镀锌件焊接.docx

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镀锌件焊接

随着近年来带镀层的板材（如镀锌板）在工业中应用增多，镀锌板和铝、镁一同作为最具前景的材料而越来越被人们所重视。

可是镀锌板材如何有效的焊接一直困扰着工程技术人员，因为锌的熔点约为420℃,挥发温度908℃,普通熔焊的高温电弧（约3000～4000℃）必然促使大量的锌蒸发,从而导致各种焊接缺陷,并破坏了锌层的抗腐蚀功能。

现在，这些问题已成为过去，这得感谢德国cloos公司研制的创新技术——MIG电弧钎焊,并开发了具有MIG电弧钎焊焊接专家系统的专用焊机。

MIG电弧钎焊从某种意义上说也属于熔化极气体保护焊（MAG）。

它采用低熔点的铜基焊丝代替碳钢焊丝，焊接时热输入量低，母材不会熔化，同时锌的蒸发降致最低，提高了焊缝的抗腐蚀性能（铜基焊缝也耐腐蚀）。

从而确保了镀锌板更好更有效的焊接。

MIG电弧钎焊在工业实际应用中已取得巨大的成功，许多汽车制造业都越来越多的应用铜基焊丝生产重要部件。

近来，MIG钎焊还用来焊接非镀层板（如合金钢、非合金钢、不锈钢、铜），同样获得良好的效果。

大量镀锌薄板材用于汽车制造、冷藏箱、建筑业、通风和供热设施以及家具制造等领域。

镀锌成为重要的钢铁防腐方法，不仅仅是因为锌可在钢铁表面形成致密的保护层，还因为锌具有阴极保护效果，当镀锌层破损，它仍能通过阴极保护作用来防止铁质母材腐蚀，这种保护效果可延伸到1～2mm无保护层的区域，因此镀锌可以有效地保护到板材的切口和冷加工造成的微裂纹以及近焊缝的锌烧损区，防止从这里开始生锈。

锌的熔点约为420℃，挥发温度为908℃,这不利于焊接，当电弧刚一引燃就挥发了。

锌的挥发和氧化会导致气孔、未熔合及裂纹甚至影响电弧稳定性，因此焊接镀锌板材最好的方法是减少热输入量。

一种可行的方法是用钎焊材料来焊接镀锌板，最常用的这类焊丝是铜硅合金（如CuSi3）和铜铝合金。

由于这些焊丝中铜的含量高，熔点相对降低（大约1000℃～1080℃，由合金成份决定），这时母材还未熔化，这样的接头实际上是钎焊接头。

通常推荐使用的保护气是氩气，然而实验证明CuSi3也可用含少量氧气或二氧化碳的混合气体作保护气，这样电弧的稳定性更好。

MIG电弧钎焊优点：

1）焊缝无腐蚀 

2）飞溅很少 

3）镀锌层烧损少 

4）热输入量低 

5）焊缝易机械加工 

6）近缝区可受到阴极保 

7）提高安全性 

传统的MAG焊（即CO2气保焊）焊镀锌板产生大量的锌蒸汽，损害操人员的身体健康。

用MIG电弧钎焊焊接，热输入量低，焊接烟尘和飞溅大大降低，可有效改善工作环境。

下列铜合金可作为MIG电弧钎焊镀锌板材的焊丝：

●A202M：

SG-CuSi3 

（材料号2.1461） 

●A207M:

SG-CuSi2Mn 

（材料号2.522）非标准 

●A2115/8M:

SG-CuAL8 

（材料号2.0921） 

实际工作中,CuSi3焊丝应用最广泛。

它的优点是焊缝硬度低，焊后机加工容易。

焊丝的流动性能很大程度上取决于硅的含量，硅含量越高，熔池流动性更好，这可以满足小间隙的接头。

CuAl8焊丝主要用来焊接包铝板钢材。

此外很多其它铜合金也可作钎焊焊丝：

●A216M:

