Lassen van verzinkte staalplaat: De technologische benadering

Booglassen van gegalvaniseerd staal

De zinklaag op gegalvaniseerd staal kan problemen opleveren tijdens het lassen. De belangrijkste problemen zijn onder andere:

• Verhoogde gevoeligheid voor lasscheuren en porositeit
• Verdamping en roetvorming van het zink
• Smelten en vernietigen van de zinklaag en oxideslak

Van deze kwesties, lasscheurenporeusheid en slak zijn de belangrijkste punten van zorg.

Lasbaarheid

(1) De scheur

Tijdens de lasprocesHet vloeibare zink kan zich verzamelen op het oppervlak van het smeltbad of aan de basis van de las. Het lagere smeltpunt van zink in vergelijking met ijzer zorgt ervoor dat het ijzer in het smeltbad eerst stolt, waardoor het vloeibare zink erin kan doordringen langs de korrelgrenzen van het staal, wat leidt tot een afname van de interkristallijne hechtsterkte.

Bovendien vermindert de vorming van brosse metaalverbindingen, zoals Fe3Zn10 en FeZn10, tussen zink en ijzer de plasticiteit van het lasmetaal nog verder. Dit maakt het gevoelig voor scheuren langs kristalgrenzen als gevolg van restlasspanning.

1) Factoren die de scheurgevoeligheid beïnvloeden

Dikte van de zinklaag: De dikte van de zinklaag op gegalvaniseerd staal beïnvloedt de scheurgevoeligheid. Een dunne zinklaag resulteert in minder scheurgevoeligheid, terwijl een dikkere coating op warm gegalvaniseerd staal leidt tot een verhoogde scheurgevoeligheid.

② Dikte van het werkstuk: De dikte van het werkstuk is ook van invloed op de scheurgevoeligheid, waarbij dikkere werkstukken een hogere lastrekspanning en een grotere scheurgevoeligheid hebben.

Groefafstand: Een grotere groefspeling verhoogt de scheurgevoeligheid.

Lasmethode: Verschillende lasmethoden kan ook van invloed zijn op de scheurgevoeligheid. Handmatig booglassen resulteert in minder scheurgevoeligheid, terwijl het gebruik van CO2-gas voor het lassen een hogere scheurgevoeligheid kan veroorzaken.

2) Methoden om scheuren te voorkomen

Voorbereiding voor het lassen: Voor het lassen is het nodig om een V-, Y- of X-vormige groef te maken op de lasplaats op de verzinkte plaat. De zinklaag kan in de buurt van de groef worden verwijderd met behulp van autogeen of zandstralen. Het is belangrijk dat de speling niet te groot is, met een algemene aanbeveling van 1,5 mm.

Selectie van Lasmaterialen: Om de kans op barsten te verkleinen, is het belangrijk lasmaterialen met een laag siliciumgehalte te kiezen. Voor gasbeschermd lassen moet een lasdraad met een laag siliciumgehalte worden gebruikt. Handmatig lassen kan worden uitgevoerd met een titanium type elektrode of een titanium calcium elektrode.

(2) Stomataal

De zinklaag in de buurt van de groef kan oxidatie (ZnO) en verdamping ondergaan door de hitte die vrijkomt tijdens het booglassen, wat leidt tot de uitstoot van witte rook en damp. Dit kan gemakkelijk leiden tot porositeit in de las. Hoe hoger de lasstroom, hoe ernstiger de zinkverdamping en hoe groter de kans op porositeit.

Lassen met titanium type en calcium titanium elektroden heeft de neiging minder poreus te zijn in het gemiddelde stroombereik. Aan de andere kant kunnen zowel lage als hoge stromen tijdens het lassen met cellulose type en laag waterstof laselektroden porositeit veroorzaken.

Het is belangrijk om de elektrodehoek binnen een bereik van 30-70° te houden om het risico op porositeit te verminderen.

(3) De verdamping en roet van zink

De zinklaag in de buurt van het smeltbad tijdens het lassen oxideert tot ZnO en verdampt door de hitte van de boog, waardoor een aanzienlijke hoeveelheid stof ontstaat. Het hoofdbestanddeel van dit stof is ZnO, dat schadelijke effecten kan hebben op de ademhalingswegen van werknemers.

Het is belangrijk om te zorgen voor goede ventilatie tijdens het lassen om het risico voor werknemers te beperken.

Bij dezelfde lasspecificaties genereert het lassen met een titaniumoxide elektrode minder stof in vergelijking met het gebruik van een waterstofarme laselektrode, die meestal een grotere hoeveelheid stof produceert.

(4) Oxideslak

Bij gebruik van een lage lasstroom kan het ZnO dat gevormd wordt tijdens het verhittingsproces ingesloten raken en ZnO-slak vormen. ZnO is stabiel en heeft een hoog smeltpunt van 1800°C. De aanwezigheid van grote blokken ZnO-slak kan de plasticiteit van de las aanzienlijk negatief beïnvloeden.

Bij gebruik van een titaniumoxide elektrode is de verdeling van ZnO echter klein en gelijkmatig, wat weinig invloed heeft op de plasticiteit en treksterkte van de las. Aan de andere kant, bij gebruik van een cellulose- of waterstofelektrode is het ZnO in de lasnaad groter en overvloediger, wat resulteert in slechte lasprestaties.

Lasproces van gegalvaniseerd staal

Gegalvaniseerd staal kan worden gelast met verschillende technieken, waaronder handmatig elektrisch booglassen, smeltelektrode gasbeschermd lassen, argon booglassenen weerstandslassen.

(1) Handmatig booglassen

1) Lasvoorbereiding

Om de hoeveelheid lasstof te verminderen en de vorming van lasscheuren en porositeit te voorkomen, is het noodzakelijk om voor het lassen de juiste helling voor te bereiden en de zinklaag in de buurt van de groef te verwijderen. Deze verwijdering kan worden uitgevoerd door middel van vlamstralen of zandstralen.

Het is belangrijk om de groefspeling binnen het bereik van 1,5 tot 2 mm te houden en voor dikkere werkstukken kan de speling worden vergroot tot 2,5 tot 3 mm.

2) Keuze van de elektrode

Het principe voor het selecteren van een lasstaaf is ervoor te zorgen dat de mechanische eigenschappen van het lasmetaal zo veel mogelijk overeenkomen met die van het moedermateriaal. Bovendien is het belangrijk om de hoeveelheid silicium in de laselektrode onder 0,2% te houden.

Gerelateerde lectuur: Hoe kies je de juiste lasstaaf?

Verbindingen die zijn gemaakt met ilmeniet-, titaniumoxide-, cellulose-, titaniumcalcium- en waterstofarme laselektroden kunnen voldoende sterkte hebben. Elektroden met een laag waterstofgehalte en cellulose-elektroden hebben echter de neiging om slak en porositeit in de lassen te veroorzaken, dus worden ze niet vaak gebruikt.

Voor zachtstalen gegalvaniseerde staalplaten worden bij voorkeur J421/J422 of J423 lasdraden gebruikt. Voor verzinkte staalplaten met een sterkte boven 500MPa moeten E5001 of E5003 lasdraden worden gebruikt. Voor gegalvaniseerde stalen platen met een sterkte van meer dan 600MPa zijn de aanbevolen lasstaven E6013, E5503 of E5513.

Bij het lassen wordt aanbevolen om een korte boog te gebruiken en zwaaien van de boog te vermijden om de uitbreiding van de smeltzone van de gegalvaniseerde laag te minimaliseren, de corrosiebestendigheid van het werkstuk te garanderen en de hoeveelheid roet die vrijkomt te verminderen.

(2) Smeltelektrode gasbeschermd lassen

Gasbeschermd lassen, zoals CO2 gasbeschermd lassen of een mengsel van Ar+CO2 of Ar+O2, wordt aanbevolen voor het lassen van gegalvaniseerd staal. Het type beschermgas dat wordt gebruikt kan een aanzienlijke invloed hebben op het Zn-gehalte in de lasnaad. Het gebruik van zuivere CO2 of CO2+O2 resulteert in een hoger Zn-gehalte in de lasnaad, terwijl het gebruik van Ar+CO2 of Ar+O2 leidt tot een lager Zn-gehalte. De lasstroom heeft een minimaal effect op het Zn-gehalte in de lasnaad, met een lichte afname naarmate de stroom toeneemt.

Gasbeschermd lassen produceert meer lasstof dan booglassen met de hand, dus het is belangrijk om speciale aandacht te besteden aan de afzuiging. De grootte en samenstelling van het roet worden voornamelijk beïnvloed door de stroomsterkte en het beschermgas, waarbij een grotere stroomsterkte of een grotere hoeveelheid CO2 of O2 in het gas leidt tot meer roet. Het ZnO-gehalte in het roet neemt ook toe, met een maximumgehalte van ongeveer 70%.

De smeltdiepte van gegalvaniseerd staal is groter dan die van niet-verzinkt staal bij dezelfde lasspecificaties. T-verbindingen, overlapverbindingen en neergaand lassen zijn gevoeliger voor poreusheid en de lassnelheid heeft een significante invloed, vooral bij verzinkt staal. gelegeerd staal. Bij meervoudig laslijnen zijn gevoeliger voor porositeit dan eerdere lijnen.

De samenstelling van het beschermende gas heeft weinig effect op de mechanische eigenschappen van de verbindingen en zuiver CO2 wordt vaak gebruikt voor het lassen. De lasparameters voor I-vormige stuikverbindingen, overlapverbindingen en T-verbindingen van gegalvaniseerde staalplaten met CO2-lassen staan in de tabellen 1-3.

Tabel 1 Specificatieparameters voor CO2-lassen van I-vormig gegalvaniseerd staalplaat stootvoeg

Tabel 2 Specificatieparameters voor CO2-lassen van de overlapverbinding van gegalvaniseerde staalplaat

Tabel 3 Specificatieparameters voor CO2-lassen van T-vormig gegalvaniseerd stalen plaat (hoekverbinding)