鍍鋅鋼板(bǎn)焊接的工藝方法
時間:2016-11-01 來源(yuán):www.jichenshi.com
1.鍍鋅鋼電(diàn)弧焊
鋅層(céng)的存在給鍍鋅鋼的焊接帶來了一定(dìng)困難,主要的問題有:焊(hàn)接裂紋及氣孔的敏(mǐn)感性增大、鋅的蒸發(fā)及(jí)煙塵、氧化物夾渣及鍍鋅層熔化及破(pò)壞。其中焊(hàn)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麵或位(wèi)於焊縫根部。由於鋅的熔點遠遠(yuǎn)低於鐵,熔池中的鐵(tiě)首(shǒu)先結晶(jīng),液態鋅會沿著鋼的晶界滲(shèn)入其中,導致晶間結合變弱。而且鋅與鐵之間易(yì)形成金屬間脆性(xìng)化合物Fe3Zn10和(hé)FeZn10,進(jìn)一步降低了(le)焊縫金屬(shǔ)的塑性。因此(cǐ)在焊接殘餘應力的作用(yòng)下易沿晶界裂開,形成裂紋。
1)影響裂紋敏感性的(de)因(yīn)素(sù)
①鋅層的厚度鍍鋅鋼的鋅層較薄,裂紋(wén)敏感性小,而熱鍍鋅鋼的鋅(xīn)層較厚,裂紋敏(mǐn)感性較大。
②工件厚度(dù)厚度越大,焊接拘束應力越大,裂紋敏感性越大。
③坡口(kǒu)間隙間隙越大,裂紋敏感性越大。
④焊接方(fāng)法用手工電弧焊焊(hàn)接時裂紋敏感性小(xiǎo),而用(yòng)CO2氣體保護焊焊接時裂紋敏感性大一些。
2)防止裂紋的方法
①焊前在(zài)鍍鋅板焊接處開坡口V、Y形或X型坡(pō)口(kǒu),用氧乙炔或噴砂(shā)等方法去除坡(pō)口附近的鍍鋅層,同時控製間隙不宜過大(dà),一(yī)般1.5mm左右。
②選用含Si量低的焊接材料(liào)。氣體保護焊時應采(cǎi)用含Si量低的(de)焊絲,手工焊時采用鈦型、鈦(tài)鈣型焊條。
(2)氣孔
坡口附近的(de)鋅層在電弧熱的作用下產(chǎn)生氧(yǎng)化(形成ZnO)及蒸發,並揮發(fā)出白色煙塵(chén)和蒸氣,因此極易在焊縫中引起氣孔。焊接電流越大,鋅的蒸發越嚴重,氣(qì)孔敏感性越大。用鈦型、鈦鈣型焊條焊接時,在中等電流範圍內不易產生氣孔。而用(yòng)纖維素型和低氫型焊條焊接時,小電流和大電流下(xià)均易產生氣孔。另外焊條角度應盡量控製在30°~70°範圍內。
(3)鋅(xīn)的(de)蒸發(fā)及煙塵
用電弧焊焊(hàn)接(jiē)鍍鋅鋼板時,熔池附近的鋅層在電弧熱(rè)的作(zuò)用下氧化成ZnO並蒸發,形成很大的煙塵。這(zhè)種煙塵中主要成分為ZnO,對工人的呼吸器(qì)官具有很(hěn)大的刺激作用,因此,焊(hàn)接時必須采取良好的通風措施。在同樣焊接(jiē)規範下,用氧化鈦型焊條(tiáo)焊接時所產生的煙塵量較低,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。ZnO比較穩定(dìng),其熔點為1800℃。大塊(kuài)狀的ZnO夾渣對焊縫塑性(xìng)具有非常不利的影響。利用氧化(huà)鈦型焊條時,ZnO呈細小均勻分布,對塑性及抗拉強度影響都(dōu)不大。而用(yòng)纖維素型或氫型焊條(tiáo)時,焊縫內的ZnO較大、較多,焊縫性能(néng)差。
1.2鍍鋅鋼的焊接工藝
鍍鋅鋼可采用手(shǒu)工電弧(hú)焊、熔化極氣體保護焊、氬弧焊、電阻焊等方(fāng)法進行(háng)焊接。
(1)手工(gōng)電弧焊
1)焊前準備
為了降低焊接煙塵,防止(zhǐ)焊接裂紋及氣孔的產生,焊前除了(le)開適(shì)當的(de)坡口外,還應將坡口附近的鋅(xīn)層去除。去(qù)除方法可采用火焰烘烤或噴砂。坡口(kǒu)間隙應盡(jìn)量控製在(zài)1.5~2mm內,工件厚度(dù)較大時,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(shǔ)的力學性能盡量與母材相近(jìn),而且焊條(tiáo)熔敷金屬中含(hán)矽量應控製(zhì)在0.2%以(yǐ)下。
采用鈦鐵礦型焊條、氧化鈦型焊條、纖維素型焊(hàn)條、鈦鈣型焊(hàn)條(tiáo)和(hé)低氫型焊條焊接時所得到的接頭(tóu)強度均可達到滿意的(de)指(zhǐ)標,見表1。但用低氫型焊(hàn)條和纖維素型焊(hàn)條焊接的焊縫中易產生夾渣和氣孔,因此一般不用。
對於(yú)低碳(tàn)鋼(gāng)鍍鋅鋼板,應優先選用J421/J422或J423焊條。對於強度等級在500MPa以上的鍍(dù)鋅鋼板,可選用E5001、E5003等型號的焊條。對於強度在600MPa以上的鍍鋅(xīn)鋼板,應選用E6013、E5503及E5513等(děng)型號的焊條。
焊接時,盡量采用短(duǎn)弧,不要(yào)使電弧(hú)擺,以防(fáng)止鍍鋅層熔化區域的擴大,保證工件的抗腐蝕性並降低(dī)煙塵量。
(2)熔化極(jí)氣體保護焊
可采用CO2氣(qì)體保護焊或者(zhě)Ar+CO2、Ar+O2等混合氣體保護焊進行焊接(jiē)。保護氣體對焊縫(féng)中Zn的含量有明顯的(de)影響,采(cǎi)用純CO2或CO2+O2時,焊縫中Zn的含量較高,而采用Ar+CO2或Ar+O2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(hàn)接電流的增大,焊縫中的Zn含量稍(shāo)有降低。
采用氣體保護焊焊接鍍鋅鋼時,焊(hàn)接煙塵(chén)要比(bǐ)手工電弧焊大得多,因此應(yīng)特別注意排風。影響煙塵量大小及成分(fèn)的因素主要是電(diàn)流和保護氣(qì)體。電流越大,或保護氣體(tǐ)中CO2或O2含量越大,焊(hàn)接煙塵(chén)越大,而且煙塵中ZnO含量也增(zēng)大,最大時ZnO的含量可達到70%左右。
在同(tóng)樣的焊接規範下,鍍鋅鋼的熔(róng)深要(yào)比不鍍鋅的鋼板大。T形接頭、搭接(jiē)接頭及向下立焊的(de)焊接氣孔敏感性較大,焊接速(sù)度越大越易產生氣孔(kǒng);對於鍍鋅合金鋼,焊接速度的影響尤其明顯。多道焊時,後續焊道的氣孔敏感性大於前一道。
采用不同(tóng)保護氣體焊接的鍍鋅鋼接(jiē)頭(tóu)的力學(xué)性能(néng)見表2。可(kě)見,保護(hù)氣體成分對接頭力學性能並沒有很大的影響,一般采用(yòng)純CO2進行焊接。
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