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。
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)致晶間結(jié)合變?nèi)酢6? 且鋅與鐵之間易形成金屬間脆性化合物Fe3Zn10和FeZn10,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。
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,而熱鍍鋅鋼的鋅層較厚,裂紋敏感性較大。②工件厚度:厚度越大,焊接拘束應(yīng)力越大, 裂紋敏感性越大。③坡口間隙:間隙越大,裂紋敏感性越大。④焊接方法:用手工電弧焊焊接時(shí)裂紋敏感性小,而用CO2氣體保護(hù)焊焊接時(shí)裂紋敏感性大一些。
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,用氧乙炔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1.5mm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)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 氧化鈦型焊條焊接時(shí)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,其熔點(diǎn)為1800℃。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。