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鍍鋅鋼管的焊接特點(diǎn)及焊接工藝

更新時(shí)間:2018-11-28 關(guān)注:3178


鍍鋅鋼廣泛運用于各行各業(yè),采用鍍鋅鋼的好處是利用在空氣中能夠形成致密氧化物保護層的金屬鋅來(lái)保護內部的鋼結構。在被焊接、劃傷的情況下,由于Zn-Fe原電池的存在,相對活潑的鍍鋅部分可以作為犧牲陽(yáng)極,延緩鋼鐵的銹蝕,耐腐蝕性良好。然而由于鍍鋅層的存在,在焊接中容易產(chǎn)生裂紋、氣孔、夾渣,較難得到良好的焊接質(zhì)量。 


鍍鋅鋼一般是在低碳鋼外鍍一層鋅,鍍鋅層一般在20um厚。鋅的熔點(diǎn)在419°C,沸點(diǎn)908°C 左右。在焊接中,鋅熔化成液體浮在熔池表面或在焊縫根部位臵。鋅在鐵中具有較大固溶度,鋅液體會(huì )沿晶界深入浸蝕焊縫金屬,低熔點(diǎn)鋅形成“液體金屬脆化”。同時(shí),鋅與鐵可形成金屬間脆性化合物,如Fe3Zn10、FeZn10等。這些脆性相使焊縫金屬塑性降低,在拉應力作用下而產(chǎn)生裂紋。如果焊接角焊縫,尤其是T形接頭的角焊縫容易產(chǎn)生穿透裂紋。鍍鋅鋼焊接時(shí),坡口表面及邊緣處的鋅層,在電弧熱作用下,產(chǎn)生氧化、熔化、蒸發(fā)以揮發(fā)出白色煙塵和蒸汽,極易引起焊縫氣孔。由于氧化而形成的ZnO,其熔點(diǎn)較高,約1800°C以上,若在焊接過(guò)程中參數偏小,將引起ZnO


夾渣,同時(shí)由于Zn成為脫氧劑產(chǎn)生FeO-MnO或FeO-MnO-SiO2低熔點(diǎn)氧化物夾渣。 如果選擇焊接規范不合適,操作手法不當,很容易使焊縫邊緣處的鍍鋅層熔化以擴大熔化區域,有可能破壞鍍鋅層,尤其是在拉長(cháng)電弧和大幅度擺動(dòng)操作情況下,增寬熔化區域,破壞鍍鋅層更為嚴重。 同時(shí),由于鋅的蒸發(fā),揮發(fā)出大量的白色煙塵,對人體有刺激、傷害作用,因此,選擇產(chǎn)生煙塵量較低的焊接方法、材料也是必須考慮的因素。 


鍍鋅鋼的焊接方法較多,一般在鍍鋅鋼結構中常用氣焊、手工電弧焊、CO2氣體保護焊、埋弧自動(dòng)焊、鎢極氬弧焊等方法。 

氣焊過(guò)去常用于鍍鋅管的焊接,由于氣焊熱輸入不集中,容易產(chǎn)生缺陷,焊縫機械性能差等缺點(diǎn),目前在安裝行業(yè)基本淘汰。氣焊對鍍鋅層破壞較大。 

 