SG-CuAl8Ni2 

●A200SM:

SG-CuSn 

●A203/6M:

SG-CuSn6 

MIG钎焊应用范围:

MIG电弧钎焊可用来焊接低合金钢、非合金钢以及不锈钢，主要用途还是焊接表面有镀层的钢板。

它使用的焊丝的低熔点及焊接时的低热量输入等特性，减少了工件近缝区及焊缝背面锌的挥发。

MIG钎焊同MAG焊一样，可以焊各种类型接头及全位置焊接，即使在立向下、立向上和仰焊的情况下，也能获得令人满意的效果，焊接速度同样可以达到MAG焊的水平（100cm/min）。

当今，MIG电弧钎焊在汽车及支承结构中已有大量的实践应用。

甚至高强钢（例如自行车支架）也使用了MIG钎焊的焊接方法。

主要是因为用短路过渡的MAG焊焊出的是凸焊缝，这降低了焊缝的抗拉强度；另一方面，用传统的钎焊将使管子产生明显的变形。

而MIG电弧钎焊克服了以上两种方法的缺点，焊接时工件输入量低，焊缝又是平的。

总结：

1.MIG电弧钎焊对焊接电源有非常严格的要求。

2.德国CLOOS公司为广大用户提供了高性能的焊接设备（如MC3,MC4和QUINTO系列全数字化脉冲焊机）并广泛应用于镀锌薄板的MIG钎焊生产实践。

浅谈镀锌钢的焊接操作

沈贵强

（大同煤炭技师学院，山西大同037003）

【摘要】本文通过对镀锌钢的焊接特点的介绍和焊接性的分析，选择合适的焊接方法来进行焊接。

从焊接材料的选择、焊接设备的选择、焊接工艺参数的选择、焊接操作技法等方面进行论述，来提高焊接质量，减少镀锌钢易出现的焊接缺陷，满足对焊接接头质量的要求。

【关键词】镀锌钢；焊接特点；分析；焊接工艺；操作方法

0前言观。

焊接设备的选择

采用全数字逆变熔化极气体保护焊机，可以对焊接过程进行更精确、更直观、更多样化的设置。

包括精细的焊接波形控制参数、焊接过程参数及引弧收弧过程参数数据。

对熔池来讲，燃弧期熔池加热，短路期熔池冷却，对熔池加热过程呈脉动状态，热输入小，非常有利于镀锌薄板铜基钎料的钎焊焊接，实现精确一元化功能。

操作方法易掌握，且能确保多个焊接工件批量焊接，工艺规范参数的一致性，非常有利于MIG电弧钎焊的焊接。

配装小型CO2/MAG焊枪，灵活轻便，容易操作。

3.3焊接工艺参数选择

保护气体一般选用纯氩。

焊丝为硅青铜时，也可选用98％Ar+2％O2的混合气体，电弧稳定性更好。

气体流量15L/min。

在一元化调节下，焊接电流100～120A，电弧电压14～16V，焊接速度45～60cm/min。

3.4焊接操作方法

焊枪行走采用左向焊法，不摆动，直线行走；焊丝伸出长度10～15mm，焊缝熔深浅，外观成形好。

3.5适用范围

MIG电弧钎焊可用于板厚0.4～2mm的镀层及非镀层薄板对接接头、搭接接头及点焊焊缝。

随着现代化工业的发展，应用抗腐蚀镀层材料的领域越来越广。

在众多的钢铁防腐方法中，镀锌是一种非常有效且便宜的方法。

镀锌成为重要的钢铁防腐方法，不仅是因为锌可在钢材表面形成致密的保护层，还因为锌具有阴极保护效果。

但由于锌的熔点低（熔点420℃，沸点908℃），利用火焰钎焊时，镀层蒸发使耐腐蚀层被破坏，电弧不稳定，氧化变形严重，焊缝易产生密集气孔并伴随有未熔合、微裂纹等焊接缺陷，接头质量不能满足要求。

3.2

1镀锌钢的焊接特点

镀锌钢一般是在低碳钢外镀一层锌，镀锌层一般在20um厚。

锌的熔点在420℃，沸点908℃左右。

在焊接中，锌熔化成液体浮在熔池表面或在焊缝根部位置。

锌在铁中具有较大固溶度，锌液体会沿晶界深入浸蚀焊缝金属，低熔点锌形成“液体金属脆化”。

同时，锌与铁可形成金属间脆性化合物，这些脆性相使焊缝金属塑性降低，在拉应力作用下而产生裂纹。

如果焊接角焊缝，尤其是T形接头的角焊缝最容易产生穿透裂纹。

镀锌钢焊接时，坡口表面及边缘处的锌层，在电弧热作用下，产生氧化、熔化、蒸发以至挥发出白色烟尘和蒸汽，极易引起焊缝气孔。

由于氧化而形成的ZnO，其熔点较高，约1800℃以上，若在焊接过程中参数偏小，将引起ZnO夹渣，同时。

由于Zn成为脱氧剂。

产生FeO-MnO或FeO-MnO-SiO2低熔点氧化物夹渣。

其次，由于锌的蒸发，挥发出大量的白色烟尘，对人体有刺激、伤害作用，因此，必须把焊接处的镀锌层打磨处理掉。

4

4.1

镀锌钢的焊条电弧焊

2镀锌钢的焊接性分析

锌的挥发和氧化会导致气孔、未熔合及裂纹，甚至影响电弧稳定性。

因此，焊接镀锌钢最好是减少焊接热输入。

最可行的方法是用铜基焊丝来焊接镀锌钢。

由于焊丝中的含铜量比较高，焊接熔点相对较低，对母材实质上是一种保护。

有焊缝无腐蚀、飞溅少、镀锌层烧损少、焊缝易机械加工、进焊缝区可受到阴极保护等优点。

焊接时如通以保护气体，则焊接质量则会大幅度提高。

3镀锌钢的MIG电弧钎焊

在纯氩气保护下的熔化极气体保护焊，具有焊丝熔化速度快、电弧稳定性好、熔深浅、焊速快等工艺特点。

采用低熔点的铜基焊丝钎料，控制焊接热输入量最低，母材不熔化，焊丝迅速熔化并渗透于焊缝间隙中，形成钎焊接头，减小工件热影响区及焊缝背面锌的蒸发，焊缝具有良好的耐腐蚀性。

3.1焊丝的选择

适用于MIG电弧钎焊焊丝常用的有两种：

硅青铜焊丝CuSi3（S211）和铝青铜焊丝CuAl8（S214）。

硅青铜焊丝CuSi3（S211），熔点1027℃，焊丝直径有0.8mm、1.0mm。

该焊丝熔敷金属的表面张力小，流动性好，湿润性强；焊缝无气孔、未熔合、裂纹等焊接缺陷。

焊缝外观呈凹形，熔合区圆滑过渡，焊缝平整美观。

铝青铜焊丝CuAl8（S214），熔点1046℃，焊丝直径1.0mm。

在直流反接熔化极电源下，清除铝的表面氧化膜。

焊缝内外质量好，外形美

焊接工艺控制

镀锌钢的焊前准备与一般的低碳钢是相同的，需要注意的是要认真处理好坡口尺寸和附近的镀锌层。

为了焊透，坡口尺寸要适当，一般60～65°，要留有一定的间隙，一般为1.5～2.5mm;为了减少锌对焊缝的渗透，在焊之前，可将坡口内的镀锌层清除以后再焊。

4.2焊条的选择

焊条应根据镀锌管的基体材质选用，一般低碳钢由于考虑易操作性，选用J422较为普遍。

4.3焊接操作方法

在焊多层焊的第一层焊缝时，尽量使锌层熔化并使之汽化、蒸发而逸出焊缝，可大大减少液体锌留在焊缝中。

在焊角焊缝时，同样在第一层尽量使锌层熔化并使之汽化、蒸发而逸出焊缝，其方法是先将焊条端部向前移出约5～7mm左右，当使锌层熔化后再回到原来位置继续向前施焊。

再横焊和立焊时，如选用短渣焊条如J427，咬边倾向会很小；如果采用前后往返运条技术，更可以得到无缺陷的焊接质量。

4.4适用范围

焊条电弧焊可用于厚度较厚的镀锌钢板、镀锌钢管对接接头、搭接接头及角焊缝。

科

【参考文献】

［1］湖北省职工焊接技术协会编.焊接技术能手绝技绝活[M].化学工业出版社，

2009，1.

［2］李淑华，主编.典型工会焊接[M].机械工业出版社，2012，1.

［3］邱瘕菲.焊工工艺学．第3版[M]．中国劳动社会保障出版社，2005，6，1.

［4］邹尚利，杜冬梅.单面焊双面成形焊接技术．2版[M].北京．机械工业出版社，2012，4，1.

［责任编辑：

汤静］

作者简介：

沈贵强（1980.6—），男，2000年毕业于大同煤炭高级技工学校焊接专业，二级实习指导教师，同煤集团技师学院。

0前言随着现代化工业的发展，应用抗腐蚀镀层材料的领域越来越广。

在众多的钢铁防腐方法中，镀锌是一种非常有效且便宜的方法。

镀锌成为重要的钢铁防腐方法，不仅是因为锌可在钢材表面形成致密的保护层，还因为锌具有阴极保护效果。

但由于锌的熔点低（熔点420℃，沸点908℃），利用火焰钎焊时，镀层蒸发使耐腐蚀层被破坏，电弧不稳定，氧化变形严重，焊缝易产生密集气孔并伴随有未熔合、微裂纹等焊接缺陷，接头质量不能满足要求。

1镀锌钢的焊接特点

镀锌钢一般是在低碳钢外镀一层锌，镀锌层一般在20um厚。

锌的熔点在420℃，沸点908℃左右。

在焊接中，锌熔化成液体浮在熔池表面或在焊缝根部位置。

锌在铁中具有较大固溶度，锌液体会沿晶界深入浸蚀焊缝金属，低熔点锌形成“液体金属脆化”。

同时，锌与铁可形成金属间脆性化合物，这些脆性相使焊缝金属塑性降低，在拉应力作用下而产生裂纹。

如果焊接角焊缝，尤其是T形接头的角焊缝最容易产生穿透裂纹。

镀锌钢焊接时，坡口表面及边缘处的锌层，在电弧热作用下，产生氧化、熔化、蒸发以至挥发出白色烟尘和蒸汽，极易引起焊缝气孔。

由于氧化而形成的ZnO，其熔点较高，约1800℃以上，若在焊接过程中参数偏小，将引起ZnO夹渣，同时。

由于Zn成为脱氧剂。

产生FeO-MnO或FeO-MnO-SiO2低熔点氧化物夹渣。

其次，由于锌的蒸发，挥发出大量的白色烟尘，对人体有刺激、伤害作用，因此，必须把焊接处的镀锌层打磨处理掉。

2镀锌钢的焊接性分析

锌的挥发和氧化会导致气孔、未熔合及裂纹，甚至影响电弧稳定性。

因此，焊接镀锌钢最好是减少焊接热输入。

最可行的方法是用铜基焊丝来焊接镀锌钢。

由于焊丝中的含铜量比较高，焊接熔点相对较低，对母材实质上是一种保护。

有焊缝无腐蚀、飞溅少、镀锌层烧损少、焊缝易机械加工、进焊缝区可受到阴极保护等优点。

焊接时如通以保护气体，则焊接质量则会大幅度提高。

3镀锌钢的MIG电弧钎焊

在纯氩气保护下的熔化极气体保护焊，具有焊丝熔化速度快、电弧稳定性好、熔深浅、焊速快等工艺特点。

采用低熔点的铜基焊丝钎料，控制焊接热输入量最低，母材不熔化，焊丝迅速熔化并渗透于焊缝间隙中，形成钎焊接头，减小工件热影响区及焊缝背面锌的蒸发，焊缝具有良好的耐腐蚀性。

