Грунт сварочный с цинком
Обновлено: 19.05.2024
В 1920-х годах арсенал сварщиков пополнился необычным средством – сварочным грунтом. Впервые его начали использовать для автомобилей Ford, а потом при производстве самолётов и других сложных устройств. Так как их эксплуатация проходит в самых разных природных условиях, такое необычное антикоррозийное средство помогает решить ряд важных проблем.
Что это такое?
Сварочный грунт не имеет никакого отношения к земляным работам, это токопроводящий состав, который используется для сварки. Для того чтобы технические устройства, например, автомобили, были устойчивы к коррозии металла, на все детали предпочтительно наносить антикоррозийные средства. Это касается даже мест, которые проходят сварку. Однако часто полученные стыки оказываются труднодоступны для последующей обработки, поэтому и был придуман сварочный грунт.
Состав средства может отличаться у разных производителей. Чаще всего для основы используют цинк или медь. Популярные аэрозоли U-POL, которые очень хвалят автолюбители, как раз содержат большое количество цинка.
Надо сказать, что вне зависимости от марки хороший сварочный грунт должен содержать от 80 до 95% металла в составе. В противном случае он вряд ли справится со своими антикоррозийными функциями. Используются именно эти металлы, потому что они более активны, чем сталь, и при взаимодействии с кислородом образуют оксидный слой. Такой гальванический слой и защищает металл от коррозийных процессов.
Для чего нужен?
Основная отличительная черта сварочного грунта – его устойчивость к нагреванию. Он позволяет сначала обработать детали, а уже потом их соединять между собой. При этом все свойства грунта нанесённого состава сохраняются после вмешательства высоких температур.
Как и у любого материала, у сварочного грунта есть свои минусы. По утверждению специалистов компании Honda, после нанесения цинкового грунта на высокоуглеродистую сталь качество и прочность сварочного соединения уменьшаются. В первую очередь на это влияет толщина слоя, а также тип металла, в группе риска оказываются MIG-сварки с электрозаклёпками. В любом случае рекомендуется не злоупотреблять этим средством и использовать его только там, где действительно проблематично защитить швы после сварки и прилегающие поверхности, которые при этом подвергаются нагреву.
Обычно это места между листов в нахлёстных соединениях, внутренние поверхности труб и других скрытых полостей.
Ещё одна актуальная область применения – это временная защита отремонтированных элементов при длительном ремонте. Очень часто бывает так, что одна часть «долгостроя» успевает испортиться до того, как будет доделано остальное, и покрашен весь автомобиль. То есть хозяину придётся возвращаться к началу и исправлять возникшие повреждения. Тонкий слой грунта позволяет не беспокоиться об этом и защищает металл до момента покраски.
Как наносить?
Наносится сварочный грунт непосредственно перед сваркой на поверхности, которые планируется соединить. Перед этим должна быть проведена обработка металла – он должен быть в итоге чистым и обезжиренным. Лучше всего сделать на металле риски, тогда будет лучше адгезия.
Сейчас составы сварочного грунта, как правило, выпускаются в виде аэрозолей. Распылять его стоит на расстоянии 25-30 см – тогда слой получится достаточно тонким. Это важно, так как в этом случае сварка будет хорошо проходить через грунт. Однако если вы распыляете его вокруг зоны сварки, а не на ней непосредственно, толщина уже не так важна.
Чем меньше расстояние от аэрозоля до поверхности, тем толще слой.
Иногда вместо аэрозолей используют обычные упаковки в виде тары для лакокрасочных материалов. В таком случае вам потребуется кисточка подходящего размера для деталей, требующих обработки. Наилучший вариант – наносить два тонких слоя. Обязательно при этом подождите, пока не высохнет первый слой, а уже потом наносите следующий. Время высыхания сварочного грунта – 10-20 минут. Сразу после того, как высох второй слой, можно начинать сварку.
О применении сварочного грунта при сборке автомобиля смотрите далее.
