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Défis de soudure galvanisés de tuyau d'acier, technologie galvanisée de soudure de tuyau d'acier

Technologie de soudage de tuyaux en acier galvanisé

Date:2025-04-23

L'acier galvanisé fait généralement référence à l'acier à faible teneur en carbone recouvert d'une fine couche de zinc-généralement d'environ 20 μm d'épaisseur. Alors que le point de fusion du zinc est d'environ 419 °C et son point d'ébullition est d'environ 908 °C, le soudage présente plusieurs défis en raison du comportement du revêtement de zinc à des températures élevées.


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Défis de soudage avec des tuyaux en acier galvanisé

Pendant le soudage, le revêtement de zinc près du joint fond et s'écoule dans le bain de soudure ou le long de la racine de soudure. Le zinc a une grande solubilité dans le fer et a tendance à s'infiltrer dans le métal de soudure le long des joints de grains. Cela peut conduire à une fragilisation du métal liquide, car le zinc fondu abaisse la ductilité de l'acier et peut induire une fissuration sous contrainte de traction.

De plus, le zinc réagit avec le fer pour former des composés intermétalliques fragiles, qui affaiblissent davantage la zone de soudure. Les soudures de congé-particulièrement les soudures de congé de T-joint-sont particulièrement susceptibles de la propagation de fente due à cette fragilité.

De plus, lors du soudage:

Le zinc sur les bords de la rainure est oxydé, fondu et évaporé sous la chaleur de l'arc, générant de la fumée blanche et de la vapeur.

L'oxydation du zinc produit de l'oxyde de zinc (ZnO), qui a un point de fusion très élevé (supérieur à 1800 °C). Si les paramètres de soudage ne sont pas correctement contrôlés, ZnO peut rester sous forme de scories, conduisant à des inclusions dans la soudure.

Le zinc agit comme un puissant désoxydant, qui interagit avec le fer pour former des systèmes de scories d'oxyde à bas point de fusion tels que FeO-MnO et FeO-MnO-SiO₂.

L'évaporation du zinc produit des fumées blanches denses, nocives pour la santé humaine et nécessitant une ventilation et des mesures de protection appropriées.

En raison de ces problèmes, le retrait de la couche de zinc de la zone de soudure avant le soudage est fortement recommandé pour assurer la qualité et la sécurité de la soudure.

Contrôle du processus de soudage et recommandations

1. Préparation de pré-soudure

Bien que la préparation pour le soudage de l'acier galvanisé soit similaire à celle de l'acier à faible teneur en carbone, un soin particulier doit être pris avec:

Dimensions de la rainure: Un angle de rainure approprié (généralement de 60 ° à 65 °) et un écart de racine de 1,5 à 2,5mm aident à assurer une pénétration complète.

Élimination du zinc: Le revêtement de zinc près de la rainure doit être soigneusement nettoyé (par exemple, poli ou rectifié) avant le soudage pour réduire le risque d'infiltration et de porosité du zinc.

En pratique, de nombreux projets adoptent des stratégies de rainurage centralisées et de contrôle des bords émoussés pour faciliter le soudage double face et améliorer la cohérence de la pénétration.

2. Sélection de l'électrode

Choisissez des électrodes basées sur le matériau de base. Pour l'acier général à faible teneur en carbone, J422 est couramment utilisé en raison de son arc stable et de sa facilité d'utilisation.

3. Conseils de technique de soudage

Dans les soudures multi-passes, la première couche est critique. Concentrez-vous sur la vaporisation et l'élimination du zinc dans cette couche pour éviter le piégeage du zinc dans le métal de soudure.

Pour les soudures de congé, utilisez une technique qui permet à l'arc de préchauffer et de vaporiser le zinc avant de poser le cordon:

Commencez par l'arc légèrement en avant (5-7mm) du cordon de soudure, laissez la couche de zinc fondre et brûler, puis revenez au point de départ pour commencer le soudage.

Pendant la soudure horizontale ou verticale, employez les électrodes de bas-laitier comme J427 pour réduire au minimum la sous-coupe.

Pour une meilleure qualité de soudure, l'arc court et les techniques de tissage peuvent aider à contrôler l'apport de chaleur et la formation de scories.

Résumé

Le soudage des tuyaux en acier galvanisé nécessite une manipulation minutieuse du revêtement de zinc pour éviter les défauts tels que la porosité, l'inclusion de scories et la fissuration. En optimisant la conception des rainures, en nettoyant soigneusement la zone de soudure, en sélectionnant des électrodes appropriées et en appliquant des techniques de soudage efficaces, des soudures de haute qualité peuvent être réalisées tout en minimisant les risques pour la santé et la sécurité liés aux vapeurs de zinc. Un contrôle de processus adéquat est essentiel pour assurer à la fois l'intégrité structurelle et la sécurité des travailleurs dans les applications de soudage de tuyaux galvanisés.