100多年来,镀锌一直被用于保护钢铁不生锈,从布鲁克林大桥的吊索用的钢丝绳到房屋的排水沟。镀锌就是在钢上涂一层锌。和油漆一样,镀锌通过在钢铁和环境之间形成一道屏障来保护钢铁不生锈,但镀锌比油漆更进一步——它还提供电化学保护。由于锌在电化学上比钢更有活性,它会氧化以保护附近的钢;因此,即使镀锌钢板的表面被刮到裸露的钢板上,镀锌层也能防止钢板生锈。因此,镀锌钢是一种优于任何其他类型的涂层钢,因为它保护钢铁,即使涂层在处理或使用中损坏。
镀锌钢管的成功焊接是如此的被广泛接受,以至于很少有最近发表的力学性能数据比较未涂层和镀锌焊缝性能。焊接行业在50年前就认识到,如果焊接质量相当,镀锌钢管上的焊接和未涂涂层的钢上的焊接具有相当的强度。最近的镀锌钢管焊接出版物涉及焊缝韧性、气孔控制、焊缝外观和修复腐蚀电阻等问题比焊接强度复杂得多。
当使用SMAW(“棒”)焊接时,镀锌钢管的焊接方法与未涂层钢相同。当使用MIG或焊剂芯焊时,可能需要稍微调整电压以控制飞溅,而且可能需要更频繁地清除喷枪上的飞溅物和氧化锌沉积,这与焊接未涂层钢时的情况不同。霍巴特制造了一种名为“Galvacore”的焊剂芯焊丝,一些用户在焊接镀锌钢管时已经取得了很好的成功。
当焊接镀锌钢管遇到困难时,在焊接未涂层钢时没有遇到困难,这通常是因为焊接工程师没有考虑到焊接过程中锌汽化所产生的气体体积。锌涂层越厚,产生的烟雾就越多,这些烟雾必须能够轻易地逃到大气中,而不是被迫通过液态焊接金属。
例如,焊接镀锌板形成t形接头是一种常见的麻烦情况。由于一块钢板的镀锌边缘是与另一块镀锌表面对接的,因此在对接表面形成的锌蒸汽由于锌被汽化而不能轻易逸出大气。相反,它们会吹入焊缝池,造成孔隙或不良的焊缝表面。这种情况在焊接传统的热浸产品时更加严重,因为边缘经常有过重的锌镀层。一种解决方案是使用金属丝垫片或固定装置将各部分隔开1/16英寸,这将留下一个间隙,锌蒸气容易逃脱。其他方法是在一个构件上使用一个轻微的(15˚)斜角(图1),通过剪切或机械切割连接表面的板,从连接表面去除锌,通过磨擦从一个或两个焊接表面去除大部分的锌(图2)。这些方法中的任何一种都会显著减少零件之间的锌含量,这将减少气体的析出量,提高焊接质量。