3.1焊丝的选择

适用于MIG电弧钎焊焊丝常用的有两种：

硅青铜焊丝CuSi3（S211）和铝青铜焊丝CuAl8（S214）。

硅青铜焊丝CuSi3（S211），熔点1027℃，焊丝直径有0.8mm、1.0mm。

该焊丝熔敷金属的表面张力小，流动性好，湿润性强；焊缝无气孔、未熔合、裂纹等焊接缺陷。

焊缝外观呈凹形，熔合区圆滑过渡，焊缝平整美观。

铝青铜焊丝CuAl8（S214），熔点1046℃，焊丝直径1.0mm。

在直流反接熔化极电源下，清除铝的表面氧化膜。

焊缝内外质量好，外形美观。

3.2

焊接设备的选择

采用全数字逆变熔化极气体保护焊机，可以对焊接过程进行更精确、更直观、更多样化的设置。

包括精细的焊接波形控制参数、焊接过程参数及引弧收弧过程参数数据。

对熔池来讲，燃弧期熔池加热，短路期熔池冷却，对熔池加热过程呈脉动状态，热输入小，非常有利于镀锌薄板铜基钎料的钎焊焊接，实现精确一元化功能。

操作方法易掌握，且能确保多个焊接工件批量焊接，工艺规范参数的一致性，非常有利于MIG电弧钎焊的焊接。

配装小型CO2/MAG焊枪，灵活轻便，容易操作。

3.3焊接工艺参数选择

保护气体一般选用纯氩。

焊丝为硅青铜时，也可选用98％Ar+2％O2的混合气体，电弧稳定性更好。

气体流量15L/min。

在一元化调节下，焊接电流100～120A，电弧电压14～16V，焊接速度45～60cm/min。

3.4焊接操作方法

焊枪行走采用左向焊法，不摆动，直线行走；焊丝伸出长度10～15mm，焊缝熔深浅，外观成形好。

3.5适用范围

MIG电弧钎焊可用于板厚0.4～2mm的镀层及非镀层薄板对接接头、搭接接头及点焊焊缝。

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镀锌钢的焊条电弧焊

4.1

焊接工艺控制

镀锌钢的焊前准备与一般的低碳钢是相同的，需要注意的是要认真处理好坡口尺寸和附近的镀锌层。

为了焊透，坡口尺寸要适当，一般60～65°，要留有一定的间隙，一般为1.5～2.5mm;为了减少锌对焊缝的渗透，在焊之前，可将坡口内的镀锌层清除以后再焊。

4.2焊条的选择

焊条应根据镀锌管的基体材质选用，一般低碳钢由于考虑易操作性，选用J422较为普遍。

4.3焊接操作方法

在焊多层焊的第一层焊缝时，尽量使锌层熔化并使之汽化、蒸发而逸出焊缝，可大大减少液体锌留在焊缝中。

在焊角焊缝时，同样在第一层尽量使锌层熔化并使之汽化、蒸发而逸出焊缝，其方法是先将焊条端部向前移出约5～7mm左右，当使锌层熔化后再回到原来位置继续向前施焊。

再横焊和立焊时，如选用短渣焊条如J427，咬边倾向会很小；如果采用前后往返运条技术，更可以得到无缺陷的焊接质量。

4.4适用范围

焊条电弧焊可用于厚度较厚的镀锌钢板、镀锌钢管对接接头、搭接接头及角焊缝。