CO2氣體保護焊對鍍鋅鋼的焊接性能良好,當采用合適的焊接規范和匹配的保護氣體、焊接材料時(shí),可獲得**的焊接接頭。該方法在工程實(shí)踐中較少采用。  


鎢極氬弧焊電弧能量集中,對鍍鋅層的破壞較少,并且較易形成良好的單面焊雙面成形接頭,是值得采用的一種焊接方法,但焊接速度、較慢、成本較貴。 


手工電弧焊是目前管道安裝中采用較為普遍的一種焊接方法。在正確選擇焊條情況下,如J421、J422、J423等氧化鈦型和鈦鈣型焊條施焊時(shí),由于這些焊條藥皮中含有大量的金紅石和鈦鐵礦,焊條的熔化率較大,相對增加了熔化速度。如果在不擺動(dòng)條件下,只是能破壞熔池前沿等鍍鋅層,一般不會(huì )擴大熔化區域,可減少鋅液體對焊縫金屬的滲透;在采用正確的操作方法和焊接材料的情況下,可得到接頭機械性能較好,并無(wú)缺陷的焊接質(zhì)量。由于手工電弧焊相對于鎢極氬弧焊價(jià)格便宜、速度快,在具備操作熟練的焊工情況下,采用手工電弧焊工藝。  


鍍鋅鋼的焊前準備與一般的低碳鋼是相同的,需要注意的是要認真處理好坡口尺寸和附近的鍍鋅層。為了焊透,坡口尺寸要適當,一般60~65°,要留有一定的間隙,一般為1.5~2.5mm;為了減少鋅對焊縫的滲透,在焊之前,可將坡口內的鍍鋅層清除以后再焊。在實(shí)際工作中,采用了集中打坡口,不留鈍邊工藝進(jìn)行集中控制,兩層焊接工藝,減少了未焊透的可能性。

  

焊條應根據鍍鋅管的基體材質(zhì)選用,一般低碳鋼由于考慮易操作性,選用J422較為普遍。  焊接手法:在焊多層焊的第 一層焊縫時(shí),盡量使鋅層熔化并使之汽化、蒸發(fā)而逸出焊縫,可大大減少液體鋅留在焊縫中。在焊角焊縫時(shí),同樣在第 一層盡量使鋅層熔化并使之汽化、蒸發(fā)而逸出焊縫,其方法是先將焊條端部向前移出約5~7mm左右,當使鋅層熔化后再回到原來(lái)位臵繼續向前施焊。焊接完畢后要及時(shí)清理焊縫,并刷涂富鋅底漆,做好防腐措施。 


焊接質(zhì)量保證措施 


從人、材、機、法、環(huán)五個(gè)方面進(jìn)行控制。 

① 人的因素是施焊的控制。因此,在施焊前,應選擇技術(shù)熟練、持有焊工證的焊工,進(jìn)行必要的技術(shù)培訓、交底。并不得隨意更換,保證施焊該管道焊工人員相對穩定。 

② 焊材的控制:保證采購的是正規渠道的焊材,有質(zhì)保書(shū)、合格證,符合工藝要求;焊條頭回收控制嚴格,以保證流向、用量;焊材要嚴格按工藝烘烤,并一次發(fā)放不超過(guò)半天用量。  

③ 焊機:焊機須保證性能可靠、符合工藝需要;焊機必須有檢定合格的電流、電壓表,以保證焊接工藝的正確實(shí)施。焊接電纜不能過(guò)長(cháng),較長(cháng)時(shí)要調整焊接參數。  

④ 焊接工藝方法:保證鍍鋅管特殊操作方法的嚴格實(shí)施,焊接工藝進(jìn)行焊前坡口檢查,施焊工藝參數、操作手法控制,焊后外觀(guān)質(zhì)量檢查,必要時(shí)增加焊后無(wú)損檢測??刂坪附訉哟?、每道口的焊材用量。  

⑤ 焊接環(huán)境控制:保證施焊時(shí)的溫度、濕度、風(fēng)速符合工藝要求。


結論 

    熱鍍鋅管焊接在施工中采取正確的焊接工藝,嚴格按照規范進(jìn)行檢查驗收,焊接完畢后及時(shí)做好焊縫的防腐處理(富鋅漆),在空調開(kāi)式、閉式系統施作過(guò)程中具有一定的可行性,可以提高施工速度,提高管道連接的牢固性。所以,在施工條件允許下,在做好相關(guān)防護、防腐措施的前提下,熱鍍鋅管是可以采取焊接連接的。



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