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1、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Fe3Znio和FeZnio,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 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
2、锌层较厚，裂纹敏感性较大。 工件厚度厚度越大，焊接拘束应力越大，裂纹敏感性越大。 坡口间隙间隙越大，裂纹敏感性越大。 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 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。 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，
3、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。 Z
4、nO 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 1.52mm内,工件厚度较大时，可放宽到2.53mm。2)焊条的选择焊条的选择原则是焊缝金属的力学性能
5、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
6、。(2)熔化极气体保护焊可采用CO2气体保护焊或者 Ar+CO 2> Ar+O 2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+CO 2或Ar+O 2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。2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
7、。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CO焊接规范参数板厚/mm间隙/mm焊接位置送丝速度-1/mm- s电弧电压N焊接电流/A焊接速度-1/mm- s备注平焊59.2 1
8、7 2070 905.1 7.280.4焊丝 ER705-31.60向卜立焊82.517905.9直径0.9mm横焊50.8181008.5干伸长度6.4mm仰焊50.8 5518 19100110一平焊71.9201355.5立焊71.9201357.63.20.8 /-1.5横焊71.9201356.8仰焊71.9201355.5表4镀锌钢板搭接接头 CO 2焊接规范参数板厚/mm焊接位置送丝速度/ee-1/mm s电弧电压/V焊接电流/A焊接速度/ee-1/mm s备 注平焊50.8191105.16.8横焊50.819201001105.56.81.6仰焊50.819201001104
9、.25.1焊丝 ER705-3立焊50.8181005.56.8直彳仝0.9mm平焊67.2191353.84.2横焊67.2191353.84.2干伸长度6.4mm3.2向卜立焊67.7191355.1仰焊59.2191353.43.8表5镀锌钢板T形接头（角接）CO2焊接规范参数送丝速度电弧电压焊接电流焊接速度板厚/mm焊接位置备 注/ee-1/mm sN/A/ee-1/mm s平焊50.85518100110一立焊5565.619110120一焊丝 ER705-31.6仰焊5519201105.9直彳仝0.9mm横焊59.2201205.1干伸长度6.4mm3.2平焊71.9201354.7立焊71.9201355.9横焊71.9201354.2仰焊71.9201355.1