ท่อเหล็กอาบสังกะสีมีข้อดี 2 ประการ คือ ทนทานต่อการกัดกร่อน อายุการใช้งานยาวนาน และราคาค่อนข้างถูก ทำให้มีการใช้งานเพิ่มมากขึ้น อย่างไรก็ตาม การละเลยบางประเด็นในระหว่างการเชื่อมอาจทำให้เกิดปัญหาที่ไม่จำเป็นได้ มีข้อควรพิจารณาหลักๆ อะไรบ้างเมื่อเชื่อมท่อเหล็กอาบสังกะสี?
การบดเป็นสิ่งสำคัญ
ต้องเจียรชั้นสังกะสีที่จุดเชื่อมออก เนื่องจากอาจทำให้เกิดฟองอากาศ รูพรุน และรอยเชื่อมปลอมได้ นอกจากนี้ ยังอาจทำให้รอยเชื่อมเปราะและแข็งน้อยลง
ลักษณะเด่นของการเชื่อมเหล็กอาบสังกะสี
เหล็กอาบสังกะสีโดยทั่วไปประกอบด้วยชั้นเคลือบสังกะสี (หนาประมาณ 20 ไมโครเมตร) ทับบนเหล็กคาร์บอนต่ำ สังกะสีมีจุดหลอมเหลวที่ 419 องศาและจุดเดือดที่ประมาณ 908 องศา ในระหว่างการเชื่อม สังกะสีจะละลายเป็นของเหลวและลอยอยู่บนพื้นผิวของแอ่งเชื่อมหรือรวมตัวกันที่รากของรอยเชื่อม สังกะสีมีความสามารถในการละลายของแข็งสูงในเหล็ก ทำให้สังกะสีเหลวแทรกซึมเข้าไปในโลหะเชื่อมตามแนวขอบเกรน ทำให้เกิด "ความเปราะบางของโลหะเหลว" เนื่องจากสังกะสีมีจุดหลอมเหลวต่ำ
นอกจากนี้ สังกะสีและเหล็กสามารถสร้างสารประกอบระหว่างโลหะที่เปราะบางได้ ซึ่งจะลดความสามารถในการขึ้นรูปของโลหะเชื่อมและอาจทำให้เกิดรอยแตกร้าวภายใต้แรงดึง รอยเชื่อมเชิงมุม โดยเฉพาะรอยเชื่อมในรอยต่อแบบ T มักเกิดรอยแตกร้าวจากการทะลุผ่าน ชั้นสังกะสีบนพื้นผิวร่องและขอบ ภายใต้ความร้อนของอาร์ก จะเกิดออกซิเดชัน หลอมละลาย ระเหย ปล่อยไอและไอสีขาวออกมา ซึ่งอาจทำให้เกิดรูพรุนในรอยเชื่อมได้
ZnO ที่เกิดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันจะมีจุดหลอมเหลวสูง (สูงกว่า 1,800 องศา) หากตั้งค่าพารามิเตอร์การเชื่อมไว้ต่ำเกินไป อาจเกิดการรวมตัวของ ZnO ได้ นอกจากนี้ สังกะสียังทำหน้าที่เป็นตัวดีออกซิไดเซอร์ ทำให้เกิดการรวมตัวของออกไซด์ที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ เช่น FeO-MnO หรือ FeO-MnO-SiO2 สุดท้าย การระเหยของสังกะสีจะก่อให้เกิดควันขาวจำนวนมาก ซึ่งอาจระคายเคืองและเป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์ ซึ่งเน้นย้ำถึงความสำคัญของการเจียรชั้นสังกะสีที่จุดเชื่อม
การควบคุมกระบวนการเชื่อม
การเตรียมการเชื่อมเหล็กอาบสังกะสีก่อนเชื่อมจะคล้ายกับการเตรียมการเชื่อมเหล็กคาร์บอนต่ำ โดยให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับการเตรียมขนาดร่องให้เหมาะสมและการกำจัดชั้นอาบสังกะสีที่อยู่ใกล้เคียง เพื่อให้เจาะทะลุได้อย่างสมบูรณ์ มุมร่องควรเหมาะสม โดยทั่วไปคือ 60-65 องศา โดยมีช่องว่าง 1.5-2.5 มม. เพื่อลดการซึมผ่านของสังกะสีเข้าไปในรอยเชื่อม ควรกำจัดชั้นอาบสังกะสีภายในร่องออกก่อนเชื่อม
เทคนิคการเชื่อม: เมื่อทำการเชื่อมชั้นแรกของการเชื่อมแบบหลายชั้น ควรพยายามหลอมสังกะสีและทำให้สังกะสีระเหยออกไปในภายหลัง เพื่อให้สังกะสีระเหยออกจากรอยเชื่อมได้ ซึ่งจะช่วยลดการกักเก็บสังกะสีเหลวได้อย่างมาก ในทำนองเดียวกัน เมื่อทำการเชื่อมแบบรอยต่อ ควรหลอมสังกะสีและทำให้สังกะสีระเหยออกไปในชั้นแรก โดยเลื่อนปลายอิเล็กโทรดไปข้างหน้าประมาณ 5-7 มม. ก่อน จากนั้นจึงกลับสู่ตำแหน่งเดิมเมื่อสังกะสีละลายแล้ว จากนั้นจึงทำการเชื่อมต่อไป สำหรับตำแหน่งการเชื่อมแนวนอนและแนวตั้ง การใช้อิเล็กโทรดสแล็กสั้น เช่น J427 จะช่วยลดแนวโน้มการตัดด้านล่าง การใช้การเคลื่อนไหวแบบทอระหว่างการเชื่อมยังช่วยให้มั่นใจได้ว่าคุณภาพการเชื่อมจะไร้ที่ติอีกด้วย
