Сварка оцинкованных труб: выбор электродов, методы сварки, технология

Варианты сварки оцинкованных труб – преимущества и недостатки способов

Трубы из оцинкованной стали весьма широко применяются для прокладки различных коммуникаций и сооружения всевозможных металлоконструкций, поскольку отличаются хорошими эксплуатационными качествами. Монтаж таких изделий может производиться несколькими способами. Данный материал расскажет о том, как варить оцинкованную трубу, и какие особенности данного процесса могут иметь значение в процессе работы.

Способы сваривания труб из оцинкованной стали

Технология электрического сваривания металлических изделий предполагает нагревание рабочей поверхности шва до 1200 градусов, тогда как температура кипения цинка составляет лишь 906 градусов. Такая разница в показателях в ряде случаев приводит к выгоранию цинкового слоя.

Среди нежелательных последствий процесса сварки оцинкованных труб можно назвать:

Испарения цинка являются чрезвычайно вредными для здоровья. Если в помещении недостаточно хорошая вентиляция, вдыхаемые пары могут привести к отравлению или временной остановке дыхания работника.
Слой цинка на сварочном шве нарушается в процессе работы, так что в этом месте могут начаться коррозийные процессы, при этом профильная оцинкованная труба уже не прослужит так долго, как могла бы.
Если в процессе сварки оцинкованной трубы электродом происходит интенсивное испарение цинка, поверхность трубы может покрыться порами и трещинками. В результате шов будет недостаточно герметичным и прочным.

Таким образом, соблюдение правил безопасности при работе с данными изделиями является обязательным условием. Лицо нужно защитить специальным респиратором и маской из материалов-диэлектриков. На руки надевают прорезиненные перчатки с термоизоляционной тканью сверху.

Если предварительно обработать рабочую поверхность трубы соляной кислотой, можно избежать вспенивания слоя цинка

Обратите внимание, что в идеале желательно не допускать испарения цинкового покрытия, чтобы не лишить трубу защиты от коррозии. Достигнуть этого можно несколькими методами сварки

Первый метод заключается в механической очистке слоя оцинковки с помощью абразивного круга с наждаком или щетки по металлу. Все дальнейшие сварочные работы будут производиться как с обычными черными трубами.

Недостаток данной технологии заключается в устранении защиты от коррозии, которую обеспечивает цинковое покрытие, так что срок службы такого трубопровода существенно сокращается (прочитайте: «Виды технологий сварки труб – преимущества и недостатки способов»).

Из-за контакта с жидкостью такая труба быстро начнет ржаветь и очень скоро потребуется ее ремонт или полная замена, что повлечет за собой дополнительные трудовые, материальные и временные затраты.

Тем не менее, если участок без цинкового слоя невелик, его можно защитить катодным способом – нанести на зачищенный участок цинковое напыление электрохимическим способом (прочитайте: «Варианты катодной защиты трубопроводов – преимущества и недостатки способов»).

Альтернативной технологией сварки оцинкованной трубы будет применение специальных флюсов для пайки. В таком случае удалять цинковое покрытие не нужно. Такой метод широко используется в тех ситуациях, когда выполнить зачистку трубы невозможно. Для соединения труб требуется сплав UTP 1 и флюс HLS-B. Примечательно, что флюс при контакте с водой полностью растворяется, он безопасен для здоровья, поэтому такой способ вполне приемлем для сборки водопроводных систем.

Метод сварки труб из оцинковки с применением флюса

Перед тем как варить оцинкованные трубы электросваркой с применением флюса, кромки труб нужно зачистить до блеска металла и обезжирить, причем обработке следует подвергнуть как внешнюю, так и внутреннюю часть трубы (про

Правила выполнения сварочных работ

Для того что в итоге получить надежное сварное соединение, осуществляя сварку стальных оцинкованных труб нужно соблюдать ряд правил и требований, выдвигаемых к данному процессу:

в ходе работы контролируйте состояние цинка, следите за тем, чтобы он не перегрелся, так вы защитите трубы от возникновения коррозийных процессов,
участок, где соединяются оцинкованные изделия, надо хорошо очистить и обезжирить, для защиты слоя – покройте его флюсом,
если в процессе сварки используются трубы, толщина стенок которых менее 3 мм, то кромки изделия не нужно предварительно подготавливать, достаточно сделать скосы и гарт,
горелка, которая применяется для сваривания деталей из оцинковки, по размеру должна быть меньше той, что используется для сварки обычных стальных труб,
газовое пламя должно быть отрегулировано таким образом, чтобы оставался избыток кислорода,
прежде чем приступить к сварочным работам, заготовки нужно подогреть,
прут с покрытием должен располагаться на участке стыка таким образом, чтобы в момент плавления, пламя попадало только на пруток, а не на материал,
в конце сварки флюс надо убрать.

