещена. К тому же по техники безопасности сварщик должен надеть под маску респиратор.

При высокой температуре цинк начинает интенсивно испаряться, что приводит к образованию внутри стали раковин и пор. А это снижение качества места соединения и прочности стыка двух оцинкованных труб.

Какие технологии применяют

Учитывая все выше упомянутые минусы сваривания оцинкованных труб, были разработаны две специальные технологии, в которых процесс сварки проводится так, чтобы оцинковка не разрушалась.

В первой технологии зона сварки обрабатывается специальным материалом – флюсом, который закрывает собою стык и не дает цинку выгорать, то есть, переходить в газообразное состояние.

Он на себя оттягивает часть тепловой энергии, а внутри под флюсом цинк расплавляется и становится вязко-жидким. Этот металл обволакивает собою соединение двух оцинкованных труб, равномерно покрывая их концы. Защитный слой, таким образом, не нарушается.

Во второй технологии используют специальные электроды, которые могут выдерживать ток большой силы. В основе этого метода лежит позиция сокращения времени сварки, в течение которого цинк не успевает испаряться.

То есть, процесс сварки производится настолько быстро и без снижения качества соединения, что защитное покрытие не успевает превращаться в газ.

Эти технологии сегодня используется повсеместно, когда дело касается сварки именно оцинкованных труб. И не только тех, которые собираются в трубопроводы для газа или в несущие конструкции в строительстве.

В водопроводе под действием проточной воды цинк растворяется и частично выводится наружу. Так что для здоровья человека он опасности не несет.

Выбор электродов

Как уже было сказано, процесс сварки сопровождается выделением тепловой энергии, поэтому цинк начинает интенсивно испаряться. Есть большая вероятность, что этот металл попадет в сварочную ванну и смешается со сталью.

А это приведет к образованию пор и трещин на уровне кристаллизации стали, и, как следствие, к снижению качества стыка соединяемых изделий. Поэтому основное требование к сварке оцинкованных труб – это удаление цинкового слоя в зоне соединения.

Если нет возможности удалить защитное покрытие, тогда для соединения оцинкованных труб используются именно специальные электроды. В принципе, сварка оцинкованного изделия практически ничем не отличается от такого же процесса соединения обычной стали. Но есть и свои нюансы.

Во-первых, сам электрод для сварки представляет собой металлический стержень, покрытый порошком. Именно разновидность порошкового слоя влияет на то, какие металлы можно варить.

В случае со сваркой оцинкованных труб используются электроды или с рутиловым покрытием или с основным. Первый используется, если трубы изготовлены из углеродистых сталей (к примеру, сталь 20), второй, если изготовлены из низколегированной стали (С345).

Рутиловое покрытие

Применяются электроды с рутиловым покрытием. Рутил – это минерал в виде оксида титана. Он в порошковом покрытии применяется в виде концентрата с содержанием более 50%. В состав также входят алюмосиликаты и карбонаты.

Получаемый при сварке шлак имеет высокую щелочность, поэтому металл соединения обладает такими показателями, как высокая ударная вязкость и повышенная защита от образования горячих трещин.

Единственное требование к рутиловым электродам для сварки оцинкованных труб – это перед началом процесса просушить их в течение часа при температуре +200 °C. Но использовать расходники можно лишь через сутки.

Основное покрытие

Могут использоваться электроды с основным покрытием. Этот порошковый слой имеет сложную рецептуру, куда входит большое количество разных химических веществ: магний, кальций, шпат плавиковый и ферросплавы.

При сгорании внутри зоны сваривания порошок выделяет углекислый газ и окись углерода, которые защищают расплавленный металл от воздействия кислорода и водорода. Два последних снижают качество сварки. Обычно этими электродами проводят сварку трубопроводов из труб с толстой стенкой.

Нюансы процесса

Что касается самого процесса сварки, то в его основу ложится толщина стенки трубы. Если этот показатель не превышает 3 мм, то концы труб соединяются электродом без предварительной подготовки, оставляя между ними зазор 2-3 мм.

Конечно, чистота поверхностей (и внешней, и внутренней) должна быть идеальной, поэтому их очищают от загрязнений и обезжиривают спиртом или растворителем.

Если толщина более 3 мм, тогда на концах оцинкованных труб делают фаску с притуплением 1,5-2 мм в зависимости от толщины стенки. Пространство между фасками в процессе варки заполняют расплавленным металлом от электродного стержня.

Важно правильно подобрать силу тока на сварочном аппарате и диаметр электрода. Большой ток приведет к прожиганию соединяемых изделий.

То же самое касается электродов с большим диаметром. И наоборот, если ток небольшой величины или мал диаметр расходника, то произойдет непровар. А это снижение качества стыка.

