Spawanie stali ocynkowanej to klasyczny przykład sytuacji, w której dwa metale o skrajnie różnych właściwościach trzeba pogodzić w jednym złączu. Cynk odparowuje w temperaturze, w której stal dopiero zaczyna mięknąć, i z tej jednej różnicy wynikają wszystkie typowe problemy – od porowatości spoiny, przez niestabilny łuk, po toksyczne opary tlenku cynku. Jak pokonać te trudności i wykonać trwałe, dobrze zabezpieczone złącze?

Czy ocynk można spawać?

Tak – stal ocynkowana to zwykła stal pokryta warstwą cynku, więc można ją łączyć tymi samymi metodami co stal czarną. Uda się to jednak tylko pod pewnymi dodatkowymi warunkami: trzeba usunąć powłokę cynkową ze strefy spoiny a zapewnić skuteczną wentylację. Pominięcie któregokolwiek z tych kroków prowadzi do wadliwej spoiny i realnego zagrożenia dla zdrowia spawacza.

Dlaczego spawanie stali ocynkowanej jest trudniejsze?

Sednem problemu jest różnica temperatur między cynkiem a stalą. Cynk topi się już przy ok. 419°C, a odparowuje przy ok. 907°C, podczas gdy stal topi się dopiero w okolicach 1500°C. Oznacza to, że w łuku spawalniczym cynk gwałtownie wrze i odparowuje, zanim jeszcze materiał rodzimy zdąży się stopić.

Skutki tego zjawiska to przede wszystkim:

• Porowatość spoiny – pary cynku uwięzione w krzepnącym jeziorku spawalniczym tworzą pęcherze gazowe, które osłabiają złącze.
• Niestabilny łuk i odpryski – odparowujący cynk zaburza jarzenie się łuku i pogarsza estetykę lica spoiny.
• Toksyczne opary – odparowany cynk utlenia się w powietrzu do tlenku cynku (ZnO), tworząc charakterystyczny biało-zielonkawy dym.

Właśnie dlatego cynk usuwa się ze strefy spawania, zamiast „przepalać” go łukiem.

Opary cynku – zagrożenia BHP przy spawaniu ocynku

Wdychanie dymu tlenku cynku wywołuje gorączkę metaliczną (nazywaną też gorączką cynkową lub odlewniczą). To choroba układu oddechowego typowa dla spawaczy, dająca grypopodobny zespół objawów: dreszcze, gorączka, bóle mięśni i głowy oraz metaliczny posmak w ustach. Objawy pojawiają się zwykle kilka godzin po ekspozycji i ustępują samoistnie w ciągu 24–48 godzin, ale przy powtarzalnym narażeniu stają się dolegliwością nawracającą. 

Podstawowym środkiem ograniczającym stężenie szkodliwych dymów na stanowisku spawacza jest wentylacja mechaniczna. W praktyce oznacza to:

• pracę przy odciągu miejscowym (ssawka prowadzona za palnikiem) lub w dobrze wentylowanym pomieszczeniu;
• stosowanie półmaski z filtrem przeciwpyłowym, a w gorszych warunkach – aparatu z nawiewem;
• przy pracach dorywczych na zewnątrz – ustawienie się tak, aby dym był odprowadzany z dala od dróg oddechowych.

Jak spawać ocynk krok po kroku?

Sam proces nie różni się drastycznie od spawania stali czarnej, ale dochodzą do niego dwa dodatkowe etapy: příprava povrchu a odtworzenie ochrony antykorozyjnej.

Przygotowanie powierzchni – usunięcie cynku ze strefy spoiny

Powłokę cynkową należy zeszlifować na pas szerokości ok. 1–2 cm po obu stronach przyszłej spoiny, aż do odsłonięcia czystej, metalicznej stali. Najlepiej sprawdza się szlifierka kątowa z tarczą lamelkową lub szczotką drucianą. Po szlifowaniu warto odtłuścić i osuszyć powierzchnię. Im dokładniej usuniesz cynk, tym mniejsze ryzyko porowatości i tym stabilniejszy łuk.

Spawanie ocynku elektrodą (MMA)

Spawanie ocynku elektrodą otuloną to metoda chętnie wybierana w warsztacie i w terenie, bo nie wymaga osłony gazowej i dobrze toleruje warunki polowe. 

• Stosuj elektrody rutylowe lub zasadowe odpowiednie do gatunku stali.
• Prowadź krótki łuk i nieco wolniejszy posuw, aby dać parom cynku czas na ucieczkę z jeziorka.
• Przy grubszych elementach pomocne bywa lekkie ruchy wahadłowe, które „odgazowują” spoinę.
• Dokładnie usuwaj żużel między ściegami.