Чтобы сделать шов максимально устойчивым к возможному появлению трещин, в процессе сварки надо уменьшить количество кремния в месте соединения.

После того как вся работа выполнена, шов нужно покрыть защитным слоем.

Вы можете использовать краску с 94% и более содержанием цинковой пыли, либо цинковую проволоку со 100% содержанием цинка.

Срок службы стальной трубы возрастает на порядок, если ее покрыть защитным слоем цинка. Однако процесс сварки оцинкованных труб имеет свои технологические особенности, несоблюдение которых приводит к быстрому износу трубы в месте стыка и угрожает здоровью сварщика. Существует несколько способов безопасной и качественной сварки оцинкованного металла. Выбор конкретной технологии зависит от локации работ, квалификации сварщика и наличия определенного сварочного оборудования.

Особенности соединения

Когда обустраивают инженерные коммуникации, то сварка оцинкованной стали становится весьма востребованной процедурой.

Но сплавление таких изделий благодаря резьбе является проблематичным процессом из-за свойства строительного материала. Это добавляет сварке оцинкованных изделий большей стоимости на выполнение работы.

Напыление цинка при помощи газовой горелки.

Для оцинкованной сварки зачастую используют классические сварочные инструменты, но к их выбору необходимо подходить внимательно, поскольку любое неверное движение может привести к повреждению поверхности, а это провоцирует появление коррозии.

Необходимо отметить, что для того чтобы защитить оцинкованные детали нужно постараться минимизировать работу сварочного инструмента, тогда материал не будет испаряться.

Для этой процедуры специалисты зачастую используют электрод, который может выдержать большую частоту тока. Это дает возможность пользоваться более высокой температурой, нежели в обычной ситуации.

Электроды для сварки цинка также обладают определенными преимуществами, которые облегчают рабочий процесс:

повышают безопасность в момент эксплуатации;
доводят материал до нужных условий за максимально короткое время;
не дает материалу возможности испариться.

Разновидности сварных швов и соединений

Сварку стальных труб производят сварочным аппаратом методом плавления. Сварочный аппарат из переменного тока образует постоянный и посредством электрической дуги нагревает локальный участок изделия до нужной температуры. Формирование электрической дуги происходит на металлическом стержне (электроде). Там где работает дуга, образуется специальная атмосфера, которая при плавлении металла не позволяет ему окисляться. Благодаря качественному сварному шву протечки полностью исключены, т. к. соединение получается герметичным.

Есть много способов наложения швов. Какой способ выбрать, это зависит от толщины труб и материала, из которого они изготовлены. Основные типы швов:

в тавр;
встык;
внахлест;
угловые.

Также важно учитывать расположение труб по отношению друг к другу:

Нижний шов. Во время сварочных работ электрод располагают над соединяемыми элементами. При таком способе сварщику хорошо видны все свариваемые участки, поэтому данный метод является самым удобным.
Потолочный шов. Электрод располагают под свариваемым элементом. При этом оператор поднимает руку вверх и держит над головой, поэтому этот способ применяют только во время ремонта или при замене деформированного участка трубы. При обустройстве новой системы его не используют.
Вертикальный шов. Такой способ соединения применяют, если 2 трубы располагаются горизонтально. Сварщик проводит электродом движения вверх и вниз и снизу вверх (в вертикальном направлении).
Горизонтальный шов. Часто горизонтальными соединениями делают монтаж отопительных и водопроводных систем. При этом две трубы находятся в вертикальном положении.

Отравление цинком при сварке: симптомы, первая помощь, лечение

Во многих случаях отравление цинком возникает у работников сфер промышленности. При сварке оцинкованных труб можно получить поражение парами цинка. Помимо этого интоксикацию может вызвать неправильное хранение продуктов в оцинкованной посуде. Особенно опасно хранить в данной посуде кислые продукты, потому что в кислой среде растворение цинка лучше, что повышает возможность отравления.

Цинк один из минералов

Еще одним фактором может быть принятие лекарственных препаратов, в составе которых есть этот микроэлемент. Установлено, что принятие более 150 мг таких лекарств в день приводит к поражению этим веществом. Сам по себе цинк не сильно опасен, токсичны именно пары, которые могут привести к появлению цинковой лихорадки. Иногда она может называться металлической. Из-за этого отравление обычно происходит в результате вдыхания большого количества паров цинка. Интоксикация через ротовую полость встречается реже.

Симптомы острого и хронического отравления

Симптомы отравления обычно выражены ярко и диагностируются достаточно быстро. При остром поражении вдыхается большое количество высококонцентрированных паров цинка. Симптомы следующие:

жажда;
озноб и повышенная температура;
металлический привкус в полости рта;
боль в мышцах и слабость;
тошнота.

