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)?。而且鋅與鐵之間易形成金屬間脆性化合物Fe3Znio和FeZnio,進(jìn)一步降低了焊縫金屬的塑性。因此在焊接殘余應(yīng)力的作用下易沿晶界裂開，形成裂紋。1） 影響裂紋敏感性的因素 鋅層的厚度鍍鋅鋼的鋅層較薄，裂紋敏感性小，而熱鍍鋅鋼的

2、鋅層較厚，裂紋敏感性較大。 工件厚度厚度越大，焊接拘束應(yīng)力越大，裂紋敏感性越大。 坡口間隙間隙越大，裂紋敏感性越大。 焊接方法 用手工電弧焊焊接時裂紋敏感性小，而用CO2氣體保護(hù)焊焊接時裂紋敏感性大一些。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，因此極易在焊縫中引起氣孔。焊接電流越大，

3、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ZnO 不易逸出，易造成 ZnO 夾渣。 Z

4、nO 比較穩(wěn)定，其熔點為1800。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(qiáng)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。1 2 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?，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)焊條的選擇焊條的選擇原則是焊縫金屬的力學(xué)性能

5、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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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，以防止鍍鋅層熔化區(qū)域的擴(kuò)大，保證工件的抗 腐蝕性并降低煙塵量

6、。(2)熔化極氣體保護(hù)焊可采用CO2氣體保護(hù)焊或者 Ar+CO 2> Ar+O 2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 CO2或CO2+O2時，焊縫中Zn的含量較高，而采 用Ar+CO 2或Ar+O 2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CO2或。2含量越大，焊接煙塵越大，而且煙塵中ZnO含量也增大，最大時ZnO的含量可達(dá)到70%左 右

7、。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?，保護(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CO2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 CO2 焊的焊接工藝參數(shù)。表3鍍鋅鋼板I形對接接頭CO焊接規(guī)范參數(shù)板厚/mm間隙/mm焊接位置送絲速度-1/mm- s電弧電壓N焊接電流/A焊接速度-1/mm- s備注平焊59.2 1

8、7 2070 905.1 7.280.4焊絲 ER705-31.60向卜立焊82.517905.9直徑0.9mm橫焊50.8181008.5干伸長度6.4mm仰焊50.8 5518 19100110一平焊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 CO 2焊接規(guī)范參數(shù)板厚/mm焊接位置送絲速度/ee-1/mm s電弧電壓/V焊接電流/A焊接速度/ee-1/mm s備 注平焊50.8191105.16.8橫焊50.819201001105.56.81.6仰焊50.819201001104.25.1焊絲 ER705-3立焊50.8181005.56.8直彳仝0.9mm平焊67.2191353.84.2橫焊67.2191353.84.2干伸長度6.4mm3.2向卜立焊67.7191355.1仰焊59.2191353.43.8表5鍍鋅鋼板T形接頭（角接）CO2焊接規(guī)范參數(shù)送絲速度電弧電壓焊接電流焊接速度板厚/mm焊接位置備 注/ee-1/mm sN/A/ee-1/mm s平焊50.855181001