Zink besitzt einen sehr niedrigen Schmelzpunkt
Reine Zinkwerkstücke können nicht wirklich geschweißt werden, da der Schmelzpunkt von Zink bei 419 Grad Celsius liegt. Außerdem verdampft Zink ab einer Temperatur von 906 Grad. Damit kommen für Werkstücke aus reinem Zinn nur die folgenden Verfahren in Betracht:
- das Weichlöten (bei rund 250 Grad)
- das Kleben
- das Nieten (spezielle Nieten)
Das Kleben und Löten von reinen Zinkwerkstücken
Das Kleben von Zink wird immer wichtiger, da insbesondere die Automobilindustrie enorme Fortschritte erzielt und bereits bei anderen Metallen zeigt, dass das Kleben stabiler und von seinen allgemeinen Eigenschaften besser ist als das Schweißen.
Das gilt beispielsweise für das Kleben von Aluminium. Bei vielen Anwendungen und Konstruktionen, bei denen bislang Zink gelötet wurde, tritt das Kleben immer mehr in den Vordergrund, zum Beispiel bei Zinkdachrinnen.
Schweißverfahren für Zink
Zum Schweißen von Zink bzw. bei verzinkten Metallen wie verzinkten Stahl werden die folgenden Schweißverfahren angewandt:
- elektrisches Lichtbogenschweißen
- Schutzgasschweißen (MAG)
Beim Schutzgasschweißen wird entweder Sauerstoff oder ein Sauerstoff-Argon-Gemisch eingesetzt. Mit reinem Argon ist Zink bzw. eine verzinkte Oberfläche nur sehr schwer zu schweißen. Die Dampfbildung beim Verdampfen des Zinks kann über die Stromstärke beeinflusst werden, falls das Zink nicht vor dem Schweißen entfernt wird.
Das Schweißen von verzinkten Bauteilen
Jedoch ist das Schweißen bei vielen Metallbauteilen unverzichtbar. Auch bei verzinkten Metallen. Grundsätzlich müssen dabei die Eigenschaften des betreffenden Stahls berücksichtigt werden, also beim Schweißen von verzinktem Stahl die Schweißbarkeit der vorliegenden Legierung.
Schweißen bei bestehender Zinkschicht
Die Zinklegierung kann jedoch gerade bei Schweißnähten von tragenden Konstruktionen zu einer Beeinträchtigung führen. Dabei können nachfolgende Effekte auftreten:
- Porenbildung an der Schweißnaht
- Einschlüsse auch von Zinkstaubpartikeln
- ungleichmäßige Schweißnaht aufgrund der Zinkschicht
Zinkschicht vor dem Schweißen entfernen
Abhängig von den Anforderungen an die Konstruktion kann es daher sein, dass die Zinkschicht vorab entfernt werden muss. Dies kann durch unterschiedliche Verfahren erfolgen:
- beizen
- ätzen
- erhitzen
- schleifen
Das Verdampfen oder Abschleifen vom Zink
Das Erhitzen und Verdampfen wird am häufigsten angewandt, gefolgt vom Schleifen. Beim Schleifen besteht jedoch die Gefahr, dass sich der Stahlschleifstaub auf anderen Werkstücken und auf verzinkten Bereichen des Werkstücks festsetzt und diese so kontaminiert.
Nicht ohne Rauchabzug Zink verdampfen
Beim Verdampfen muss eine Absaugvorrichtung vorhanden sein, um den Schweißer vor den gefährlichen Dämpfen des verdampfenden Zinks zu schützen. Das Verdampfen der Zinkschicht wird oft zusammen mit dem eigentlichen Schweißen angewandt. Dann besteht noch das Risiko, dass die weißen Zinkdämpfe eine schwere Sicht auf die Schweißnaht zulassen.
Wann wird mit Zinkschicht geschweißt und wann wird sie entfernt?
Insbesondere bei dünneren Blechen bis maximal 6 mm Stärke wird so geschweißt, dass der Zink an der Oberfläche verdampft wird. Bei großen oder starken Stahlkörpern wird dagegen die Zinkschicht erst abgetragen und dann geschweißt.
Nach dem Schweißen
Nach dem Schweißen ist die Zinkschicht an der Schweißnaht in jedem Fall beschädigt, also unabhängig davon, ob nun geschliffen oder verdampft. Die DIN EN schreiben vor, dass die Zinkschicht nach den Schweißarbeiten wieder aufzutragen ist. Dabei muss die Schichtstärke 35 µm über der zuvor eingestellten Zinkschichtstärke liegen, also x + 35 µm.
Zinkbeschichtungen für nachträgliche Beschichtungen
Zum erneuten Beschichten kommen immer öfter Zinkpulver zum Einsatz, aber auch Zinkpaste und/oder Zinkspray sind geeignet. Mit dieser Auswahl an nachträglichen Verzinkungen können alle Anforderungen von ästhetisch bis funktional eingestellt werden.