Ремонт кузова Ford Focus I DNW USA. Об использовании грунтов при сварочных работах
В комментариях ко второй части были заданы вопросы в отношении следующего текста:
>
В связи с тем, что часто встречаю на разных форумах, посвященных ремонту авто, и в БЖ здесь, решил расширенно ответить на вопрос применения грунтов, в том числе "сварочных", при восстановительном ремонте.
Начнем со "сварочных" грунтов.
Сварочный грунт — это средство антикорозийной обработки на основе цинка, меди и некоторых других металлов, обладающее токопроводящими свойствами и свойствами флюса (средство улучшаюшее качество сварки).
Однако, в обиходе за сварочные грунты принимают грунты, как правило, исполненные на основе однокомпонентных эпоксидных смол с содержанием металла в сухом остатке от 80%.
Примерами таких грунтов, на цинковой основе, могу служить:
Hi-Gear EPOXY “ZN•PRIMER™”
Liqui Moly Zink Spray
"Сварочными" такие грунты назвали в связи с их токопроводностью и возможностью использования при сварочных работ по кузову.
Большинство кузовных мастеров используют такие грунты во всех видах сварки, не вдаваясь в подробности.
Однако, основное назначение таких грунтов — для защиты металлических поверхностей, сварных швов и соединений от электрохимической коррозии. И они ни в коей мере не являются флюсами. Т.е. они используются после проведения сварочных работ!
С советского времени в нашей стране действует отраслевой стандарт ОСТ 92-1152-75 "Сварка и пайка. Подготовка поверхности деталей под сварку и пайку. Обработка сварочных единиц после сварки и пайки".
В разделе 1.6 указано, что при местной подготовке деталей, подлежащих сварке плавлением (прим. автора: MMA/MIG/MAG/TIG) торцы и участки поверхности кромок подлежат зачистке шириной не менее 20 мм от торца или края разделки с обоих сторон. При контактной точечной сварке зачищаются участи с обеих стороной на ширину от 10 мм. А при наличии на поверхности деталей ЛКП (лакокрасочного покрытия), клейм и иных загрязнений, зачистке подлежат участки шириной от 40 мм.
В разделе 1.11 указано, что защитные покрытия методом окрашивания, цинкования фосфатирования и т.п. производятся после проведения сварочных работ. Если нанесение защитных покрытий после сварочных работ невозможно, тогда защитные покрытия наносятся заранее с зачисткой кромок деталей и прилегающих к ним поверхностей на ширину не менее 20 мм.
Требования к удалению с поверхности свариваемых деталей защитных покрытий связано с их негативным воздействием на качество сварного шва.
В частности:
Фосфатный слой — обладает плохой токопроводностью, осложняет розжиг и горение дуги, порождает пористость шва.
ЛКП — не проводят ток, а в условиях сварки MMA/MIG/MAG/TIG, когда температура сварочной дуги достигает 7000С и выше, компоненты ЛКП активно кипят и выгорают, что порождает пористость шва, включение в сварной шов несгораемых остатков, отравление сварщика ядовитыми парами. Также возможно горение на большой прощади изделия (пожар) и температурный отпуск (ослабление) металла.
цинкование — в условиях сварки MMA/MIG/MAG/TIG, когда температура сварочной дуги достигает 7000С и выше, цинк и его оксид активно кипят и испаряются, что порождает пористость шва, и вызывает сильные отравления у сварщика, т.к. пары цинка сильнотоксичны.
Пример последствий (визуально наблюдаемых) можно увидеть здесь:
Обратите внимание на фрагмент с 0:35 секунды. Там прекрасно видно, что происходит с цинковым покрытием с обратной стороны детали — оно выгорает с образованием белого налёта оксида цинка.
Есть расхожее мнение, что этот белесый налет защищает по краям сварной шов или сварную точку.
К сожалению это не так по следующим причинам:
1. Оксид цинка — пассивный химический элемент, т.е. он может вступить в реакцию только с кислотами и некоторыми сильными щелочами. С молекулами воды и кислорода он не реагирует.
2. Налет не образует сплошной защитной плёнки на поверхности стали, а значит к ней имеет доступ вода и кослород.
