鍍鋅鋼格板作為一種新型材料,,應(yīng)用越來(lái)越廣泛。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,。
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,、氣孔和夾渣是最主要的問(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,,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,鍍鋅鋼格板的熔深要比不鍍鋅的鋼格板大,。