鍍鋅鋼板焊接工藝研究

1、鍍鋅鋼板焊接工藝研究1鍍鋅鋼電弧焊 鋅層的存在給鍍鋅鋼的焊接帶來了一定困難， 主要的問題有： 焊接裂紋及氣孔的敏感性 增大、 鋅的蒸發(fā)及煙塵、 氧化物夾渣及鍍鋅層熔化及破壞。其中焊接裂紋、 氣孔和夾渣是最 主要的問題。1 1 焊接性（1）裂紋 在焊接過程中，熔化的鋅浮在熔池的表面或位于焊縫根部。由于鋅的熔點遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鐵， 熔池中的鐵首先結(jié)晶， 液態(tài)鋅會沿著鋼的晶界滲入其中， 導(dǎo)致晶間結(jié)合變?nèi)酢?而且鋅與鐵之 間易形成金屬間脆性化合物FesZnio和FeZni。，進(jìn)一步降低了焊縫金屬的塑性。因此在焊接殘1） 影響裂紋敏感性的因素 鋅層的厚度 感性較大。 工件厚度 坡口間隙 焊接方法 感性大一些。余

2、應(yīng)力的作用下易沿晶界裂開，形成裂紋。鍍鋅鋼的鋅層較薄， 裂紋敏感性小， 而熱鍍鋅鋼的鋅層較厚， 裂紋敏厚度越大，焊接拘束應(yīng)力越大，裂紋敏感性越大。 間隙越大，裂紋敏感性越大。用手工電弧焊焊接時裂紋敏感性小，而用CO2 氣體保護(hù)焊焊接時裂紋敏2） 防止裂紋的方法 焊前在鍍鋅板焊接處開坡口V、Y形或X型坡口，用氧乙炔或噴砂等方法去除坡口附近的鍍鋅層，同時控制間隙不宜過大，一般1.5mm左右。 選用含 Si 量低的焊接材料。氣體保護(hù)焊時應(yīng)采用含 Si 量低的焊絲，手工焊時采用 鈦型、鈦鈣型焊條。（2）氣孔坡口附近的鋅層在電弧熱的作用下產(chǎn)生氧化（形成ZnO及蒸發(fā)，并揮發(fā)出白色煙塵和蒸氣，因此極易在焊縫

3、中引起氣孔。焊接電流越大，鋅的蒸發(fā)越嚴(yán)重，氣孔敏感性越大。用 鈦型、 鈦鈣型焊條焊接時， 在中等電流范圍內(nèi)不易產(chǎn)生氣孔。 而用纖維素型和低氫型焊條焊 接時，小電流和大電流下均易產(chǎn)生氣孔。另外焊條角度應(yīng)盡量控制在30°70。范圍內(nèi)。（3）鋅的蒸發(fā)及煙塵用電弧焊焊接鍍鋅鋼板時，熔池附近的鋅層在電弧熱的作用下氧化成ZnO并蒸發(fā)，形成很大的煙塵。這種煙塵中主要成分為ZnO,對工人的呼吸器官具有很大的刺激作用，因此，焊接時必須采取良好的通風(fēng)措施。 在同樣焊接規(guī)范下， 用氧化鈦型焊條焊接時所產(chǎn)生的煙塵 量較低，而低氫型焊條焊接時產(chǎn)生的煙塵量較大。（4）氧化物夾渣焊接電流較小時，加熱過程中形成的Z

4、nO不易逸出，易造成 ZnO夾渣。ZnO比較穩(wěn)定，其熔點為1800 C。大塊狀的ZnO夾渣對焊縫塑性具有非常不利的影響。利用氧化鈦型焊條 時，ZnO呈細(xì)小均勻分布，對塑性及抗拉強度影響都不大。而用纖維素型或氫型焊條時，焊 縫內(nèi)的ZnO較大、較多，焊縫性能差。12 鍍鋅鋼的焊接工藝 鍍鋅鋼可采用手工電弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊、氬弧焊、電阻焊等方法進(jìn)行焊接。（ 1）手工電弧焊1） 焊前準(zhǔn)備為了降低焊接煙塵， 防止焊接裂紋及氣孔的產(chǎn)生， 焊前除了開適當(dāng)?shù)钠驴谕猓?還應(yīng)將坡口附近的鋅層去除。去除方法可采用火焰烘烤或噴砂。坡口間隙應(yīng)盡量控制在 1.52mm內(nèi),工件厚度較大時，可放寬到 2.53mm。2)焊