3. Налёт оксида цинка имеет пористую структуру, т.е. способен накапливать и удерживать воду, т.к. по сути это цинковая ржавчина.
В случае сварки по цинковому грунту ситуация осложняется следующими моментами:
1. Слой грунта толще, следовательно больше цинка и негативного воздействия на шов.
2. Слой не такой плотный как оцинковка, что негативно влияет на рассеивание дуги.
3. Добавляются, хоть и в малой степени продукты горения эпоксидных смол.
Откуда же пошло мнение о том, что цинк- или медь-наполненные грунты следует использовать при сварке кузовных деталей?
Дело в том, что в официальных руководствах по кузовному ремонту от ряда автопроизводителей указано на необходимость нанесения антикоррозийных средств на сопрягаемые
поверхности перед сваркой.
Например:
Однако, мало кто обращает внимание на то, в этих рекомендациях указан только один метод сварки — точечная контактная сварка (выделено зеленым), а сварка в среде защитного газа (MIG/MAG/MIG/TIG) невозможна (выделено красным). А кроме того, речь идет о полной замене кузовных элементов на новые.
Подобные рекомендации есть у Ford Motor Company:
Однако и тут идет речь о контактной точечной сварке поскольку это приоритетный вариант ремонта. И буквально на следующей странице мы видим:
Таким образом "сварочные" грунты могут использоваться только при одном виде сварочных работ по кузову — при контактной точечной сварке.
Чем же отличается процесс контактной точечной сварки от сварки от сварка в среде защитного газа (MIG/MAG/MIG/TIG)?
Ответ на это вопрос хорошо виден на примере следующих видеороликов:
1. Процесс контактной точечной сварки
По сути, в процессе такой сварки нет открытой электрической дуги. Разогрев металла осуществляется за счёт его сопротивления току высокой силы (более 10000А). Сплавление двух деталей происходит за счёт диффузии (взаимопроникновения) их металла под давлением, создаваемом сварочными клещами.
В таких условиях цинковое покрытие не горит, а плавится и сплавляется с основным металлом, выступая как легирующий компонент.
2. Процесс электродуговой сварки.
Данный процесс характеризуется высокими температурами, переносом расплавленного металла со сварочного электрода в сварочную ванну, выгоранию любых покрытий на свариваемых поверхностях и вокруг шва/сварной точки.
Обучайщая информация для тех, кому это интересно:
23 октября 2017 Метки: ремонт , кузовной ремонт , сварка , сварочный грунт , цинкование , сварка оцинковки
Сварочный грунт. Особенности применения
Состав, напоминающий сварочный грунт впервые начали применять в 1920‑х годах на заводах компании Ford. В дальнейшем, такой состав использовали и при производстве самолётов.
Сварочный грунт наносится перед сваркой на «голый» металл сопрягаемых поверхностей, куда невозможно будет добраться и сделать антикоррозионную защиту после соединения и сваривания деталей. Его особенность в том, что он сохраняет свои защитные свойства даже после нагрева свариваемых деталей, вокруг зоны сварки.
В этой статье мы рассмотрим некоторые особенности его применения и рекомендации, которые дают производители автомобилей.
Из чего состоит и как действует сварочный грунт?
Сварочные грунты могут продаваться в аэрозольных баллончиках или в простой таре для нанесения кистью. При правильном нанесении разницы в создаваемой защите нет. Более популярны сварочные грунты в аэрозольных баллончиках.
У разных производителей эти грунты имеют разный состав. Большинство грунтов содержат цинк. Есть, также, сварочные грунты с содержанием меди (U‑ POL , которые очень хвалят). Хорошие грунты содержат высокий процент этих металлов (до 95%).
Эти металлы используются, так как они более активны, чем сталь и взаимодействует с кислородом, образуя оксиды этих металлов, которые защищают сталь от распространения коррозии. Получается гальваническая защита стали в месте грунтования.
Можно ли варить прямо по грунту?
