镀锌钢板焊接工艺研究.doc

镀锌钢板焊接工艺研究1．镀锌钢电弧焊锌层的存在给镀锌钢的焊接带来了一定困难，主要的问题有：焊接裂纹及气孔的敏感性增大、锌的蒸发及烟尘、氧化物夹渣及镀锌层熔化及破坏其中焊接裂纹、气孔和夹渣是最主要的问题1．1 焊接性（1）裂纹在焊接过程中，熔化的锌浮在熔池的表面或位于焊缝根部由于锌的熔点远远低于铁，熔池中的铁首先结晶，液态锌会沿着钢的晶界渗入其中，导致晶间结合变弱而且锌与铁之间易形成金属间脆性化合物 Fe3Zn10 和FeZn10，进一步降低了焊缝金属的塑性因此在焊接残余应力的作用下易沿晶界裂开，形成裂纹1) 影响裂纹敏感性的因素① 锌层的厚度 镀锌钢的锌层较薄，裂纹敏感性小，而热镀锌钢的锌层较厚，裂纹敏感性较大② 工件厚度 厚度越大，焊接拘束应力越大，裂纹敏感性越大③ 坡口间隙 间隙越大，裂纹敏感性越大④ 焊接方法 用手工电弧焊焊接时裂纹敏感性小，而用 CO2 气体保护焊焊接时裂纹敏感性大一些2) 防止裂纹的方法① 焊前在镀锌板焊接处开坡口 V、Y 形或 X 型坡口，用氧乙炔或喷砂等方法去除坡口附近的镀锌层，同时控制间隙不宜过大，一般 1.5mm 左右② 选用含 Si 量低的焊接材料。

气体保护焊时应采用含 Si 量低的焊丝，手工焊时采用钛型、钛钙型焊条2）气孔坡口附近的锌层在电弧热的作用下产生氧化（形成 ZnO）及蒸发，并挥发出白色烟尘和蒸气，因此极易在焊缝中引起气孔焊接电流越大，锌的蒸发越严重，气孔敏感性越大用钛型、钛钙型焊条焊接时，在中等电流范围内不易产生气孔而用纤维素型和低氢型焊条焊接时，小电流和大电流下均易产生气孔另外焊条角度应尽量控制在 30°～70°范围内3）锌的蒸发及烟尘用电弧焊焊接镀锌钢板时，熔池附近的锌层在电弧热的作用下氧化成ZnO 并蒸发，形成很大的烟尘这种烟尘中主要成分为 ZnO，对工人的呼吸器官具有很大的刺激作用，因此，焊接时必须采取良好的通风措施在同样焊接规范下，用氧化钛型焊条焊接时所产生的烟尘量较低，而低氢型焊条焊接时产生的烟尘量较大4）氧化物夹渣焊接电流较小时，加热过程中形成的 ZnO 不易逸出，易造成 ZnO 夹渣ZnO 比较稳定，其熔点为 1800℃大块状的 ZnO 夹渣对焊缝塑性具有非常不利的影响利用氧化钛型焊条时，ZnO 呈细小均匀分布，对塑性及抗拉强度影响都不大而用纤维素型或氢型焊条时，焊缝内的 ZnO 较大、较多，焊缝性能差。

1．2 镀锌钢的焊接工艺镀锌钢可采用手工电弧焊、熔化极气体保护焊、氩弧焊、电阻焊等方法进行焊接1）手工电弧焊1) 焊前准备为了降低焊接烟尘，防止焊接裂纹及气孔的产生，焊前除了开适当的坡口外，还应将坡口附近的锌层去除去除方法可采用火焰烘烤或喷砂坡口间隙应尽量控制在 1.5～2mm 内，工件厚度较大时，可放宽到 2.5～3mm2) 焊条的选择焊条的选择原则是焊缝金属的力学性能尽量与母材相近，而且焊条熔敷金属中含硅量应控制在 0.2％以下采用钛铁矿型焊条、氧化钛型焊条、纤维素型焊条、钛钙型焊条和低氢型焊条焊接时所得到的接头强度均可达到满意的指标，见表 1但用低氢型焊条和纤维素型焊条焊接的焊缝中易产生夹渣和气孔，因此一般不用对于低碳钢镀锌钢板，应优先选用 J421/J422 或 J423 焊条对于强度等级在 500MPa 以上的镀锌钢板，可选用 E5001、E5003 等型号的焊条对于强度在 600MPa 以上的镀锌钢板，应选用 E6013、E5503 及 E5513 等型号的焊条焊接时，尽量采用短弧，不要使电弧摆，以防止镀锌层熔化区域的扩大，保证工件的抗腐蚀性并降低烟尘量2）熔化极气体保护焊可采用 CO2 气体保护焊或者 Ar+CO2、Ar+O2 等混合气体保护焊进行焊接。

保护气体对焊缝中 Zn 的含量有明显的影响，采用纯 CO2 或 CO2+O2 时，焊缝中 Zn 的含量较高，而采用 Ar+CO2 或 Ar+O2 时，焊缝中 Zn 的含量较低电流对焊缝中 Zn 含量影响不大，随着焊接电流的增大，焊缝中的 Zn 含量稍有降低 采用气体保护焊焊接镀锌钢时，焊接烟尘要比手工电弧焊大得多，因此应特别注意排风影响烟尘量大小及成分的因素主要是电流和保护气体电流越大，或保护气体中 CO2 或 O2 含量越大，焊接烟尘越大，而且烟尘中 ZnO 含量也增大，最大时 ZnO 的含量可达到 70％左右在同样的焊接规范下，镀锌钢的熔深要比不镀锌的钢板大T 形接头、搭接接头及向下立焊的焊接气孔敏感性较大，焊接速度越大越易产生气孔；对于镀锌合金钢，焊接速度的影响尤其明显多道焊时，后续焊道的气孔敏感性大于前一道采用不同保护气体焊接的镀锌钢接头的力学性能见表 2可见，保护气体成分对接头力学性能并没有很大的影响，一般采用纯 CO2 进行焊接 表 3～表 5 分别给出了镀锌钢板 I 形对接接头、搭接接头及 T 形接头的短路过渡 CO2 焊的焊接工艺参数表 3 镀锌钢板 I 形对接接头 CO2 焊接规范参数。