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熱浸鋅鋼格板焊接安裝分析研究

熱浸(jin)鋅(xin)(xin)(xin)鋼(gang)格板作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)一種(zhong)新型材料(liao)，應用越來越廣泛。鍍(du)鋅(xin)(xin)(xin)成(cheng)(cheng)為(wei)(wei)鋼(gang)格板重(zhong)要的防腐方(fang)法，不僅因為(wei)(wei)鋅(xin)(xin)(xin)可(ke)在鋼(gang)鐵表面(mian)形成(cheng)(cheng)致密的保(bao)護(hu)層，還因為(wei)(wei)鋅(xin)(xin)(xin)具有陰極保(bao)護(hu)效(xiao)果。當(dang)鍍(du)鋅(xin)(xin)(xin)層破損，它仍能(neng)通過陰極保(bao)護(hu)作(zuo)(zuo)用來防止鐵質母(mu)材腐蝕，這種(zhong)保(bao)護(hu)效(xiao)果可(ke)延伸到1～2mm無保(bao)護(hu)層的區域，因此鍍(du)鋅(xin)(xin)(xin)可(ke)以有效(xiao)地保(bao)護(hu)到板材的切口和冷加工造成(cheng)(cheng)的微(wei)裂紋以及近焊(han)縫的鋅(xin)(xin)(xin)燒(shao)損區，防止從這里(li)開始生銹。

熱浸鋅(xin)鋼格(ge)(ge)板運到現(xian)場(chang)由(you)于(yu)安裝的(de)需要(yao)(yao)，有時(shi)需要(yao)(yao)二次(ci)焊(han)接(jie)，由(you)于(yu)鋅(xin)層的(de)存在給(gei)鍍鋅(xin)鋼格(ge)(ge)板的(de)焊(han)接(jie)帶(dai)來了(le)一(yi)定困難，鋅(xin)的(de)熔(rong)點約(yue)為(wei)420℃，揮(hui)發溫度為(wei)908℃，這(zhe)不利(li)于(yu)焊(han)接(jie)，當電弧剛一(yi)引(yin)燃就揮(hui)發了(le)。鋅(xin)的(de)揮(hui)發和(he)氧化會導致(zhi)氣(qi)孔(kong)、未(wei)熔(rong)合(he)及(ji)裂紋，甚至(zhi)影(ying)響電弧穩(wen)定性，其中焊(han)接(jie)裂紋、氣(qi)孔(kong)和(he)夾渣是*主要(yao)(yao)的(de)問題。

原因分析及措施

(1)裂(lie)(lie)紋(wen) 在焊接(jie)過(guo)程中，熔化的(de)(de)鋅(xin)浮在熔池的(de)(de)表(biao)面或位于(yu)焊縫根部。由于(yu)鋅(xin)的(de)(de)熔點遠(yuan)遠(yuan)低于(yu)鐵(tie)，熔池中的(de)(de)鐵(tie)首先結(jie)晶(jing)(jing)，液態鋅(xin)會沿(yan)著鋼的(de)(de)晶(jing)(jing)界滲入其中，導致晶(jing)(jing)間(jian)結(jie)合(he)變弱。而且鋅(xin)與(yu)鐵(tie)之間(jian)易(yi)形成金(jin)屬(shu)間(jian)脆性化合(he)物(wu)Fe3Zn10和FeZn10，進(jin)一步降低了焊縫金(jin)屬(shu)的(de)(de)塑性。因(yin)此在焊接(jie)殘余應(ying)力的(de)(de)作用下易(yi)沿(yan)晶(jing)(jing)界裂(lie)(lie)開，形成裂(lie)(lie)紋(wen)。

1) 影響(xiang)裂紋敏感性的因素

① 鋅(xin)(xin)層(ceng)的厚度 鍍鋅(xin)(xin)鋼格(ge)板(ban)(ban)的鋅(xin)(xin)層(ceng)較(jiao)薄，裂(lie)紋敏感(gan)性小(xiao)，而熱(re)鍍鋅(xin)(xin)鋼格(ge)板(ban)(ban)的鋅(xin)(xin)層(ceng)較(jiao)厚，裂(lie)紋敏感(gan)性較(jiao)大(da)。

② 鋼(gang)格板工件(jian)厚度 厚度越大，焊接拘(ju)束(shu)應力越大，裂(lie)紋(wen)敏感性越大。

③ 焊縫間(jian)隙 間(jian)隙越大，裂紋(wen)敏感性越大。

④ 焊(han)接(jie)方法 用(yong)手工電弧焊(han)焊(han)接(jie)時裂(lie)紋敏感性(xing)小，而(er)用(yong)CO2氣體保護焊(han)焊(han)接(jie)時裂(lie)紋敏感性(xing)大一些。

2) 防(fang)止(zhi)裂紋的(de)(de)方(fang)法(fa) ① 在鍍(du)鋅鋼格(ge)板(ban)焊(han)接時(shi)，先(xian)用氧乙炔或噴(pen)砂等方(fang)法(fa)去(qu)除鋼格(ge)板(ban)附近(jin)的(de)(de)鍍(du)鋅層，同時(shi)控(kong)制間隙不宜(yi)過大(da)，一般1.5mm左右(you)。 ② 選用含Si量低的(de)(de)焊(han)接材料(liao)。氣體保(bao)護焊(han)時(shi)應(ying)采(cai)用含Si量低的(de)(de)焊(han)絲，手工焊(han)時(shi)采(cai)用鈦型(xing)、鈦鈣型(xing)焊(han)條。

(2)氣孔

熱(re)浸鋅(xin)鋼(gang)格板附近的(de)鋅(xin)層在(zai)電(dian)(dian)弧熱(re)的(de)作用下產生(sheng)(sheng)氧化(形成(cheng)ZnO)及蒸發(fa)，并(bing)揮發(fa)出白色煙塵和蒸氣(qi)(qi)，因此(ci)極易在(zai)焊(han)縫中引起氣(qi)(qi)孔。焊(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)流(liu)越大，鋅(xin)的(de)蒸發(fa)越嚴重，氣(qi)(qi)孔敏感性越大。用鈦型(xing)、鈦鈣型(xing)焊(han)條(tiao)焊(han)接(jie)(jie)時(shi)，在(zai)中等(deng)電(dian)(dian)流(liu)范圍內不(bu)易產生(sheng)(sheng)氣(qi)(qi)孔。而用纖維素型(xing)和低氫型(xing)焊(han)條(tiao)焊(han)接(jie)(jie)時(shi)，小電(dian)(dian)流(liu)和大電(dian)(dian)流(liu)下均易產生(sheng)(sheng)氣(qi)(qi)孔。另外焊(han)條(tiao)角度(du)應(ying)盡量(liang)控制在(zai)30°～70°范圍內。

(3)鋅(xin)的蒸發及煙塵(chen)

用(yong)(yong)電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接鍍鋅(xin)鋼鋼格板時(shi)(shi)，熔(rong)池附近的(de)(de)(de)鋅(xin)層在電(dian)弧(hu)熱的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)下(xia)氧化成ZnO并蒸發，形成很(hen)大(da)的(de)(de)(de)煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)。這種(zhong)煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)中主(zhu)要成分(fen)為ZnO，對工(gong)人的(de)(de)(de)呼吸(xi)器(qi)官具有很(hen)大(da)的(de)(de)(de)刺(ci)激作用(yong)(yong)，因此，焊(han)(han)(han)接時(shi)(shi)必須采取良(liang)好的(de)(de)(de)通風措(cuo)施。在同(tong)樣焊(han)(han)(han)接規范下(xia)，用(yong)(yong)氧化鈦型焊(han)(han)(han)條焊(han)(han)(han)接時(shi)(shi)所產生(sheng)的(de)(de)(de)煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)量較低(di)，而低(di)氫型焊(han)(han)(han)條焊(han)(han)(han)接時(shi)(shi)產生(sheng)的(de)(de)(de)煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)量較大(da)。

(4)氧化物夾渣

焊(han)(han)接電流較(jiao)小時(shi)，加熱(re)過程中形成的ZnO不易(yi)(yi)逸出，易(yi)(yi)造(zao)成ZnO夾渣。ZnO比(bi)較(jiao)穩定(ding)，其熔點(dian)為1800℃。大塊狀(zhuang)的ZnO夾渣對(dui)焊(han)(han)縫(feng)塑(su)性具有非常不利的影響(xiang)。利用氧化鈦(tai)型焊(han)(han)條(tiao)時(shi)，ZnO呈細小均勻分布，對(dui)塑(su)性及抗拉強(qiang)度影響(xiang)都(dou)不大。而用纖維素(su)型或氫型焊(han)(han)條(tiao)時(shi)，焊(han)(han)縫(feng)內的ZnO較(jiao)大、較(jiao)多，焊(han)(han)縫(feng)性能差。

鍍鋅(xin)鋼格板的焊接工藝(yi)