Изначально сварочный грунт использовался при применении контактной сварки. Идея такова, чтобы обработать сопрягаемые места деталей этим грунтом после чего соединить их при помощи контактной сварки. В этом случае, грунт хорошо проводит сварочный ток и остаётся в месте соединения.
В дальнейшем этот грунт стали применять и при сварке полуавтоматом ( MIG / MAG ). Однако, при применении с полуавтоматом есть некоторые тонкости. Рассмотрим некоторые факты.
- Некоторые автопроизводители (к примеру, Honda) предупреждает, что при сварке полуавтоматом поверх цинкообогощённого грунта качество и прочность сварочного соединения снижается. Сейчас применяется высокоуглеродистая высокопрочная сталь. Honda стала изучать влияние грунта с цинком на такую сталь. Они обнаружили, что цинк влияет на сварочный процесс, в особенности когда нанесено много цинкосодержащего грунта в зону сварки. Компания Honda рекомендует при использовании сварки MIG / MAG , чтобы зона сварки оставалась чистой, без каких-либо грунтов, а уже после сварки защитить шов от коррозии надлежащим образом.
- Другим аргументом против использования сварочного грунта непосредственно в зоне сварки является то, что он испаряется, так как температура в зоне сварки достигает около 1400 градусов по Цельсию. В технических характеристиках сварочных грунтов указывается максимальная температура использования в 500 градусов по Цельсию. Испаряясь, грунт выделяет высокотоксичные вещества, что без вентиляции и специального респиратора может нанести вред здоровью.
- Профессиональные сварщики знают, что оцинкованное покрытие лучше удалить перед сваркой, так как оно может влиять на прочность сварного шва, а цинкосодержащие грунты, получается, вносят в зону сварки снова цинк, не считая дополнительных добавок грунта (к примеру, биндера), которые не лучшим образом влияют на качество сварки.
Многие мастера, применяющие сварочный грунт при сварке полуавтоматом, грунтуют весь «голый» металл в местах сопряжения панелей, а в зоне сварки счищают покрытие. Таким образом, сварочный грунт выполняет свою главную функцию. Он защищает места, к которым после сварки невозможно добраться для обработки антикоррозионными средствами, при этом выдерживает высокую температуру вокруг зоны сварки, не отслаиваясь и не испаряясь. Сварочный шов (или отдельные стежки или точки) можно обработать надлежащим образом после окончания сварки.
Нанесение грунта
Перед применением нужно, чтобы металл был чистым и обезжиренным. Для улучшения адгезии, на металле должны быть риски ( P120-P240 ). Вне зависимости от того, будете Вы варить прямо по грунту или будете его использовать только вокруг зоны сварки, слой грунта должен наноситься очень тонкий. Обычно наносится 2 тонких ровных слоя, с межслойной сушкой после нанесения первого слоя. Распылять нужно на расстоянии 25–30 см. При близком распылении слой может получиться слишком толстым. Через 10–20 минут после нанесения грунта, можно начинать сварку.
Эффективность сварочного грунта
Сварочные грунты разных производителей не один раз тестировались независимыми специалистами, чтобы определить их эффективность.
Тестирования на антикоррозионные свойства обычно осуществляются воздействием многократных распылений водно-солевого состава на защищённую поверхность. Такие воздействия проводятся в течение нескольких недель. Большинство сварочных грунтов показали свою эффективность.
Сварочные грунты 3М и U-Pol, мои впечатления от работы.
Всем привет!
Как показывает практика тема малярки, а также сопутствующих материалов и инструментов очень интересна читателям моего блога. Поэтому я решил поделиться очередной порцией собственных наблюдений, на этот раз касаемо сварочных (цинковых) грунтов.
Все нижеизложенное является моим частным мнением и не претендует на роль истины в крайней инстанции, имейте это ввиду прежде чем написать разоблачающий мои коммерческие интересы комментарий :)
Итак, что такое сварочный грунт и зачем оно вообще надо: по сути своей это мелкодисперсный порошок металлического цинка в некоем связующем. Фасовка — аэрозольные баллоны различной емкости.