Spawanie blachy ocynkowanej metodą MIG/MAG

Spawanie blachy ocynkowanej metodą MIG/MAG jest najpopularniejsze przy cieńszych przekrojach, bo daje wysoką wydajność i ładne lico. Zalecenia w tym przypadku obejmują:

• drut lity (np. G3Si1) lub drut proszkowy, gaz osłonowy z udziałem CO₂ (mieszanki Ar/CO₂);
• technikę „ciągnięcia” palnika od spoiny (odsuwa to dym od jeziorka i poprawia wtopienie);
• nieco wyższe napięcie i kontrolowany posuw drutu (w celu ograniczenia rozprysków);
• przy cienkiej blasze spawanie przerywane (ściegi punktowe), aby nie przepalić materiału.

Jak odtworzyć powłokę cynkową po spawaniu?

Spoina pozbawiona cynku to najsłabszy punkt antykorozyjny całej konstrukcji – odsłonięta stal zaczyna rdzewieć dokładnie tam, gdzie usunięto i odparowano powłokę. Dlatego po spawaniu trzeba odtworzyć powłokę cynkową. Zgodnie z normą EN ISO 1461 stosuje się trzy metody naprawcze:

1. Farby i pasty cynkowe – nakładane pędzlem lub natryskiem, najwygodniejsze na budowie; powinny zawierać wysoki udział cynku (rzędu 80% i więcej w suchej powłoce).
2. Metalizacja natryskowa (natryskiwanie cieplne cynku wg ISO 2063) – trwała, ale ekonomiczna głównie w warunkach zakładowych,
3. Sztyfty cynkowe o niskiej temperaturze topnienia – do drobnych poprawek na powierzchniach poziomych.

Wytyczne branżowe (m.in. zrzeszonej w EGGA Galvanizers Association) wskazują, że odtworzona powłoka powinna mieć grubość co najmniej 100 µm, a łączna powierzchnia napraw nie powinna przekraczać 0,5% powierzchni elementu – przy większych ubytkach element kieruje się do ponownego ocynkowania.

Spawać przed cynkowaniem czy po – co się bardziej opłaca?

W większości konstrukcji stalowych najkorzystniej jest najpierw zespawać cały element, a dopiero potem ocynkować go w całości. Takie podejście ma przewagę nad spawaniem gotowych, ocynkowanych profili:

• spoiny zostają pokryte cynkiem razem z resztą konstrukcji, więc nie powstają nieosłonięte „słabe punkty”;
• powłoka jest jednolita i ciągła, także w zakamarkach i wewnątrz profili zamkniętych;
• odpada pracochłonne usuwanie cynku, odciąg dymów i ręczne odtwarzanie ochrony.

Dla konstrukcji nośnych i elementów eksploatowanych na zewnątrz standardem jest cynkowanie ogniowe gotowej konstrukcji, które zanurzeniowo pokrywa również wszystkie spoiny. Możesz to zrobić w Strumet – prowadzimy największą ocynkownię ogniową na Podbeskidziu. Powłoka nakładana zanurzeniowo pokrywa konstrukcję w całości, a jej trwałość wynosi średnio 30 lat.

FAQ – najczęstsze pytania o spawanie stali ocynkowanej

Czy ocynk można spawać? 

Tak. Ocynk to stal z powłoką cynkową, więc spawa się go standardowymi metodami, pod warunkiem usunięcia cynku ze strefy spoiny i zapewnienia wentylacji.

Czym spawać ocynk? 

Najczęściej elektrodą otuloną (MMA) lub metodą MIG/MAG. Wybór metody zależy od grubości materiału i warunków pracy – w terenie wygrywa MMA, na cienkich blachach MIG/MAG.

Jak spawać ocynk migomatem (MIG/MAG)? 

Zeszlifuj cynk, prowadź palnik techniką ciągnięcia (od spoiny) i kontroluj parametry, by ograniczyć rozpryski. Przy cienkiej blasze spawaj przerywanie, aby nie przepalić materiału.

Jak spawać ocynk elektrodą? 

Po usunięciu cynku spawaj krótkim łukiem i nieco wolniejszym posuwem, dając parom cynku czas na ucieczkę z jeziorka. Między ściegami dokładnie usuwaj żużel.

Jak zabezpieczyć spoinę po spawaniu blachy ocynkowanej? 

Odtwórz powłokę cynkową farbą lub pastą cynkową o wysokim udziale cynku albo natryskiem cieplnym, uzyskując grubość co najmniej 100 µm. Nieosłonięta spoina szybko zaczyna korodować.