鍍鋅鋼格板可采用手工電弧焊(han)(han)、熔(rong)化極氣(qi)體保(bao)護焊(han)(han)、氬弧焊(han)(han)、電阻焊(han)(han)等(deng)方法進行焊(han)(han)接。

(1)手工電弧焊

1) 焊前準(zhun)備 為了降低焊接煙塵，防止(zhi)焊接裂紋及氣孔(kong)的產生，焊前應將坡(po)口附近(jin)的鋅層去除。去除方法可采用火焰烘(hong)烤或噴砂。坡(po)口間隙應盡量控制在1.5～2mm內，工件厚度較大時，可放寬到(dao)2.5～3mm。

2) 焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)的(de)(de)選(xuan)擇(ze) 焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)的(de)(de)選(xuan)擇(ze)原則是焊(han)(han)(han)(han)縫金屬(shu)的(de)(de)力學性能盡量(liang)與母材(cai)相(xiang)近，而(er)且焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)熔敷金屬(shu)中含硅(gui)量(liang)應控(kong)制在0.2%以下。采用(yong)鈦(tai)鐵礦型(xing)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)、氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)型(xing)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)、纖維素(su)型(xing)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)、鈦(tai)鈣(gai)型(xing)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)和低氫型(xing)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)焊(han)(han)(han)(han)接時所(suo)得(de)到的(de)(de)接頭強度均可達到滿意的(de)(de)指標。對于低碳鋼(gang)鍍鋅鋼(gang)鋼(gang)格板，應優先(xian)選(xuan)用(yong)J421/J422或J423焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)。焊(han)(han)(han)(han)接時，盡量(liang)采用(yong)短弧(hu)，不要使電弧(hu)擺(bai)，以防止鍍鋅層熔化(hua)(hua)區域(yu)的(de)(de)擴大，保證工件的(de)(de)抗(kang)腐(fu)蝕(shi)性并降(jiang)低煙塵量(liang)。

(2)熔化極氣(qi)體保(bao)護(hu)焊(han)

采用(yong)CO2氣(qi)(qi)體(ti)(ti)保(bao)護(hu)(hu)焊(han)或(huo)者Ar+CO2、Ar+O2等混(hun)合氣(qi)(qi)體(ti)(ti)保(bao)護(hu)(hu)焊(han)進(jin)行焊(han)接(jie)。保(bao)護(hu)(hu)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)對焊(han)縫(feng)中(zhong)(zhong)Zn的(de)(de)含(han)(han)量(liang)(liang)有明顯的(de)(de)影響，采用(yong)純CO2或(huo)CO2+O2時(shi)(shi)，焊(han)縫(feng)中(zhong)(zhong)Zn的(de)(de)含(han)(han)量(liang)(liang)較高，而采用(yong)Ar+CO2或(huo)Ar+O2時(shi)(shi)，焊(han)縫(feng)中(zhong)(zhong)Zn的(de)(de)含(han)(han)量(liang)(liang)較低。電(dian)流對焊(han)縫(feng)中(zhong)(zhong)Zn含(han)(han)量(liang)(liang)影響不大(da)(da)，隨(sui)著焊(han)接(jie)電(dian)流的(de)(de)增大(da)(da)，焊(han)縫(feng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)Zn含(han)(han)量(liang)(liang)稍(shao)有降低。 采用(yong)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)保(bao)護(hu)(hu)焊(han)焊(han)接(jie)鍍鋅鋼(gang)格(ge)板時(shi)(shi)，焊(han)接(jie)煙(yan)(yan)塵(chen)要比手工電(dian)弧焊(han)大(da)(da)得多，因此應(ying)特別(bie)注意排風(feng)。影響煙(yan)(yan)塵(chen)量(liang)(liang)大(da)(da)小及成分(fen)的(de)(de)因素主要是電(dian)流和保(bao)護(hu)(hu)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)。電(dian)流越大(da)(da)，或(huo)保(bao)護(hu)(hu)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)CO2或(huo)O2含(han)(han)量(liang)(liang)越大(da)(da)，焊(han)接(jie)煙(yan)(yan)塵(chen)越大(da)(da)，而且煙(yan)(yan)塵(chen)中(zhong)(zhong)ZnO含(han)(han)量(liang)(liang)也增大(da)(da)，*大(da)(da)時(shi)(shi)ZnO的(de)(de)含(han)(han)量(liang)(liang)可達(da)到70%左右。 在同樣(yang)的(de)(de)焊(han)接(jie)規(gui)范下，鍍鋅鋼(gang)格(ge)板的(de)(de)熔(rong)深(shen)要比不鍍鋅的(de)(de)鋼(gang)格(ge)板大(da)(da)