Применяется субстанция прежде всего для протекторной защиты мест, куда невозможно или сильно затруднительно нанести классические ЛКМ — места между листов в нахлестных соединениях, внутренние поверхности в скрытых полостях. Кроме того, очень хорошо показал себя цинковый грунт как временная защита отремонтированных участков в долгостроях — побрызгал тоненько и голова не болит, что так тщательно вылизанная поверхность зацветет к тому моменту, как руки дойдут ее загрунтовать/покрасить.
Название "сварочный" эта группа грунтов получила за то, что обладает электропроводностью и, теоретически, не мешает сварке. Справедливости ради, электропроводность действительно великолепная, а вот с помехами сварке могут быть варианты.
Ну, с контактной сваркой все ясно — никаких проблем. Приложили, щелкнули, точка готова. В месте сварки цинк плавится, обволакивая место сварки.
А вот с наиболее популярной в ремонте MIG сваркой, в частности с электрозаклепками и швами по нахлестам возможны варианты, о них и поговорим.
Итак, сегодня сравниваем цинковые грунты 3М 50410:
Опыт работы с 3М довольно обширный — все упоминания о сварочном грунте в БЖ Ведерка связаны именно с продуктом 3М. И все в нем хорошо, кроме одного маленького нюанса — свойства покрытия очень сильно зависят от толщины слоя и времени сушки.
Пример из практики: нахлест, варим через отверстия в верхнем листе, диаметр отверстий 5мм, толщина листов 0.8мм. Грунтуем обе сопрягаемые поверхности изнутри, два тонких слоя, сушка между слоями 5мин, сушка после нанесения второго слоя 20мин при температуре 25 градусов. Короче, тупо следуем инструкции :)
Варим, и имеем на каждой второй-третьей точке характерные выбросы расплавленного металла из ванны — газообразование в шве. По-русски говоря — это выгорает недосушенная основа грунта и если, например, время сушки увеличить до нескольких часов, то вероятность возникновения проблем становится существенно меньше.
Ровно та же ситуация, но грунт Юпол — сушим 20 минут по инструкции, варим, не имеем вообще никаких проблем с газообразованием.
Какие из этого следует сделать выводы? Выводы очень простые — Юпол использует более летучую основу, которая гарантированно успевает испариться за рекомендованные 20 минут сушки. Основа 3М менее летучая, поэтому при неудачном стечении обстоятельств (скажем, рука дрогнула и слой получился чуть толще желаемого) время сушки может увеличиться.
Кроме того, после сварки Юпол выгорает вокруг точек ощутимо меньше 3М. Если 3М обугливается в радиусе пары миллиметров от точки, то Юпол — буквально миллиметр. Это безусловно плюс в копилку Юпола, а обусловлено такое поведение, вероятно, большей концентрацией металлического цинка в продукте.
Это было первое наблюдение. Второе: сам процесс нанесения и концентрация цинка в содержимом довольно сильно отличаются. На первый взгляд и 3М, и Юпол распыляют очень тонко и практически одинаково, распылительные головки стоят хорошие, это вам не краска в баллончике за 3 копейки. Однако, Юпол позволяет нанести покрытие более тонким слоем. Учитывая специфику последующих работ слой желательно иметь максимально тонкий. Так что пожалуй небольшой плюсик Юполу добавим :)
Теперь самое интересное, цена: на 3М примерно 800руб за баллон, на Юпол — около 1500руб за баллон. Разница, скажем так, вдвое, но отличается ли качество составов и удобство работы во столько же раз?
На мой взгляд — нет. Если приспособиться к распылителю 3М и знать о коварном свойстве основы сохнуть дольше, чем прописано в инструкции то проблем при работе не будет. Однако, Юпол позволяет работать тупо по написаному и не заморачиваться с толщиной слоя — это экономит время. Например, часто я был вынужден грунтовать и уходить домой, а варить уже на следующий день. С Юполом можно завершить работу за один день — может быть важно для профи, ну или в ситуациях когда есть куда спешить.
Вот какие то такие наблюдения, буду рад если они кому то покажутся полезными :)
До скорого!
Читайте также: