Ocynkowane rury stalowe, z ich podwójnymi zaletami odporności na korozję i długim okresem użytkowania, w połączeniu ze stosunkowo niskimi cenami, cieszą się coraz większym zainteresowaniem. Jednak zaniedbanie pewnych aspektów podczas spawania może prowadzić do niepotrzebnych komplikacji. Jakie są kluczowe kwestie do rozważenia podczas spawania ocynkowanych rur stalowych?
Szlifowanie jest niezbędne
Ocynkowana warstwa w miejscu spawania musi zostać zeszlifowana, ponieważ jej obecność może powodować powstawanie pęcherzyków, dziur i fałszywych spoin. Ponadto może ona powodować kruchość spoiny i zmniejszać jej sztywność.
Charakterystyka spawania stali ocynkowanej
Stal ocynkowana zazwyczaj składa się z warstwy powłoki cynkowej (grubości około 20um) na stali niskowęglowej. Cynk ma temperaturę topnienia 419 stopni i temperaturę wrzenia około 908 stopni. Podczas spawania cynk topi się w ciecz i unosi się na powierzchni jeziorka spawalniczego lub zbiera się u nasady spoiny. Cynk ma wysoką rozpuszczalność stałą w żelazie, co pozwala ciekłemu cynkowi na infiltrację metalu spoiny wzdłuż granic ziaren, co prowadzi do „kruchości ciekłego metalu” z powodu niskiej temperatury topnienia cynku.
Ponadto cynk i żelazo mogą tworzyć kruche związki międzymetaliczne, które zmniejszają plastyczność metalu spoiny i mogą powodować pęknięcia pod wpływem naprężeń rozciągających. Spoiny kątowe, zwłaszcza te w złączach T, są podatne na pęknięcia penetracyjne. Warstwa cynku na powierzchni rowka i krawędziach, pod wpływem ciepła łuku, ulega utlenianiu, topieniu, parowaniu, uwalniając białe opary i parę, które mogą przyczyniać się do porowatości spoiny.
ZnO powstający w wyniku utleniania ma wysoką temperaturę topnienia (powyżej 1800 stopni). Jeśli parametry spawania są ustawione zbyt nisko, mogą wystąpić wtrącenia ZnO. Ponadto cynk działa jako odtleniacz, co prowadzi do powstawania niskotopliwych wtrąceń tlenkowych, takich jak FeO-MnO lub FeO-MnO-SiO2. Na koniec, odparowanie cynku wytwarza duże ilości białych oparów, które mogą podrażniać i szkodzić ludzkiemu ciału, podkreślając znaczenie szlifowania ocynkowanej warstwy w miejscu spawania.
Kontrola procesu spawania
Przygotowanie stali ocynkowanej przed spawaniem jest podobne do przygotowania stali niskowęglowej, ze szczególną uwagą na odpowiednie przygotowanie wymiarów rowka i usunięcie pobliskiej warstwy ocynkowanej. Aby uzyskać pełną penetrację, kąt rowka powinien być odpowiedni, na ogół 60-65 stopnia, ze szczeliną 1.5-2.5 mm. Aby zmniejszyć penetrację cynku do spoiny, należy usunąć warstwę ocynkowaną wewnątrz rowka przed spawaniem.
Technika spawania: Podczas spawania pierwszej warstwy spoiny wielowarstwowej należy dołożyć starań, aby stopić, a następnie odparować warstwę cynku, umożliwiając jej wydostanie się ze spoiny, co znacznie zmniejsza retencję ciekłego cynku. Podobnie podczas spawania spoin pachwinowych warstwa cynku powinna zostać stopiona i odparowana podczas pierwszej warstwy poprzez początkowe przesunięcie końcówki elektrody do przodu o około 5-7 mm, powrót do pierwotnej pozycji po stopieniu warstwy cynku i kontynuowanie spawania. W przypadku poziomych i pionowych pozycji spawania stosowanie elektrod z krótkim żużlem, takich jak J427, minimalizuje tendencje do podcinania. Zastosowanie ruchu tkackiego podczas spawania może dodatkowo zapewnić nieskazitelną jakość spawania.