Многое будет зависеть и от скорости движения электрода вдоль сварочной зоны. Здесь, как и в предыдущих случаях, медленное движение – это вероятность прожигание стали и оцинкованного слоя.

Большая скорость – это все тот же непровар. Подходящая скорость сварки приходит с опытом. И чем чаще приходится варить оцинкованные трубы, тем качественнее получается шов.

Последующая обработка стыка

После окончания сварки рекомендуется стык двух оцинкованных труб обработать антикоррозионным составом. Оно должно иметь три основных качества:

  1. хорошо скрепляться с металлической поверхностью;
  2. быть устойчивым к коррозионным процессам, хотя бы на уровне цинкового покрытия;
  3. легко наноситься без использования специального оборудования или инструментов.

Популярностью для покрытия стыка пользуется специальная краска, в состав которой входит более 94% цинковой пыли. По сути, это цинк в виде пыли, в который вносятся неомыляемые связующие компоненты.

Поэтому краска легко наносится кисточками или валиками на любые поверхности: горизонтальные, вертикальные или наклонные, где она хорошо держится и не стекает.

Применение газовой горелки

Соединить две оцинкованные трубы можно с помощью газовой горелки. Все чаще используют технологию под маркировкой «UTP», которую в свое время изобрели немцы.

Для этого они использовали флюс марки «HLS-B», защищающий цинковое покрытие от выгорания. Сегодня предлагаются по этой технологии стержни марки UTP-1 – это медно-цинковый припой в виде прутка толщиною 2 мм. С его помощью можно варить не только изделия из оцинковки, но и медные сплавы, чугун.

Подготовка и пайка

Подготовка к процессу идентично той, которую применяют для сварки оцинкованных труб электродами. Но есть определенные особенности и нормы, которые устанавливают ГОСТы и СНиПы.

Номер грелки выбирается на 1-2 позиции меньше, чем при сварке обычных стальных труб.

В ацетиленовое пламя добавляется больше кислорода. Это делается для того, чтобы кремний, который является компонентом припоя, соединялся с кислородом и образовал оксид.

Именно последний является главным защитным ингредиентом в процессе сдерживания испарения цинка. При этом пламя должно быть стабильным, оно не должно скакать, что приведет к перепадам температурного режима в зоне сварки.

Предварительно концы труб нагреваются на ширину до 5 см.

Что касается номера горелки, то здесь зависимость прямая от диаметра трубы:

  • диаметр до 250 мм при толщине стенки 2-6 мм – номер горелки 1 или 2;
  • больше 250 мм при той же толщине – номер горелки 3 или 4.

Сама пайка – это внесение прутка припоя в зону соединения, где он нагревается горелкой и расплавляется. При этом очень важно направлять огонь не на концы соединяемых оцинкованных труб, а на припойный стержень.

Читать еще:  Как заменить эксцентрики смесителя в ванной?

Для такой технологии лучше использовать сварку на себя, когда пруток движется перед горелкой. Кстати, она должна подноситься к месту стыка под углом 40°.

Нанесение флюса

Но перед сваркой место соединение двух оцинкованных труб заполняется флюсом «HLS-B». Это пастообразное вещество, которое наносится на концы так, чтобы им заполнился участок с каждой стороны стыка длиною не меньше 2 см.

При этом надо учитывать, что толщина слоя флюса должна быть в два или три раза больше, чем при пайке обычных труб.

Завершающий этап

Если пайкой соединяют оцинкованные трубы толщиною до 4 мм, то сварка проводится за один проход. Если больше данного показателя, то за два или три. После завершения работ и остывания стыка флюс, который остался поверх соединения, удаляют водой и металлической щеткой.

Усердствовать не надо, чтобы не повредить цинковое покрытие. Внутренняя поверхность соединенных изделий промывается водой, которой заполняется трубопровод на сутки.

Сварить оцинкованные трубы не так просто, как может показаться на первый взгляд. Небольшое отступление от норм и правил приведет к серьезным дефектам, которые отразятся на качестве конечного результата.

Сварка металлических оцинкованных труб как способ их соединения

Оцинкованная сталь за счет своих высоких эксплуатационных характеристик и невысокой стоимости повсеместно применяется для прокладки трубопроводов и создания конструкций различного назначения. Традиционным способом соединения металлических изделий остается сварка оцинкованных труб. Данный процесс имеет ряд особенностей, которые обязательно необходимо учитывать.

