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時(shí)間：2019-12-23 點(diǎn)擊次數(shù)：7290

熱鍍鋅鋼格板焊接安裝分析研究--

熱鍍鋅鋼格板作為一種新型材料，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。熱鍍鋅成為鋼格板重要的防腐方法，不僅因?yàn)殇\可在鋼鐵表面形成致密的保護(hù)層，還因?yàn)殇\具有陰極保護(hù)效果。當(dāng)鍍鋅層破損，它仍能通過(guò)陰極保護(hù)作用來(lái)防止鐵質(zhì)母材腐蝕，這種保護(hù)效果可延伸到1～2mm無(wú)保護(hù)層的區(qū)域，因此鍍鋅可以有效地保護(hù)到板材的切口和冷加工造成的微裂紋以及近焊縫的鋅燒損區(qū)，防止從這里開(kāi)始生銹。
熱鍍鋅鋼格板運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)由于安裝的需要，有時(shí)需要二次焊接，由于鋅層的存在給鍍鋅鋼格板的焊接帶來(lái)了一定困難，鋅的熔點(diǎn)約為420℃，揮發(fā)溫度為908℃，這不利于焊接，當(dāng)電弧剛一引燃就揮發(fā)了。鋅的揮發(fā)和氧化會(huì)導(dǎo)致氣孔、未熔合及裂紋，甚至影響電弧穩(wěn)定性，其中焊接裂紋、氣孔和夾渣是較主要的問(wèn)題。

原因分析及措施
（1）裂紋在焊接過(guò)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)?。而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(kāi)，形成裂紋。
1) 影響裂紋敏感性的因素
① 鋅層的厚度鍍鋅鋼格板的鋅層較薄，裂紋敏感性小，而熱鍍鋅鋼格板的鋅層較厚，裂紋敏感性較大。
② 鋼格板工件厚度厚度越大，焊接拘束應(yīng)力越大，裂紋敏感性越大。
③ 焊縫間隙間隙越大，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。
2) 防止裂紋的方法 ① 在鍍鋅鋼格板焊接時(shí)，先用氧乙炔或噴砂等方法去除鋼格板附近的鍍鋅層，同時(shí)控制間隙不宜過(guò)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
鍍鋅鋼格板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鋼格板時(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(guò)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。

鍍鋅鋼格板的焊接工藝
鍍鋅鋼格板可采用手工電弧焊、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2.5～3mm。
2) 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(mǎn)意的指標(biāo)。對(duì)于低碳鋼鍍鋅鋼鋼格板，應(yīng)優(yōu)先選用J421/J422或J423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

采用CO2氣體保護(hù)焊或者Ar+CO2、Ar+O2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CO2或CO2+O2時(shí)，焊縫中Zn的含量較高，而采用Ar+CO2或Ar+O2時(shí)，焊縫中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)焊焊接鍍鋅鋼格板時(shí)，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O2含量越大，焊接煙塵越大，而且煙塵中ZnO含量也增大，較大時(shí)ZnO的含量可達(dá)到70％左右。在同樣的焊接規(guī)范下，鍍鋅鋼格板的熔深要比不鍍鋅的鋼格板大。