Если пары цинка поступили через рот, могут проявляться дополнительные симптомы:

ожог слизистой оболочки полости рта;
мышечные судороги;
понижение артериального давления;
кровавая рвота.

В случае острого отравления показано незамедлительное лечение. Время здесь играет главную роль. Также возникает опасность появления раковых образований. Чаще всего в результате данного заболевания страдает печень и система кровообращения. В крайних случаях у больных может развиться отек легких либо их воспаление. Когда отравление произошло в результате попадания цинка в чистом виде, симптомы могут быть следующие:

ожог органов желудочно-кишечного тракта;
болевые ощущения в животе;
потеря аппетита;
рвота.

Нельзя хранить продукты в оцинкованной посуде

Если не лечить развившееся заболевание, может возникнуть риск появления почечной недостаточности, или возникновение язвенных болезней. Основные симптомы хронического отравления несколько отличаются. Если же заболевание приобретает хроническое течение, то почти у всех больных диагностируется расстройство тех или иных органов желудочно-кишечного тракта, происходят нарушения функций дыхания.

Также симптомы могут включать в себя проявление язв на коже и различного рода дерматитов, которые обычно не доставляют сильного беспокойства. Отравление данным веществом для детей переносится значительно тяжелее, нежели для взрослых, и соответственно лечение для них необходимо другое.

Лечение отравлений

Если появились признаки отравления, то необходимо вызвать скорую помощь

Если появились признаки такого рода поражения, то первым делом следует вызвать скорую помощь. До ее приезда пострадавшему следует оказать первую медицинскую помощь:

вывести пострадавшего из помещения;
уложить человека на горизонтальную поверхность;
следить за температурой тела;
обильно напоить крепким чаем.

Квалифицированную медицинскую помощь обычно начинают с введения внутривенно раствора глюкозы. Также могут назначить слабительные растворы, активированный уголь, препараты, которые помогут побороть признаки отравления. Также может использоваться антидотное лечение. В случае острого или хронического течения рекомендуется применять комплексное лечение, состоящее:

искусственной вентиляции легких;
принятия мочегонных средств для более быстрого выведения цинка из организма; ингаляции кислородом;
принятия витаминов для поддержки иммунной системы.

Независимо от тяжести отравления, лечение должно сопровождаться обильным горячим питьем и содержанием больного в тепле и покое. Обязательно требуется делать промывание желудка. Помещение, в котором находится пострадавший, должно хорошо проветриваться. Также при сильных поражениях кожи некоторое время возможна нетрудоспособность, или временный перевод на другую работу.

Профилактика отравлений цинком

Для предотвращения заболевания, в промышленных помещениях необходимо сделать хорошую вентиляцию, и провести механизацию рабочего процесса. Рабочие обязательно должны использовать индивидуальные средства защиты — респираторы, промышленные противогазы. После окончания работ нужно промывать руки щелочными растворами, после чего смазать кожу рук жиром.

Возможные проблемы

При несоблюдении правил сварки оцинкованных деталей может произойти следующее:

Во время процедуры происходит активное испарение слоя цинка, в результате чего нарушается его прочность. Одной из причин этого является образование пор и трещин.
Пары цинка представляют опасность для здоровья. Чтобы защититься от этого во время выполнения сварочных работ, необходимо обеспечить качественную вентиляцию.
Иногда может происходить вспенивание цинкового слоя, что ухудшает его защитные свойства.
Нарушение целостности слоя цинка содействует активизации разрушительных коррозионных процессов, что приведёт к сокращению срока её службы.
Сложность рассматриваемой обработки состоит в том, что для проведения сварки необходимо разогреть металл до 1200, а цинковое покрытие испаряется при температуре 906 градусов.

Важно соблюдать правила безопасности при выполнении работ. Для этого используют специальные перчатки, для лица применяют респиратор и маску, покрытую снаружи термоизоляционной тканью

Качественно сделанная сварка обеспечит соединение труб Источник kanaliza.ru

Требуемые расходные материалы

Трудоемкость процесса зависит от толщины листа. Профессиональные навыки сварщика и надежный сварочный аппарат будут бесполезны при использовании некачественного присадочного материала. Главный показатель проволоки – низкая температура плавления. При этом будет плавиться только присадка, а не сталь. Это придает сварочному процессу характерные признаки пайки. CuSi₃ – наиболее известная проволока из медно-кремниевого сплава. Процентное содержание меди может достигать 97%. Ее основное предназначение – сварка меди, но она прекрасно подходит для оцинковки. Конечная прочность соединения не очень высока, зато легко поддается обработке.