Сварка оцинкованных труб — несложный процесс, но нужно знать тонкости работы с таким материалом

Можно ли сваривать оцинкованные трубы? Методы сварки

При тепловом соединении металлическая поверхность на месте шва подвергается воздействию температуры около 1200 градусов, в то время как цинк кипит при 906 градусах по Цельсию. Следовательно, при сварочном процессе цинковое покрытие выгорает. С этим аспектом связаны следующие негативные явления:

  1. Цинк в газообразном состоянии очень вреден для здоровья. Без высокопроизводительной вентиляции высока вероятность отравления сварщика и временного удушья.
  2. В сварочном шве цинковое покрытие нарушается и теряется защита от коррозии.
  3. Интенсивное испарение цинка при сварке способствует появлению пор и межкристаллизационных трещин. Полученное в итоге соединение будет ненадежным ввиду низкой прочности.

Учитывая выше сказанное, сварщику нужно обязательно соблюдать повышенные меры безопасности. В процессе варки на лицо надевается специальный респиратор и защитная маска из диэлектрических материалов. Защиту рук обеспечивают резиновые перчатки, покрытые теплоизолирующей тканью. Предотвратить ненужное вспенивание цинкового слоя, позволяет обработка поверхности стыка соляной кислотой. Для качественного результата работы обязательно следует избежать испарения цинкового слоя. Обеспечить данное условие можно несколькими вариантами сварки.

Первый способ – очистить механическим путем с помощью абразивного наждачного круга или щетки по металлу околошовную зону от цинка. В таком случае дальше оцинковку сваривают как обычные черные трубы. Отрицательный момент, что шов без цинка лишен защиты от коррозии, и это негативно сказывается на сроке службы изделия. В результате воздействия влаги труба быстро поржавеет, и пораженный участок потребует замены. Значит, в перспективе возникнут дополнительные денежные расходы и временные затраты на переделку конструкции.

Очистка места сварки перед началом работ предотвратит испарение цинка с поверхности трубы

Обратите внимание! Небольшая площадь поверхности без антикоррозионного слоя может быть защищена катодным путем (цинк переносится на оголенную зону электрохимическим способом).

Достичь качественных сварных соединений, без повреждения антикоррозионного покрытия можно, нанося при пайке специальные флюсы. Эта технология применима в случаях, когда очистка стыков от цинка технологически невозможна. При соединении применяют флюс HLS-B и сплав UTP 1. Способ оптимален при варке коммуникаций в водоснабжении. Флюс не наносит вреда здоровью, потому что в водной среде полностью растворяется без образования вредных соединений.

Как варить оцинкованные трубы с использованием флюса

Кромки труб перед соединением предварительно обезжиривают и зачищают до состояния металлического блеска. Проводить очистку нужно не только на наружной поверхности, но и на внутренней. Заготовки предварительно прогревают на 20-30 см в длину с каждой стороны планируемого соединения. Для эффективной сварки изделий с толщиной стенок до 3 мм нет необходимости в определенной подготовке кромок. Ширина зазора между концами при этом равняется 2-3 мм. При более толстых трубах выполняется угол раскрытия кромок 80-90 градусов и притупление высотой 1-1,5 мм. Ширина зазора аналогична.

Флюс нагревают до среднего между жидким и твердым состояния и наносят толстым слоем на поверхность соединения. Количество используемого материала вдвое больше, чем для сварки обычных стальных изделий. Назначение флюса – принять избыточное тепло от сварочного аппарата, что препятствует испарению цинка с кромок.

При нагревании флюс меняет свой цвет с желтого на белый, а когда стык достигает температуры пайки трансформируется в прозрачный. Таким образом, по состоянию флюса можно определить время начала пайки.

Подбирая размер сопла горелки для пайки, нужно отталкиваться от толщины стенки оцинкованного изделия. Соотношение размеров указано в таблице №1.

Таблица 1

Размер сопла, мм
1 -2 2-4

Для качественной сварки оцинкованной трубы крайне важно выбрать горелку соответствующего размера и правильно отрегулировать пламя

Почему так важно правильно подобрать сопло? Использование чересчур большого варианта приведет к перегреву заготовки, и цинк будет испаряться. Значит, ухудшится ее коррозионная стойкость и прочностные характеристики (расплавленный цинк приведет к образованию пор). В случае недостаточного размера сопла, поверхность металла не нагреется до необходимой температуры, что вызовет прилипание к ней припоя.

Во время пайки применяют ацетиленокислородное пламя, которое выставляют на избыток кислорода. Избыток кислорода необходим для того, чтобы при плавлении припоя в результате реакции с кремнем образовывался его оксид. Именно оксид кремния предотвращает тепловое испарение цинка.

Важно! Нужно хорошо отрегулировать и обеспечить стабильность пламени горелки. Тепло должно быть сфокусировано на кромках и в зазоре между заготовками. Непостоянное пламя приводит к перегреву участка трубы возле соединения.

