鍍鋅鋼板焊接工藝研究

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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(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鐵，熔池中的鐵首先結(jié)晶，液態(tài)鋅會(huì)沿著鋼的晶界滲入其中,導(dǎo)致品間結(jié)合變?nèi)?。而且鋅與鐵之間易形成金屬間脆性化合物Fe3ZnlO和FeZnlO,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%1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。%1工件厚度厚度越大，焊接拘束應(yīng)力越人，裂紋敏感性越人。%1坡口間隙間隙越大，裂紋敏感性越大。%1焊接方法用手工電弧焊焊接時(shí)裂紋敏感性小，而用C02氣體保護(hù)焊焊接時(shí)裂紋敏感性大一些。2)防止裂紋的方法①焊前在鍍鋅板焊接處開坡口V、Y形或X型坡口，用氧乙煥或噴砂等方法去除坡口附近的鍍鋅層，同時(shí)控制間隙不宜過大，一般l?5mm左右。②選用含Si量低的焊接材料。氣體保護(hù)焊時(shí)應(yīng)采用含Si量低的焊絲，手工焊時(shí)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，鋅的蒸發(fā)越嚴(yán)

3、重，氣孔敏感性越大。用鈦型、鈦鈣型焊條焊接時(shí)，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(shí)，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(shí)，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(duì)工人的呼吸器官具有很大的刺激作用，因此，焊接時(shí)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吋所產(chǎn)生的煙塵量較低，而低氫型焊條焊接時(shí)產(chǎn)生的煙塵量較大。（4）氧化物夾渣焊接電流較小時(shí)，加熱過程中形成的ZnO不易逸出,易造成ZnO夾渣。ZnO比較穩(wěn)定，英熔點(diǎn)為1

4、800°Co大塊狀的ZnO夾渣對(duì)焊縫塑性具有非常不利的影響。利用氧化鈦型焊條時(shí)，ZnO呈細(xì)小均勻分布，對(duì)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(shí)，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、氮弧焊、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1.5?2mm內(nèi)，工件厚度較大時(shí)，可放寬到2.5~3mmo2）焊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

5、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(shí)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(duì)于低碳鋼鍍鋅鋼板，應(yīng)優(yōu)先選用J421/J422或J423焊條。對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)在500MPa以上的鍍鋅鋼板，可選用E5001、E5003等型號(hào)的焊條。對(duì)于強(qiáng)度在600MPa以上的鍍鋅鋼板，應(yīng)選用E6013、E5503及E5513等型號(hào)的焊條。焊接時(shí)，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。（2）熔化極氣體保護(hù)焊可采用CO2氣體

6、保護(hù)焊或者Ar+CO2、Ar+02等混合氣體保護(hù)焊進(jìn)行焊接。保護(hù)氣體對(duì)焊縫中Zn的含量有明顯的影響，采用純C02或CO2+O2時(shí)，焊縫中Zn的含量較高，而采用Ar+C02或Ar+02時(shí)，焊縫屮Zn的含量較低。電流對(duì)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(shí)，焊接煙塵耍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C02或02含量越人，焊接煙塵越大，而且煙塵中ZnO含量也增大，最大時(shí)ZnO的含量可達(dá)到70%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

7、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(duì)于鍍鋅合金鋼，焊接速度的影響尤其明顯。多道焊時(shí)，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(duì)接頭力學(xué)性能并沒冇很大的影響，一般采用純C02進(jìn)行焊接。表3?表5分別給出了鍍鋅鋼板I形對(duì)接接頭、搭接接頭及T形接頭的短路過渡C02焊的焊接工藝參數(shù)。表4鍍鋅鋼板搭接接頭C02焊接規(guī)范參數(shù)表5鍍鋅鋼板T形接頭