5、條的選擇焊條的選擇原則是焊縫金屬的力學(xué)性能盡量與母材相近，而且焊條熔敷金屬中含硅量應(yīng)控制在0.2 %以下。采用鈦鐵礦型焊條、氧化鈦型焊條、纖維素型焊條、鈦鈣型焊條和低氫型焊條焊接時所 得到的接頭強度均可達(dá)到滿意的指標(biāo)，見表1。但用低氫型焊條和纖維素型焊條焊接的焊縫中易產(chǎn)生夾渣和氣孔，因此一般不用。對于低碳鋼鍍鋅鋼板，應(yīng)優(yōu)先選用 J421/J422或J423焊條。對于強度等級在 500MPa 以上的鍍鋅鋼板，可選用E5001、E5003等型號的焊條。對于強度在600MPa以上的鍍鋅鋼板， 應(yīng)選用E6013、E5503及E5513等型號的焊條。焊接時，盡量采用短弧， 不要使電弧擺，以防止鍍鋅層熔化

6、區(qū)域的擴大，保證工件的抗 腐蝕性并降低煙塵量。(2)熔化極氣體保護(hù)焊可采用CO氣體保護(hù)焊或者Ar+CQ、Ar+Q等混合氣體保護(hù)焊進(jìn)行焊接。保護(hù)氣體對焊縫 中Zn的含量有明顯的影響，采用純CO或CQ+Q時，焊縫中Zn的含量較高，而采用 Ar+CQ或Ar+Q時，焊縫中Zn的含量較低。電流對焊縫中Zn含量影響不大，隨著焊接電流的增大， 焊縫中的Zn含量稍有降低。采用氣體保護(hù)焊焊接鍍鋅鋼時，焊接煙塵要比手工電弧焊大得多，因此應(yīng)特別注意排風(fēng)。 影響煙塵量大小及成分的因素主要是電流和保護(hù)氣體。電流越大，或保護(hù)氣體中CQ或Q含量越大，焊接煙塵越大，而且煙塵中ZnQ含量也增大，最大時 ZnQ的含量可達(dá)到70%

7、左右。在同樣的焊接規(guī)范下，鍍鋅鋼的熔深要比不鍍鋅的鋼板大。T形接頭、搭接接頭及向下立焊的焊接氣孔敏感性較大， 焊接速度越大越易產(chǎn)生氣孔； 對于鍍鋅合金鋼，焊接速度的影 響尤其明顯。多道焊時，后續(xù)焊道的氣孔敏感性大于前一道。采用不同保護(hù)氣體焊接的鍍鋅鋼接頭的力學(xué)性能見表2?？梢姡Ｗo(hù)氣體成分對接頭力學(xué)性能并沒有很大的影響，一般采用純CQ進(jìn)行焊接。表3表5分別給出了鍍鋅鋼板I形對接接頭、搭接接頭及T形接頭的短路過渡 CQ2焊 的焊接工藝參數(shù)。表3 鍍鋅鋼板I形對接接頭CQ焊接規(guī)范參數(shù)板厚/mm間隙/mm焊接位置送絲速度/mm-s-1電弧電壓N焊接電流/A焊接速度/mm-s-1備注172070 90

8、5.1 7.2平焊59.2 焊絲 ER705-380.417905.9向下立1.60直徑0.9mm焊82.5181008.5干伸長度6.4mm橫焊50.818 19100110仰焊50.8 55平焊71.9201355.5立焊71.9201357.63.20.8 1.5橫焊71.9201356.8仰焊71.9201355.5表4 鍍鋅鋼板搭接接頭 CQ焊接規(guī)范參數(shù)板厚/mm焊接位置送絲速度/mm-s-1電弧電壓/V焊接電流/A焊接速度備注/mm-1s平焊50.8191105.16.8橫焊50.819 201001105.56.81.6仰焊50.819 201001104.25.1焊絲 ER705-3立焊50.8181005.56.8直徑0.9mm平焊67.2191353.84.2橫焊67.2191353.84.2干伸長度6.4mm3.2向下立焊67.7191355.1仰焊59.2191353.43.8表5 鍍鋅鋼板T形接頭（角接）CQ焊接規(guī)范參數(shù)板厚/mm焊接位置送絲速度/mm-s-1電弧電壓/V焊接電流/A焊接速度/mm-s -1備注平焊50.8 5518100110焊絲 ER705-3立焊55 65.619110120一1.6直徑0