Помимо вышеуказанной проволоки при сварке оцинковки применяют другие виды:

ОК Autrod 19.30. Продукт концерна ESAB, специально разработанный для работы с оцинковкой. В состав входят кремний, марганец и сера, повышающие качественные характеристики соединения.
CuSi₂Mn. Позволяет получить высокопрочное соединение благодаря содержанию марганца. Высокая прочность затрудняет последующую обработку поверхности.
CuAl8. Проволока предназначена для сварки металла, защищенного цинк-алюминиевым сплавом.

Какие электроды выбрать

Существует несколько видов электродов с рутиловым или основным покрытием, подходящих для работы с оцинковкой:

УОНИ13/55;
ДСК50;
ОЗС4;
АНО4;
МР3;
АОНИ13/45.

Выбор электродов зависит от типа материала. Например, для сварки оцинкованного листа из низкоуглеродистого металла лучше использовать рутиловые электроды ОЗС4 или МР3, а соединение низколегированного металла предусматривает использование материалов с основным покрытием – УОНИ 13/55 или ДСК50.

Сварка оцинкованных труб электродами

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.

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.

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.

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.

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.

Особенности сварки труб

Ручная дуговая варка трубопроводов значительно отличается от работы с плоскими деталями. Тоже самое касается и других видов, которые применяются для водо- или газопроводов (аргонная, газовая). Далее представлены самые основные аспекты сварки труб ручной дуговой сваркой:

Режимы настройки аппарата:

сварочный ток рассчитывается следующим образом: диаметр электрода нужно умножить на 35. Это и будет оптимальная сила. Например, при работе с проводником в 3 мм, сила тока будет (3х35) 105А. конечно, эта цифра условная, но в среднем так и получается. При сварке труб малого диаметра и толщины не более 4мм, больше 150Атне потребуется;
чтобы удержать дугу, необходимо четко соблюдать расстояние между проводником и металлам. Его рассчитывают исходя из диаметра электрода +1. Например, при электроде в 4 мм, расстоянием для дуги будет 5мм.

Сварка труб малого диаметра (до 10 см):

изначально стыки собираются вручную и прихватываются точечным методом (достаточно двух точке, располагающихся друг напротив друга);
при стыковке деталей толщиной 4 мм и более варят в два слоя – сначала корневым швом, а потом валиком;
горизонтальный шов при сварке труб малого диаметра каждый валик укладывается в противоположном направлении. Например, первый – справа налево, второй – слева направо, третий – справа налево и так далее;
детали, толщиной от 3 до 8 сантиметров нужно сваривать небольшими участками, для получения более качественного соединения.

Поворотные стыки и сварка труб большого диаметра:

скорость поворота изделия должна равняться скорости ведения проводника (она устанавливается, отталкиваясь от толщины изделия (более толстые свариваются немного дольше);
самое выгодное положение сварочной ванны – 30 градусов от верхней точки;
при сваривании на участках, где есть возможность повернуть изделие на 180 градусов, работа производится в три этапа. Первый — в два приема сваривают две верхние четверти диаметра трубы в направлении навстречу друг другу в один или два слоя. Второй – повернуть изделие и проварить оставшийся стык. Третий – опять поворачивают на 180 градусов и доваривают шов до конца.

Неповоротные стыки варить намного сложнее, поэтому для сварки труб ручной дуговой сваркой существует определенная технология:

вертикальные стыки варятся в два этапа. Периметр стыка условно делится вертикальной прямой линией на два участка. Они оба в итоге три положения: потолочное, горизонтальное и нижнее. Потолочным называется участок, занимающий примерно 20 градусов от самой нижней точки детали. Нижним – 20 градусов от верхней точки изделия. Между этими положениями находится горизонтальное положение. Работу необходимо начинать с потолочного положения и вести электрод в нижнему. Каждый участок обрабатывается короткими дугами, которые рассчитываются так: D(эл)/2.
горизонтальные стыки скрепляются углом назад. По отношению к оси электрод должен располагаться 80 градусов. Работа производится на средней дуге и для сварки труб малого диаметра и большого.

Соблюдая эти правила при сварке водопроводных труб электросваркой получится ровный и красивый шов, а главное герметичный, прочный и долговечный.

В завершении важно отметить, что дуговая сварка труб широко используется для работы с разными типами проводов. Мы рассмотрели, как правильно варить, находящиеся в разных положениях детали

В этом и заключается особенность обработки данных элементов, так как они соединяются разными типами швов, в разных положениях.

Новичкам, которые уже набили руку к разным видам соединения, не сложно будет адаптироваться к сварке труб ручной дуговой сваркой. И не стоит забывать, что половина успеха зависит от качества зачистки труб под сварку.

Технология сварки трубопроводов отлично показана в следующем видео:

https://youtube.com/watch?v=fV1uAGTmCMA

Источник

Применение газовой горелки

Подготовка и пайка

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°.

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.

https://youtube.com/watch?v=po6Q8Vds3dg

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.