伏能士鍍鋅鋼焊接完整解決方案

2017-05-17 18:20:53·

汽車制造過程中對于鍍鋅鋼板防腐蝕的需求，使得鍍鋅鋼板在汽車制造中的應用不斷增加，從世界范圍看，鍍鋅鋼板的應用量已經占到汽車板總量的75%～100%，比較高檔的車型甚至全部采用鍍鋅鋼板。而在中國，鍍鋅鋼板在汽車上的應用比例卻只有50%左右，整個汽車制造市場的空間還非常大。隨著我國汽車產量的提高及質量要求的不斷提升，鍍鋅鋼板在我國汽車工業(yè)的應用前景將十分廣闊。

“伏能士鍍鋅鋼焊接解決方案”

汽車制造過程中對于鍍鋅鋼板防腐蝕的需求，使得鍍鋅鋼板在汽車制造中的應用不斷增加，從世界范圍看，鍍鋅鋼板的應用量已經占到汽車板總量的75%～100%，比較高檔的車型甚至全部采用鍍鋅鋼板。而在中國，鍍鋅鋼板在汽車上的應用比例卻只有50%左右，整個汽車制造市場的空間還非常大。隨著我國汽車產量的提高及質量要求的不斷提升，鍍鋅鋼板在我國汽車工業(yè)的應用前景將十分廣闊。

鍍鋅鋼板焊接難點分析
汽車工業(yè)應用的鍍鋅鋼板的鍍鋅層厚度一般在15μm左右，成份為Zn或ZnFe。鍍鋅層的存在給鍍鋅鋼板的焊接帶來了一定的困難，Zn的熔點低(420℃)，沸點908℃，當使用傳統(tǒng)MIG/MAG焊接工藝時，因為熱輸入量大，大量的Zn和ZnO蒸汽會導致焊縫內部和外部布滿氣孔，并產生大量焊接飛濺，進而導致后續(xù)打磨時間增加以及耗材消耗。有時焊縫外部幾乎沒有氣孔，但是內部氣孔密集。

焊縫外部氣孔問題

焊縫內部氣孔問題
使用傳統(tǒng)的MIG/MAG工藝，當焊接過程中干伸長有輕微的變化時，電弧受干擾非常嚴重，易造成斷焊和燒穿等缺陷，幾乎不可能保證連續(xù)的焊縫質量。同時，鋅的大量損失，使得工件防銹性能下降。

斷焊問題
伏能士鍍鋅鋼焊接解決方案

自1945年起至今，奧地利伏能士焊接技術國際有限公司Fronius International GmbH 始終在為開發(fā)電弧焊接領域創(chuàng)新性的完整解決方案而奮斗。
伏能士的TPS/i全新智能化焊機可以更準確地測量和分析電弧，更精確地進行控制，實現(xiàn)低飛濺的熔滴過渡、更快更穩(wěn)定的脈沖電弧、完美的起弧和收弧以及均勻的熔深等。TPS/i的“恒熔深”功能使得即使在干伸長變動的情況下, 也可以保證連續(xù)相同的熔深，從而有效避免板材的燒穿或者未熔合。TPS/i的“等弧長”功能使得無論焊接的位置、焊縫的幾何形狀如何變化，電弧都保持不變。
下文將介紹如何利用TPS/i智能焊機解決鍍鋅鋼焊接的難題。

1. 使用PMC電弧工藝
搭載在TPS/i智能焊機上的PMC脈沖多重控制電弧工藝，在脈沖過渡的基礎上壓縮弧長，使熔滴過渡時產生短路，與傳統(tǒng)脈沖相比，在焊接速度很快的情況下依然可以實現(xiàn)穩(wěn)定熔深。PMC電弧工藝通過精準調節(jié)增加了焊接過程的穩(wěn)定性，優(yōu)化的脈沖特性以及改良的起弧過程減少了熱輸入增加了電弧穩(wěn)定性。下面通過倆段視頻，讓大家對PMC電弧工藝有一個更直觀的認識。

PMC與傳統(tǒng)脈沖焊接熱輸入比較
PMC工藝搭配TPS/i智能焊機的‘恒熔深’功能排除了干伸長變化對熔深的干擾，保證始終獲得一致的熔深和穩(wěn)定的低熱輸入量。如下圖，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，在相同的送絲速度下（10m/min），使用“恒熔深”功能，PMC電弧的熱輸入在干伸長變化的情況下幾乎不變。

PMC電弧的熱輸入在干伸長變化的情況下幾乎不變
另一方面，PMC搭配TPS/i智能焊機的‘等弧長’功能可最大程度確保電弧的穩(wěn)定性，如果有任何干擾發(fā)生也能立即進行自動調節(jié)，這就極大克服了ZnO從熔池逸出時帶來的不良干擾。
所以，用傳統(tǒng)脈沖焊接鍍鋅材料會出現(xiàn)大量氣孔，而使用PMC工藝則大幅度減少了氣孔數(shù)量。
PMC電弧工藝焊接鍍鋅鋼板視頻
傳統(tǒng)脈沖與PMC焊接效果對比

2. 使用低硅含量的焊絲
實驗表明，在焊接鍍鋅鋼時，當混合氣體中的CO2比例增加時，焊縫內部和外部的氣孔都增加了。氣孔的增加是因為焊接過程中硅和氧發(fā)生了化學反應，持續(xù)生成SiO2。而SiO2的熔點高于母材，但比重小于熔池，所以SiO2總是浮于液態(tài)熔池的上方，阻礙了Zn蒸汽和ZnO的溢出，造成了氣孔產生在焊縫的內部和外部。

因此，相比較傳統(tǒng)的ER70S-6焊絲，使用低硅含量的焊絲(ER70S-3)可以大大降低SiO2的產生，從而減少氣孔的產生。同時，較少的氧化硅保證了較好的熔池流動性。

3. 使用低CO2含量的混合氣體
如上文分析，使用較低含量的CO2混合氣體時，可以減少SiO2的產生。同時，更少的CO2可以有效降低焊接飛濺。最好的混合氣比例為：Ar+8-10% CO2。
4. 注意調整焊接位置
因為Zn蒸汽的揮發(fā)，需要考慮不同的焊接位置，每個焊接位置都有它的優(yōu)缺點。尤其是當焊接位置存在一定的間隙時，對于提高焊接質量的幫助非常大。間隙可以讓Zn蒸汽更有效的溢出，減少焊縫內氣體存在的總量，降低氣孔的數(shù)量。

綜上，使用PMC電弧工藝配合低硅含量的焊絲及低CO2含量的混合氣體(8%～10%)，注意調整焊接位置，可以獲得非常好的焊接質量。
下面的X射線圖展示了良好的焊接效果。