Для сварки газовой горелкой лучше всего применять технику «влево», т.е расположить пруток перед пламенем. В таком случае огонь попадет на пруток припоя, а не на металлическую поверхность. При исполнении переплавляющего шва горелка должна быть наклонена под углом 70-75º. Для заполняющего прохода угол должен составлять 15-30º. Располагать горелку можно в любом пространственном положении, но наиболее удобное — нижнее, при нем удобно следить за сварочной ванной. Соединение трубы толщиной до 4 мм происходит за один проход. Если значение толщины выше — применяют многопроходную сварку.

После завершения соединения спаянный шов очищают от избытка материала пайки. Снаружи трубу промывают водой и проходят металлической щеткой. Важно не переусердствовать, чтобы не повредить цинковую поверхность. Внутреннюю оболочку нужно залить на сутки водой и промыть.

Правильно выполненная пайка оцинкованных труб позволяет получить соединительные швы, которые не требуют дополнительной антикоррозийной защиты.

Правильно выполненный шов не требует дополнительной обработки

Ручная электродуговая сварка оцинкованных труб

Сокращение скорости сварки и увеличение тока позволяет избежать образования пор в угловых и стыковых швах. Обеспечить такие условия может применение специализированных электродов. Особенно важно, сделать правильный выбор того, чем варить оцинкованную трубу в зависимости от типа стали. При соединении оцинкованных углеродистых заготовок ручной дуговой сваркой, нужно остановиться на электродах с рутиловым покрытием. Для низколегированных сталей можно использовать электроды с основным покрытием. Рутиловые электроды обладают рядом преимуществ:

  1. В состав электрода входит оксид титана, который позволяет быстро и легко зажечь дугу, как в первый раз, так и повторно.
  2. Образовавшаяся сварочная дуга обеспечивает качественные, герметичные сварные швы без трещин, с высокой усталостной прочностью.
  3. Потери плавленого материала за счет разбрызгивания минимальны.

Рутиловое покрытие электрода может содержать немного железного порошка. Это позволяет снизить удельный вес углерода в цинковом слое и увеличить сопротивляемость к появлению трещин.

Электросварка оцинкованных профильных труб требует наличия хотя бы минимального опыта у сварщика. Кроме покрытия электрода большое значение играет его толщина. Мощность дуги напрямую зависит от размера электрода. Выбор слишком толстого электрода, может привести к прожиганию, а слишком тонкого к слабым прочностным характеристикам соединения. Наиболее распространенная толщина стенок профильных изделий 1,5-5 мм, поэтому стоит выбрать электрод диаметром 2 или 3 мм.

В процессе сварки особое значение играет скорость движения электрода по металлу. При медленном темпе есть риск прожечь трубу, слишком быстрый темп не обеспечит необходимое качество соединительного шва. Подходящая скорость вырабатывается в ходе тренировок.

Обратите внимание! После окончания сварки место соединения и околошовную зону обязательно нужно обработать антикоррозионным составом.

Защитное средство должно обладать следующими качествами:

  • высокая адгезия к поверхности металла;
  • устойчивость к коррозии на уровне цинка;
  • простота нанесения без высокотехнологичного дорогостоящего оборудования.

В качестве защитного слоя хорошо себя зарекомендовала краска, в состав которой входит не менее 94% цинковой пыли. Для ее изготовления используют неомыляемые синтетические связующие, поэтому она держится на вертикальных поверхностях и легко наносится.

Для сварки оцинкованных труб опытные сварщики применяют рутиловые электроды

Другой способ восстановления поверхности – наплавка 99,99% цинковой проволоки, содержащей 99,99% цинка. Для этой роли также подойдут цинково-кадмиевые прутки.

Альтернативные способы соединения оцинкованных труб

Оцинковку без теплового воздействия можно соединить с помощью нарезки резьбы. Ввиду сложности нанесения используется только на трубах небольшого диаметра. Отрицательный момент такого соединения — высокая стоимость работ по сравнению с традиционной сваркой. Также стоит отметить, что в месте соединения в процессе нарезки цинковый слой повредится. Следовательно, труба на месте стыка будет быстрее поддаваться коррозии.

В водоснабжении, теплоснабжении и других инженерных сетях можно применять заводские бессварные системы, которые собираются по принципу конструктора. В изготовленный в заводских условиях комплект входит муфта с уплотнителем, которая крепится болтами к канавке по краям трубы. Данный способ достаточно новый для стран СНГ, его главными преимуществами является высокая скорость монтажа и надежность соединения.

В заключение отметим, что при сварном соединении качественные швы возможны при четком соблюдении всех правил. В первую очередь следует предотвратить перегрев и испарение цинка, что достижимо только при применении специальных рутиловых электродов и флюса. Квалификация сварщика играет большую роль, как при электродуговой, так и газовой сварке. Другие методы труб не так популярны, ввиду самой низкой стоимости сварки.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector