Оцинковка металла сварочным аппаратом

ЧТО НУЖНО УЧИТЫВАТЬ ПРИ СВАРКЕ ОЦИНКОВКИ

Основными нюансами, которые следует учитывать в процессе сварки оцинковки, являются температура плавления цинка и токсичность выделяемых им паров.

Сложность сварки оцинкованных изделий обуславливается тем, что температура плавления стали составляет 1100C, а цинковое покрытие плавится при 906C. Данное расхождение не позволяет использовать обычные методы сварки в связи с риском повреждения защитного слоя и утраты изделием устойчивости к окислению.

Неблагоприятные проявления в процессе сварки оцинкованного металла заключаются в том, что:

• При температуре 906 градусов, цинк плавится и переходит в газообразное состояние;
• Проникая в основу, выделяемые пары разрушают структуру металла;
• Происходит нарушение шва оцинковки;
• Токсичные пары поступают в окружающее пространство.

Именно поэтому, обработка оцинкованных изделий требует проведения дополнительных подготовительных мероприятий и тщательного подбора используемого оборудования.

ВИДЫ СВАРКИ ОЦИНКОВАННОЙ СТАЛИ

Такой метод сварки имеет ряд особенностей:

• Подключение. «+»клемму подводят к горелке, а»-«к поверхности;
• Сила тока. Увеличение силы тока приводит к увеличению скорости подачи присадки;
• Подбор съемника тока. При подборе учитывается диаметр сечения проволоки. Необходимо вовремя производить замену, не дожидаясь значительного изнашивания;
• Выбор рукава подачи присадки. Необходимо выбирать жесткие рукава, не допускающие перегибов и нарушения подачи присадочного материала;
• Учет толщины листа. Тонкие листы толщиной 1мм. и менее, подвергаются точечной сварке;
• Напряжение. При возможности перепадов напряжения, рекомендуется использовать проволоку наименьшего диаметра, имеющую высокую скорость плавления, необходимую для компенсации недостатка напряжения сети;
• Техника без использования защитного газа. В данном случае, «+»клемма подключается к оцинкованной поверхности.

• Возможность работы без создания защитной атмосферы;
• Хорошие показатели ровности шва;
• Простота в соблюдении параметров тока.

• Не рекомендуется проводить сварку при порывах ветра и в присутствии мощных вентиляционных систем;
• Необходимы крупногабаритные газовые баллоны;
• Необходимы жесткие рукава подачи присадки.

Сварка инвертором

Особенности сварки оцинковки при работе инверторным методом:

• Подбор диаметра электрода. Оптимальным сечением будет диаметр не более 2мм;
• Учет легкоплавкости электродов. Чем выше коэффициенты расплавления, тем ниже значения тока;
• Техника движения. Необходимо соблюдать плавность перемещения дуги;
• Соблюдение угла наклона. Соблюдение угла в пределах 45 градусов, позволяет избежать риска прогорания.
• Соблюдение распределения полярности. В связи с тем, что данный метод сварки применяется в основном к тонколистовому металлу, необходимо учитывать, что в этом случае работа производится током обратной полярности. Это означает, что «+»подключается к электроду, а»-» к оцинкованной поверхности.

Этапы процесса сваривания оцинкованной стали при работе с трубопроводом.

• Подготовка. Учитывается толщина заготовки. Если она превышает 3мм, под углом в 80 градусов делается скашивание поверхности на расстояние 1-1.5мм по поверхности шва. Торцы изделия зачищаются от зазубрин и загрязнений и обезжириваются. Свариваемые элементы выкладываются ровно с соблюдением зазора в 3мм. Вдоль сварочного шва наносится 2мм слой флюса.
• Сварка. Производится в следующие этапы: — детали, подлежащие сварке прогревают на расстояние не менее 300мм от свариваемых краев; — флюс подвергается нагреву до прозрачного состояния; — присадка накладывается на поверхность и расплавляется при помощи газовой горелки до полного заполнения пустоты; — припой располагается перед пламенем горелки. Допустимые углы наклона составляют 95 градусов для горелки и 15-30 для проволоки.
• Завершение процесса. Флюс удаляется, шов зачищается. По окончании зачистки, поверхность обрабатывается антикоррозийным составом.

Точечная сварка

Метод точечной сварки оцинковки получил наиболее широкое распространение в автомобилестроении. Получаемая точка отличается высокой прочностью. Линия разрыва не затрагивает область сварки, а проходит по поверхности листа. Следует учитывать, что использование точечного метода приводит к ускоренному изнашиванию электродов и требует больших энергетических затрат. В связи с этим, наиболее целесообразно проведение автоматической корректировки режимов и настроек в условиях профессиональных сварочных рабочих мест.

Области применения оцинкованных конструкций

• Строительные работы разного профиля: дорожное, мостовое, строительство зданий и сооружений.
• Нефтедобыча и нефтепереработка.
• Газодобывающая и газоперерабатывающая промышленность.
• Энергетическая сфера.
• Связь.
• Автомобилестроение.
• Сельское хозяйство и другие направления.

Метод применим для конструкций, которые эксплуатируются в разных условиях

• Опоры высоковольтных линий передач.
• Опорные металлические конструкции мостов, трубопроводов.
• Различное оборудование.
• Задвижки и запоры гидротехнических систем.
• Каркасы домов и заграждений.
• Сваи, поддерживающие перекрытия различного типа.
• Лестничные ступени и пролеты.
• Трубы различных систем, в том числе вентиляционных.
• Корпуса кораблей.
• Памятники и архитектурные сооружения.

Для чего используется флюсование

Сам процесс оцинковки направлен на то, чтобы создать на материале плотную защитную пленку. Она призвана оградить продукцию от контакта со всеми внешними катализаторами коррозии, которые могли бы сильно ухудшить качество детали и стимулировать распространение коррозионного поражения.

Само горячее цинкование проводится при температуре около 460 градусов. Но стоит обратить внимание на то, на какую поверхность наносится слой цинка. Есть вероятность, что покрытие просто не сможет хорошо зафиксироваться на детали. В таком случае, результат будет ожидаемым – все защитные свойства окажутся потерянными и металл постепенно начнет ржаветь.

Это приводит к тому, что постепенно происходит разрушение структуры, деталь теряет свою прочность, появляются проблемы с герметичностью. В процессе использования значительно возрастают и другие риски, которые также стоит учитывать в процессе.

Флюсование – это обязательный этап технологического процесса цинкования металла. Он связан с использованием хлорида аммония. Раствор с его высокой концентрацией заливается в ванну, в которую опускается деталь. В результате протекания химической реакции происходит качественная очистка поверхности детали от всех загрязнений, которые потенциально способны повлиять на качество.

Существует сразу несколько основных требований, которые ставятся при выполнении цинкования. К ним относятся такие, как:

• Устранение с поверхности всех оксидных пленок. Дело в том, что на этапе подготовки материала часто используются такие процессы, как обезжиривание и травление. Они направлены на очистку, но применяют специальные составы, которые потенциально могут оставаться на поверхности на протяжении длительного времени. Чтобы гарантировать хорошую адгезию, такие остатки придется убирать.
• Укрепление защитной пленки. Предполагается, что после флюсования на поверхности образуется специальная пленка с выраженными защитными качествами. В цинковании она важна, потому что из-за протекания специальной химической реакции удается добиться улучшения ограждения от контактов с потенциальными катализаторами коррозии.
• Повышение адгезии. Важно, чтобы цинковое покрытие хорошо закрепилось на металле. Но не все типы сплавов отличаются хорошими показателями естественной адгезии. В результате, цинк держится хуже. Использование флюса позволяет создать однородную, прочную оксидную пленку. Это сильно повышает защитные характеристики.

Процесс флюсования сложный и ответственный. Важно контролировать температуру – она находится на уровне 60 градусов. При этом строго контролируется и состав вещества, в которое происходит погружение металла.

Не менее важно после того, как работа будет проведена, высушить деталь, чтобы пленка окончательно сформировалось, а в труднодоступных местах совсем не осталось влажности. Просушивание проводится при нагнетании температуры до 100 градусов и также строго контролируется.

Рассмотрим все особенности процесса более подробно, чтобы вы могли понять, насколько важно учитывать все технологические требования для достижения высокого качества результата.

Формула изобретения

1. Флюс для горячего цинкования, содержащий от 60 до 80 мас.% хлорида цинка ZnCl2, от 7 до 20 мас.% хлорида аммония NH4Cl, от 2 до 20 мас.% по меньшей мере одной соли щелочного или щелочноземельного металла, от 0,1 до 5 мас.% по меньшей мере одного из таких соединений, как NiCl2 , CoCl2 и MnCl2, и от 0,1 до 1,5 мас.% по меньшей мере одного из таких соединений, как PbCl2 , SnCl2, BiCl2, SbCl2.

2. Флюс по п.1, отличающийся тем, что он содержит от 70 до 78 мас.% ZnCl2.

3. Флюс по п.1 или 2, отличающийся тем, что он содержит от 11 до 15 мас.% NH4Cl.

4. Флюс по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что он содержит 1 мас.% PbCl2.

5. Флюс по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что щелочной или щелочноземельный металл выбран из группы, включающей Na, К, Li, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr и Ва.

6. Флюс по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что он содержит 6 мас.% NaCl и 2 мас.% KCl.

7. Флюс по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что он содержит 1 мас.% NiCl2.

8. Ванна для флюсования, используемая при горячем цинковании, отличающаяся тем, что она содержит флюс по любому из пп.1-7 в растворенном в воде виде.

9. Ванна для флюсования по п.8, отличающаяся тем, что она содержит флюс в количестве от 200 до 700 г/л, предпочтительно от 350 до 550 г/л, наиболее предпочтительно от 500 до 550 г/л.

10. Ванна для флюсования по п.8 или 9, отличающаяся тем, что ее температура составляет от 50 до 90°С, предпочтительно от 60 до 80°С, наиболее предпочтительно 70°С.

11. Ванна для флюсования по любому из пп.8-10, отличающаяся тем, что она содержит неионогенное поверхностно-активное вещество в количестве от 0,01 до 2 об.%.

12. Способ горячего цинкования изделий из чугуна или стали, заключающийся в том, что изделие а) обезжиривают в ванне для обезжиривания, б) промывают, в) подвергают травлению, г) промывают д) обрабатывают в ванне для флюсования по любому из пп.8-11, е) сушат, ж) опускают в ванну горячего цинкования для нанесения на изделие металлического покрытия, и з) охлаждают.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что на стадии д) изделие погружают в ванну для флюсования не более чем на 10 мин, предпочтительно не более чем на 5 мин.

14. Способ по п.12 или 13, отличающийся тем, что на стадии е) изделие сушат воздухом с температурой от 200 до 350°С, предпочтительно 250°С.

15. Способ по любому из пп.12-14, отличающийся тем, что до выполнения стадии ж) поверхность изделия имеет температуру от 170 до 200°С.

16. Способ по любому из пп.12-15, отличающийся тем, что температуру ванны для цинкования поддерживают в пределах от 380 до 700°С.

17. Способ по любому из пп.12-16, отличающийся тем, что погруженное в ванну для цинкования изделие перемещают в ней.

18. Способ по любому из пп.12-17, отличающийся тем, что в ванну подают инертный газ.

19. Способ по любому из пп.12-18, отличающийся тем, что изделие представляет собой отдельное изделие, которое в периодическом режиме подвергают обработке на стадиях а)-з), или представляет собой проволоку, трубу или рулонный листовой материал, который в непрерывном режиме подвергают обработке на стадиях а)-з).

20. Способ по любому из пп.12-19, отличающийся тем, что ванна для цинкования содержит от 0 до 56 мас.% Al и от 0 до 1,6 мас.% Si, а остальное — Zn.

21. Способ по п.20, отличающийся тем, что ванна для цинкования представляет собой ванну с расплавом цинка, содержащую либо от 3 до 7 мас.% Al, от 0 до 3 мас.% Mg и от 0 до 0,1 мас.% Na, либо от 4,2 до 7,2 мас.% Al и от 0,03 до 0,10 мас.% мишметаллов, либо 55 мас.% Al и 1,6 мас.% Si.

22. Способ по любому из пп.12-21, отличающийся тем, что ванна для цинкования содержит до 56 мас.% Al, от 0,005 до 0,15 мас.% Sb и/или от 0,005 до 0,15 мас.% Bi, максимум 0,005 мас.% Pb, максимум 0,005 мас.% Cd и максимум 0,002 мас.% Sn, а остальное — Zn.

23. Ванна для горячего цинкования, содержащая от 2 до 56 мас.% Al, от 0,005 до 0,15 мас.% Sb и/или от 0,005 до 0,15 мас.% Bi, максимум 0,005 мас.% Pb, максимум 0,005 мас.% Cd и максимум 0,002 мас.% Sn, а остальное — Zn.

24. Ванна для горячего цинкования по п.23, отличающаяся тем, что она содержит от 4,2 до 7,2 мас.% Al, от 0,005 до 0,15 мас.% Sb и/или от 0,005 до 0,15 мас.% Bi, максимум 150 ч./млн Si, максимум 750 ч./млн Fe, максимум 0,005 мас.% Cd, максимум 0,002 мас.% Sn и 0,005 мас.% Pb, a остальное — Zn.

25. Ванна для горячего цинкования по п.23 или 24, отличающаяся тем, что она содержит от 0,005 до 0,04 мас.% Sb.

26. Ванна для горячего цинкования, содержащая до 56 мас.% Al, от 0,005 до 0,15 мас.% Sb, максимум 0,005 мас.% Pb, максимум 0,005 мас.% Cd и максимум 0,002 мас.% Sn, а остальное — Zn.

27. Ванна для горячего цинкования по п.26, отличающаяся тем, что она содержит от 4,2 до 7,2 мас.% Al, от 0,005 до 0,15 мас.% Sb, максимум 150 ч./млн Si, максимум 750 ч./млн Fe, максимум 0,005 мас.% Cd, максимум 0,002 мас.% Sn, 0,005 мас.% Pb, а остальное — Zn.

28. Ванна для горячего цинкования по п.26 или 27, отличающаяся тем, что она содержит от 0,005 до 0,04 мас.% Sb.

Принцип работы цинкования

Способ защиты от ржавчины имеет в качестве основы химический процесс окисления. Большинство металлов на воздухе вступают в реакцию с кислородом, в результате поверхность покрывается пленкой, которая начинает играть защитную роль. Исключением из этого ряда выступает железо и его сплавы, они образую пленку рыхлого состава, которая не защищает, а, наоборот, способствует дальнейшему окислению материала и его разрушению. Для того, чтобы защитить сталь и другие металлические материалы на основе железа используется цинк. Он образует с Fe гальваническую пару, и в силу большей активности первым начинает окисляться, образуя пленку, которая служит защитой поверхности.

Толщина пленки получается разной в зависимости от технологии, может быть тонкой — от 6 мкм или плотной – до 1,5 мм.

Как правильно хранить и перевозить флюс

Вещество нужно не только правильно готовить, но перевозить, хранить с соблюдением всего списка установленных технологических требований. Так как продукция создается с использованием хлорида цинка, она относится к категории химически-активных веществ. Это налагает на тех, кто перевозит продукцию, дополнительные требования. Есть также и строгие технологические правила обращения с цинком и хлоридом аммония.

Есть действующая классификация вредных для здоровья человека и пожароопасных веществ. И флюс обычно относится к первой группе. Есть вероятность того, что такие типы химических веществ могут вступать в контакт с другими видами продукции и создавать повышенную опасность возгорания или взрыва.

Также в состав флюса может входить до 6% глицерина. Это вещество хорошо горит, потому должно перевозиться и храниться в отлично изолированных контейнерах и помещениях со специальной защитой.

Рассмотрим процесс хранения и перевозки флюса более подробно.

Обеспечим качественное горячее цинкование с правильной подготовкой

Наша компания предоставляет клиентам полный набор гарантий качества. Мы профессионально проводим процедуру горячего цинкования, обеспечиваем успешную подготовку материала для нанесения на него специально цинкового покрытия.

Есть несколько причин обратиться к нам для выполнения цинкования:

• Проводим качественную подготовку, используем оптимальный флюс для горячего цинкования.
• Предоставляем доступные цены на выполнение полного списка задач.
• Используем современное оборудование для повышения качества результатов оцинковки.
• Работаем с любыми видами деталей, в том числе, с наиболее крупными.
• Обеспечиваем клиентам выгодные цены.
• Предоставляем большой список дополнительных услуг.

Мы всегда готовы ответить на интересующие вас вопросы. Чтобы связаться с нашими специалистами, достаточно будет просто оставить заявку на сайте или написать нам.

Преимущества метода

Горячее цинкование металлоконструкций при сравнении с другими технологиями имеет ряд весомых преимуществ.

• Подвергаться обработке по данной технологии могут даже детали, отличающиеся высокой сложностью геометрической формы. В частности, такую технологию активно используют для обработки труб.
• Поврежденные в результате механического воздействия участки цинкового покрытия могут самовосстанавливаться, причем происходить это может без постороннего вмешательства.
• По сравнению с другими способами оцинковки, метод горячего цинкования позволяет сформировать покрытие, устойчивость которого при взаимодействии с жидкими средами выше в 6 раз. Именно по этой причине такую технологию и применяют для обработки труб и различных емкостей.
• Горячая оцинковка позволяет эффективно устранять многие дефекты обрабатываемой поверхности, такие как раковины, поры и др.
• Эксплуатация труб и других метизов, которые покрыты цинком по данной технологии, требует минимальных финансовых затрат. Их поверхности, в частности, не требуют регулярной окраски, так как уже надежно защищены от воздействия негативных факторов внешней среды. Это очень актуально для труб, которые эксплуатируются в труднодоступных местах (в стенах, под землей и т.д.).

Сравнение стоимости и работоспособности горячеоцинкованной стали с другими методами защиты

Как правильно подобрать электроды

Для работы с оцинкованными металлами потребуются специальные расходные материалы. Когда защитный слой слишком тонкий (до 15 микрометров), не обойтись без особых электродов.

Для стали, содержащей немного углерода, выбирают электроды с рутиловой основой. Низкоуглеродистая сталь хорошо проваривается с помощью АНО-4, МР-3 и ОЗС-4, т. к. частью их состава является оксид титана. С ними проще зажечь дугу снова, если она потухнет. Также такая сварка образует меньше брызг и дает возможность создать герметичный высокопрочный сварной шов.

Для низколегированной оцинкованной стали применяют электроды УОНИ-13/45, УОНИ-13/55 и ДСК-50. Они имеют сильноосновные флюсы.

Как правильно транспортировать флюс

Существует большое количество требований не только по хранению, но и по перевозке такого вещества. Специально для этого предусмотрены различные нормативные документы, по которым будет выполняться доставка к месту использования.

Есть сразу несколько основных требований по перевозке:

• При перевозке тара с флюсом должна быть прочно зафиксирована на платформе, которая применяется в качестве грузовой. Нужно полностью исключить вероятность падения – это может привести к тому, что тара потеряет свою герметичность.
• Флюс перевозится отдельно, его нельзя транспортировать вместе с другими химическими веществами. Это полностью исключает вероятность того, что начнут появляться различные варианты химических материалов.
• Используется только герметичная тара без любых повреждений. При этом на упаковке потребуется предусмотреть информацию, которая прописывается в маркировке.
• Правильное указание сроков транспортировки. Это нужно для того, чтобы в случае отмены или переноса сроков отправки внести все нужные изменения.
• Предоставление полного набора гарантий сохранности всего что вы решили транспортировать на место отправки. В том случае, если при внимательном осмотре тары вы нашли какие-либо утечки, вещество нужно будет собрать и затем полностью утилизировать в соответствии с установленными требованиями законодательства.
• Безопасность персонала должна быть на высоком уровне. Потребуется использовать правильно подобранные специальные средства для защиты персонала.
• Перевозка проводится аккуратно без сильного внешнего воздействия на тару. Исключаются любые действия, которые потенциально могли бы привести к повреждению тары. Сильная вибрация, удары и многое другое – все это флюсу противопоказано. Нельзя использовать тару в местах, где есть вероятность возникновения сильного нагрева и других потенциальных внешних проблем.

Так как вещество может представлять пожарную опасность, вероятность контакта со всеми потенциальными катализаторами должна быть исключена.

Наша компания уделяет большое внимание соблюдению требований по хранению и перевозке флюса. Таким образом удается гарантировать, что обработка будет проведена по всем правилам.

Производственные процессы цинкования

В металлургическом и химическом производстве используется несколько методов оцинковки.

• Гальваническое цинкование
• Горячее цинкование металла
• Метод холодной цинковки.
• Диффузный способ цинкования.
• Шоопирование.
• Газодинамический метод.
• Дуплексные способы обработки

Может применяться способ фосфатирования, который, в дополнение к основному методу, привносит дополнительную защиту поверхностям металлических предметов и деталей. Чаще всего используется для цветных металлов.

Широкое применение цинкования связано с устойчивостью покрытия к агрессивным средам, перепадам температур, высокими антикоррозионными свойствами.

Гальваническое цинкование

Гальванотехника – это электрохимический метод покрытия металлических конструкций цинком. Он проводится в больших емкостях, с цинксодержащим электролитом. Комплексность этого метода заключается в воздействии на металл сразу двух процессов: электрического физического воздействия и химического способа.

В гальваническом способе происходит активный процесс адгезии элементов металлического материала и цинка. Адгезия предполагает сцепление на межмолекулярном уровне разнородных веществ.

Технология электрогальванического производства

Металлические изделия, конструкции или детали погружаются в электролитические ванны, снабженные анодом – пластиной из цинка, с которой с помощью электролита – сернокислого и хлористого цинка анионы этого металла переходят на поверхность, покрывая ее равномерным слоем.

На процесс гальваноцинкования влияют состав электролита и температура, поддерживаемая в ёмкостях. В раствор добавляют окрашивающие добавки и блескообразующие компоненты. Это делается для придания предметам декоративного вида.

В процессе производства используются электролиты:

• Кислые и слабокислые: сульфаты, борфториды, хлориды.
• Аммиакатные: щелочи и нейтральные растворы.
• Цианидные и цинкатные: электролиты щелочной группы с цианидом и цинкатом натрия в растворе едкого натра.

До проведения работ необходимо провести подготовку металлоизделий: очистку и обезжиривание поверхностей, флюсование – нанесение пленки для предотвращения окисления.

Характеристики гальванопокрытий из цинка: поверхность выделяется такими свойствами, как пластичность, непрерывность на деталях, которые должны работать в условиях циклической деформации. Например, пружины из стали.

Горячее цинкование металлоконструкций

Метод горячей оцинковки применяется обычно для черных металлов, прежде всего, стали. Это наиболее распространенный способ покрытия поверхностей цинковой пленкой.

Технология сводится к опусканию деталей или конструкций в ванну с расплавленным цинком. Температура поддерживается в пределе 460 гр. С. Процесс проходит под воздействием кислорода из атмосферы, он вступает в реакцию с металлом для образования ZnO – оксида цинка, который соединяется с углекислым газом CO2. В итоге формируется карбонат цинка — ZnCO3. У него характерный матовый оттенок серого цвета.

Перед опусканием в ванну необходим этап очистки, обезжиривания и травления поверхности деталей

После пребывания в ванне изделия подвергаются центрифугированию для удаления излишков металла. Для удаления наплывов резьбовые участки на больших деталях протачивают, мелкие, такие как крепеж, не подвергаются такой обработке.

В результате изделия с повышенным сроком эксплуатации, устойчивые к агрессивной среде, не требуют дополнительного покрытия красочным слоем.

К отрицательным характеристикам можно отнести неравномерность поверхности при большом расходе цинка, а размеры изделий ограничиваются габаритами емкости. Производство относится к вредным. Дальнейшая обработка становится боле сложной, детали плохо соединяются сварным методом.

Особенности процесса горячей оцинковки

• Технологический процесс отличается простотой.
• Отмечается высокая производительность, проходит быстро.
• Не требуются сотрудники с высоким уровнем подготовки.
• Оборудование достаточно простое.
• Слой цинка имеет толщину от 30 до 100 мкм.

В сравнении с гальваническим методов горячее цинкования — более дорогой метод, но и более эффективный.

Холодное цинкование металла

Метод заключается в нанесении на поверхность цинкнаполненных красок, композиций и грунтов. Покрывается не вся поверхность изделия, а предназначенные для этого участки.

Применяется широко для обработки отдельных конструкций и больших площадей.

Положительные стороны холодной оцинковки

• Можно обрабатывать изделия и поверхности любых размеров, нет ограничений по площади и форме.
• Не нужно проводить предварительную работу по демонтажу для того, чтобы погрузить в емкость для электролиза или горячего цинкования.
• Процесс отличается производительностью.
• Диапазон температур: от минусовой 20 гр. С до плюсовой 40 гр. С.
• Цинковый слой после холодного метода допускает проведение сварки, она не разрушает цинковую поверхность. Шов после сварки можно покрыть дополнительным защитным слоем.
• Структура покрытия отличается пластичностью и надежностью.
• Цинксиликатная краска по характеристикам адгезии совместима с металлом и финишными красками.
• Метод достаточно прост, не требует специальной профессиональной подготовки.
• Может применяться для ремонта деталей и участков, которые раньше прошли процесс оцинковки.
• Удобный способ нанесения подкрасочного слоя под лак или химически стойкую краску для двойной защиты. Это комбинированный способ покрытия.
• Можно обрабатывать конструкцию в сборе, не разбирая на отдельные компоненты.
• Экономичный способ.

Состав для холодной оцинковки содержит высокодисперсионный порошок цинка – до 95%. Перед проведением работ необходимо провести подготовку поверхности и четко соблюдать технологические требования работы.

В производственном процессе необходимый этап – контроль качества на предмет отсутствия дефектов слоя цинка. По окончании процесса покрытым изделиям дают «отдохнуть» несколько суток для закрепления слоя.

Получаемое покрытие отличается водостойкостью, электропроводностью, пожаробезопасностью.

Термодиффузионный способ цинкования

Диффузный метод получил название «шерардизация» по имени изобретателя – специалиста из Великобритании Sherard’a.

Термодиффузное покрытие относится к анодным, покрывая черные металлы плотной пленкой цинка. Название связано с процессом диффузии металлов, цинка и железа. Он проходит в пассивационных растворах, которые необходимы для обеспечения защиты от воздействия атмосферного кислорода.

Термодиффузия покрытия похожа на гальванический способ, но превосходит его по характеристикам антикоррозийности.

Изделия, обработанные термодиффузией, отличаются однородным покрытием поверхности от 30 до 80 мкм. На небольших площадях деталей при условии точного производства можно достигать толщины от 5 до 150 мкм. Когда обрабатываются конструкции со сложными поверхностями, разброс толщины покрытия получается большим – до 80 мкм.

Технология заключается в насыщении цинком площади деталей и конструкций в порошковой среде.

Цинкосодержащий мелкодисперсионный порошок разбавляется абсорбентами типа древесного угля. Поддерживается температура 400-500 гр. С. Температурный режим – разный для различного типа изделий, характеристик стали, которые зафиксированы в её марке, требований производства.

Закрытый герметично контейнер, в котором происходит обогащение поверхностей цинком, – обязательное условие технологии. После основного процесса проводится финишная обработка изделий, которые будут использоваться в условиях высокой влажности, морской или другой соленой воды, в периодах конденсации и высыхания.

Особенности термодиффузионных покрытий

• Технологический процесс обработки в низкотемпературном режиме помимо антикоррозионных свойств придает металлу повышенную пластичность.
• Обработанные изделия устойчивы к абразивному износу, который образуется в результате режущего, деформирующего, царапающего воздействия. Возникает при переработке и транспортировке.
• Покрытие точно воспроизводит рельеф конструкции.
• Повышенная твердость отличает обработанные изделия, не возникает свойство хрупкости.
• Можно наносить цинковое покрытие на предварительно собранные узлы.
• Подготовка процесса термодиффузного цинкования не требует сложных операций.

Шоопировние

Под шоопированием металлов понимается металлизирование, или обработка методом напыления. Для работы используется специальный аппарат, который иногда именуют пистолетом. Под давлением сжатого воздуха на поверхность распыляется расплавленный цинк. Метод обязан своим названием изобретателю Г. Шоопу.

Способ металлизации применим для крупных конструкций, а также для восстановления изношенных деталей из стали различных марок. Нанесенный шоопированием слой цинка формирует устойчивую пленку, которая выступает грунтом, грунтовкой под нанесение лакокрасочного слоя.

Газодинамическое цинкование

Газодинамический способ — оцинковка при помощи кинетики мелкодисперсного металла в струе газа, осуществляемую сверхзвуковым потоком.

В роли исходного материала выступает цинковый порошок с керамическими или металлическими частицами. Он разгоняется струей газа из сопла высокой температуры и приваривается к поверхности, на которую направлен поток. Дополнительный материал – металлический и керамический – повышает плотность и снижает пористость поверхности.

Аппаратура для газодинамического метода – портативный нагреватель для сжатого воздуха, к которому комплектуется сверхзвуковое сопло. Это такой своеобразный пульверизатор. Газ при t 500-600 гр. С затягивает порошок и направляет его на поверхность.

• Обработка изделий и деталей любого размера.
• Адгезия состава выше показателя любого лакокрасочного слоя– 40-100Н/мм2.
• Толщина слоя может быть различной, можно утолщать слой в зонах повышенного риска коррозии.

Комбинированные – дуплексные способы обработки

Дуплексные покрытия предполагают комбинацию цинкового материала с полимерным или красочным.

Сочетание электрохимического эффекта защиты цинком с гидроизолирующим воздействием лакокрасочного слоя создает двойной защитный эффект.

Характеристики дуплекс-систем

• Обеспечивает гальваническую или катодную защиту и одновременно барьерную.
• Наносится также легко как лакокрасочное покрытие.
• В изготовлении используется специальный вид цинка – атомизированный.
• Повышает устойчивость к механическим повреждениям
• Не требует сложной подготовки исходного материала к процессу покрытия – достаточно обработать растворителем.
• Может наноситься поверх горячеоцинкованных и металлизированных поверхностей.
• Нетоксичны и экологически безвредны.

Методы цинкования в своем большинстве — это производственные способы, требующие промышленного оборудования и специальной обработки металла.

Некоторые из них доступны умельцам в мастерских. Чаще всего говорят о «гаражном цинковании, поскольку именно они нуждаются в восстановлении деталей и узлов автомобилей.

Наиболее доступный метод – холодная оцинковка.

Существует возможность гальванической обработки деталей. Она позволяет формировать на поверхности изделий узоры и декоративные элементы.

Гальваническое цинкование своими руками

Для работы с таким методом необходим электролит. Это может быть хлорид цинка (ZnCl), соляная кислота (HCl), Сульфат цинка (ZnSo4). Составы требуют максимума осторожности, химические компоненты имеют тенденцию взрываться или вступать в непредвиденные реакции.

Цинковый состав предполагает добычу цинка из солевых батареек, металлических оцинкованных предметов, предохранителях советского производства, или покупку на авто- или радиорынке.

• Ванной может стать пластиковая или стеклянная ёмкость.
• Анод – пластина из цинка с подведенным плюсовым зарядом.
• Обрабатываемая деталь играет роль катода. Она должна быть подготовлена – очищена, обезжирена, активирована. Её располагают равноудаленно от анода.
• Источник питания- аккумулятор, блок питания. Предосторожность заключается в том, чтобы не допускать активного кипения. При спокойном процесс длительная гальванизация обеспечит толстый защитный слой цинка.

Холодное цинкование своими руками

Для работы методом холодной оцинковки пригодятся:

• Шлифовальная машинка или металлическая щетка.
• Растворитель.
• Строительный миксер или дрель с насадкой
• Инструмент для покрытия: краскопульт, кисть или что-то подобное.
• Состав для цинкования.
• Защитный костюм.

• Очистка поверхности или удаление прежнего покрытия механически или химическим способом, удаление пыли сжатым воздухом. Обезжиривание.
• Рабочий состав готовят к работе: перемешивают, при необходимости разбавляют.
• Нанесение состава на открытом воздухе в несколько слоев, давая высохнуть в течение 1-2 часов.
• Когда покрытие высохнет окончательно можно наносить финишную краску, лак или эмаль.

Ряд препаратов для холодного цинкования продается в соответствующих магазинах.

Часть из них устойчива к нефтепродуктам, растворителям, агрессивным средам.

Некоторые варианты специально «заточены» на защиту автодеталей от коррозии, другие направлены на повышение защиты легированной стали.

При выборе обращают внимание на диапазон температур и прочностные свойства.

• ЗАЩИТНЫЕ ЦИНКОВЫЕ ПОКРЫТИЯ: СОПОСТАВИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СВОЙСТВ, РАЦИОНАЛЬНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ. Е. Проскуркин ГП «НИТИ», Украина журнал «Национальная металлургия» сентябрь, октябрь 2005 г.
• Хасуй А. Техника напыления. Перевод с японского Масленникова С. Л.. М. Изд-во Машиностроение. 1975 г.
• Статья на Википедии про цинкование

Способы сваривания

Осуществить сварку металлов с защитным покрытием из цинка можно несколькими способами. Для каждой технологии потребуется определенное оборудование.

Ручная дуговая сварка

При сварке оцинкованного металла с помощью электродов важно помнить:

• чтобы избежать порообразования, сила тока должна быть в пределах 10-50 А;
• во время сварки не должно быть резких движений;
• расстояние между элементами, которые нужно соединить, по сравнению с простой сваркой, должно быть в два раза больше.

Если защитный слой цинка толще 15 мкм и меньше 40, то можно воспользоваться специальными электродами для цинка. Работа ведется до тех пор, пока полностью не сойдет оцинковка.

Сварка полуавтоматом

Технология подразумевает работу с применением присадочной проволоки и защитных газов. Они подаются с помощью сварочного рукава, в результате ванна получает защиту от внешних воздействий.

Проволока различается по диаметру. Бывает она 0.6, 0.8, 1 и 1.2 мм. Если требуется соединить тонкие оцинкованные стальные листы толщиной менее 4 мм, то подойдет проволока 0.6 или 0.8 мм в диаметре. Для более толстых изделий лучше использовать проволоку 1-1.2 мм.

Инверторная сварка электродами

Как правило, эта технология сварки используется, когда необходимо соединить тонкие оцинкованные детали. Во время работы применяется ток с обратной полярностью. Клемма с отрицательным зарядом подключается к свариваемому металлу, а с положительным – к держателю.

Этот подход позволяет добиться минимального деформирования металлической конструкции. Основные особенности сварки инвертором с применением электродов:

• лучше выбирать электроды малого диаметра (до 2 мм), чтобы получить ровный красивый шов;
• если нужно приварить деталь, используя ток небольшой силы, рекомендуется применять изделия с повышенным коэффициентом расплавления;
• если предстоит работа со стальными листами толщиной менее 4 мм, то движения электрода не должны быть резкими;
• правильное расположение электрода – 45-90 градусов по отношению к рабочей поверхности. Это позволит избежать прожигания детали и сделать аккуратный шов.

С применением флюса

Метод сварки полуавтоматом с использованием флюса подразумевает обязательную подготовку рабочей поверхности перед работой. В этом случае также подается присадочная проволока, но защитную функцию выполняет флюс, а не газ. Такой способ сварки позволяет работать не только с оцинкованными заготовками, но и такими металлами, как медь и алюминий. Изделие необходимо зачистить буквально до блеска и обезжирить. Во время сварки оцинковки требуется примерно в два раза больше флюса, чем при соединении обычных металлов.

Основной момент – размер сопла в горелке должен быть пропорционален толщине изделия. Если это тонкий оцинкованный лист толщиной до 6 мм, диаметр сопла должен быть не более 2 мм.

Слишком большой диаметр сопла может привести к перегреву металла, и цинк начнет испаряться и утратит свои защитные свойства, а сопло недостаточного размера не разогреет рабочую поверхность, что приведет к прилипанию припоя.

Оцинковка или цинкование металла – процесс покрытия поверхности слоем химического элемента цинк, который по химической классификации является переходным металлом. Цель оцинковки – защита внешней поверхности металлических изделий от коррозии.

КАК ВАРИТЬ ОЦИНКОВКУ

Слой цинка, которым покрывают сталь, отлично защищает ее от окисления. Сопротивление коррозии достигается за счет оксидов цинка, которые отличаются своей плотной структурой. В результате металлу не страшны влага и кислород. Например, через железные соединения вода проникает легко и со временем причиняет вред металлу.

Цинковое покрытие бывает разной толщины. Она может варьироваться от 2 до 150 мкм. Чем толще защитный слой, тем надежнее защищен металл от коррозии. Во время сварки оцинкованных металлов необходимо разогревать рабочую поверхность до 1000 градусов, что приводит к следующим последствиям:

• Цинк плавится при температуре 906 градусов. Сначала металл переходит в жидкое состояние, а потом в газообразное.
• Испарения цинка нарушают структуру металла, который находится под защитным слоем, и шов оцинковки.
• Для здоровья человека пары цинка вредны. Очень важно работать с оцинкованными металлами в хорошо проветриваемом помещении.

КАКИЕ ЕСТЬ ВИДЫ ПРОВОЛОКИ ДЛЯ СВАРКИ ОЦИНКОВКИ

• CuSi3. Проволока с 97% содержанием меди. Целевым назначением является сваривание медных изделий. Использование для сварки оцинковки является целесообразным и позволяет добиться легкообрабатываемого соединения. Минусом в данном случае будет являться то, что такое соединение не будет иметь очень высокого показателя прочности. Стоит учитывать, что входящий в состав сплава кремний обладает высокой текучестью, что требует повышенной осторожности при работе;
• Autrod 19.30. Целевым назначением является сваривание оцинкованных изделий. Соединение кремния, марганца и серы позволяет добиться достаточно крепкого соединения;
• CuSi2Mn. Создает соединение с очень высокими показателями прочности. В связи с повышением показателя, усложняется процесс дальнейшей обработки;
• CuAl8. Целевым направлением является сваривание металла, обработанного сочетанным цинково-алюминиевым сплавом.

ЭТАПЫ РАБОТЫ С ОЦИНКОВКОЙ

Данная процедура необходима для того, чтобы расплавленный цинк, попав в область шва, не ухудшил его качество. Существует три основных способа зачистки:

Подбор электродов

Для того, чтобы выбрать, какими электродами варить оцинковку, необходимо учитывать ряд нюансов. Выбор электродов осуществляется с учетом типа свариваемой стали.

Можно выделить 2 основных вида электродов:

• С рутиловым покрытием (АНО-4, МР-3, ОЗС-4). Подходят для сваривания стали с низким углеродным содержанием. Наличие оксида титана значительно упрощает зажигание дуги, гарантирует прочность шва и его герметичность, а также минимизирует разбрызгивание;
• С сильноосновными флюсами (УОНИ13/45, УОНИ13/55, ДСК-50). Подходят для сталей низкого легирования.

Подбор присадочного материала

Основное требование к проволоке, используемой в качестве присадочного материала — низкая температура плавления, варьирующаяся от 900 до 1100 градусов. Соблюдение этого условия позволит добиться качественного шва, так как в этом случае проволока будет плавиться, не повреждая и не оплавляя сам материал.

Флюс для горячего цинкования стальных изделий

Процесс оцинковки металла сложный и длительный. Он требует строгого соблюдения всех технологических требований, а также правильной подготовки поверхности.

Далеко не всегда детали поставляются на оцинковку в хорошем состоянии. Они могут быть покрыты внешними отложениями, коррозией, окалиной, иметь иные заметные дефекты.

Наша компания профессионально занимается цинкованием, потому отлично разбирается во всех тонкостях процесса. В этом материале мы расскажем вам о том, что такое флюсование и какое значение оно имеет в получении качественного результата обработки. Это позволит лучше понять, насколько важно формирование правильного подхода к процедуре и решение всех сопутствующих вопросов.

Как выполняется горячее цинкование

Выделяют два этапа горячего цинкования:

• Обрабатываемую поверхность тщательно подготавливают к процедуре.
• Изделие погружают в емкость с расплавленным цинком, в результате чего оно буквально обволакивается данным металлом.

Все нюансы выполнения такой технологической операции регламентирует ГОСТ 9.307-89.

Технологический цикл цинкования

Технология горячего цинкования требует тщательного подхода к выполнению всех ее этапов. Чтобы понять их суть и назначение, каждый из них стоит рассмотреть подробнее.

Подготовка металлического изделия к процедуре

ГОСТ указывает, что поверхность, которую необходимо подвергнуть горячему цинкованию, должна быть тщательно подготовлена. Такая подготовка состоит из нескольких процедур:

• механической обработки;
• обезжиривания;
• промывки;
• травления;
• промывки после травления;
• флюсования;
• просушки.

При помощи механической обработки с поверхности удаляются загрязнения, продукты окисления, следы ржавчины, а также шлаковые включения. ГОСТ также предписывает, что острые углы и кромки, имеющиеся на изделии, должны быть скруглены, что также решается на этапе механической обработки. Для выполнения механической обработки в производственных условиях используются пескоструйные установки.

Обезжиривание металлоизделий в растворе ортофосфорной кислоты

Обезжиривание, которое выполняется при температуре около 75°, необходимо выполнять перед горячим цинкованием для того, чтобы улучшить адгезию формируемого защитного слоя с цинкуемым изделием. Присутствие на обрабатываемой поверхности жировых и масляных пятен может привести к тому, что на таких участках цинковое покрытие будет иметь неравномерную толщину или даже отслаиваться.

Выполняют обезжиривание при помощи специальных химических реагентов, список которых приводит соответствующий ГОСТ. Их остатки впоследствии должны быть полностью удалены с поверхности изделия, для чего его подвергают промывке.

Промывочные емкости для длинномерных изделий

ГОСТ также указывает, что на трубах или других изделиях, подвергаемых горячему цинкованию, не должно быть окисленных участков, а также старого цинкового покрытия, если оно наносилось ранее. Для того чтобы выполнить эти требования, обрабатываемую поверхность подвергают травлению. С этой целью обычно используется раствор соляной кислоты. Выполняют такую процедуру при комнатной температуре (22–24°), а концентрацию раствора кислоты выбирают в зависимости от того, насколько сильно поверхность загрязнена окислами и следами коррозии.

Как правило, для выполнения травления используют растворы, в которых содержится 140–200 граммов кислоты на 1 литр. При выполнении травления раствор кислоты может сильно повредить обрабатываемую поверхность. Чтобы такого не происходило, а также чтобы минимизировать выделение водорода из травильного раствора, в него вводят специальные вещества, которые называются ингибиторами. Как и после обезжиривания, после травления изделие необходимо тщательно промыть, чтобы удалить остатки использованных химических веществ.

Подготовленные к оцинковке изделия

Флюсование перед горячим цинкованием, технология которого предусматривает тщательную подготовку обрабатываемой детали, позволяет решить сразу две важных задачи: предотвратить процесс окисления и улучшить адгезию наносимого покрытия с основным металлом. В процессе флюсования, выполняемого при температуре 60°, на обрабатываемую поверхность наносится тонкий слой флюса, содержащегося в специальном растворе. В качестве флюса, как правило, используются хлориды аммония и цинка. Их смешивают с водой в соотношении 500 граммов на литр, чтобы приготовить раствор для флюсования. При выполнении флюсования очень важно следить за такими параметрами используемого раствора, как содержание железа, плотность и кислотность. Если концентрация железа в растворе превышена, в него вводят перекись водорода, которая способствует образованию солей железа, выпадающих в осадок.

Любой цех горячего цинкования в обязательном порядке должен быть оснащен термическими печами, в которых обрабатываемое изделие просушивают после выполнения флюсования. Такая термическая обработка позволяет не только удалить остатки жидкости, которая ухудшает качество готового цинкового покрытия, но и нагреть деталь до температуры 100°, что дает возможность снизить затраты на осуществление основной технологической операции.

Как осуществляется технологический процесс

Сам процесс нанесения защитного цинкового слоя, для чего может использоваться линия горячего цинкования или более простое оборудование, заключается в погружении детали в емкость с расплавленным цинком. Температура, при которой цинковый расплав находится в таких емкостях, выбирается в зависимости от ряда факторов, к числу которых относятся и геометрические параметры обрабатываемого изделия. В среднем значение такой температуры находится в интервале 420–455°.

Если в качестве оборудования применяется не агрегат для непрерывного горячего цинкования (АНГЦ), а более простые технические устройства, необходимо обеспечить выполнение следующих условий на производственном участке.

• Обязательно наличие мощной вытяжки, которая удалит из воздуха пары, интенсивно образующиеся при цинковании.
• Оборудование для горячего цинкования должно обеспечивать строгое соблюдение скорости погружения изделия в расплав, а также времени его выдержки в нем.
• Обработанная деталь после извлечения из емкости с цинком должна качественно охлаждаться.

Ванна для цинкования может достигать в длину 14 и более метров

Горячее цинкование метизов выполняется в следующей последовательности:

• Погружение изделия в емкость с расплавленным цинком.
• Выдержка, время которой может составлять от 4 до 10 минут.
• Извлечение обрабатываемой детали из емкости с расплавом, от скорости выполнения которого во многом зависит толщина формируемого покрытия.
• Охлаждение, которое может выполняться принудительно или протекать естественным путем.

Данная технология, преимущества использования которой были отмечены выше, отличается и относительно невысокой сложностью. Для осуществления такой процедуры нет необходимости готовить сложные электролитические растворы, чем на производственных предприятиях занимается гальваник.

Однако не лишена такая технология и недостатков, наиболее значимый из которых заключается в том, что размеры деталей, на которые наносится защитное покрытие, ограничены размерами емкости, содержащей расплавленный цинк. На крупных производственных предприятиях задача обработки габаритных изделий решается за счет применения агрегатов непрерывного горячего цинкования (АНГЦ).

Вопросы, рассмотренные в материале:

• В чем заключается технология горячего цинкования металла
• Какова технология холодного цинкования металла
• Как проходит цинкование металла по гальванической технологии

Цинкование относится к анодным покрытиям металла, когда на обрабатываемую поверхность наносится материал, имеющий меньший электродный потенциал. Этот способ промышленной обработки металлических поверхностей является очень распространенным методом защиты металла от негативного воздействия окружающей среды. Технология цинкования металла зависит от параметров обрабатываемого изделия и предлагаемых условий эксплуатации. В нашей статье мы подробно разберем все разновидности и особенности этой технологии.