淺談鍍鋅板搭接焊工藝參數(shù)優(yōu)化

張濤

摘 要： 對(duì)馬鋼冷軋總廠2130單元2#重卷機(jī)組的鍍鋅板焊接問(wèn)題進(jìn)行了分析，針對(duì)鍍鋅板焊接給出了工藝參數(shù)設(shè)定的一般原則。

關(guān)鍵詞： 鍍鋅板；焊接問(wèn)題；工藝優(yōu)化

1 前言

熱浸鍍鋅板主要用于家電、建筑及汽車(chē)行業(yè)，以前主要應(yīng)用于建筑行業(yè)，鍍鋅板具有優(yōu)良的防腐蝕性能，隨著人們對(duì)汽車(chē)質(zhì)量品質(zhì)要求越來(lái)越高，鍍鋅板大量應(yīng)用于汽車(chē)行業(yè)[1]。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家的鍍鋅板使用量已經(jīng)占用鋼總量的40%左右（熱鍍鋅行業(yè)現(xiàn)狀及展望）。由于鋼鐵大規(guī)模生產(chǎn)制造中不可避免存在缺陷，從鍍鋅線下線產(chǎn)品部分需安排上重卷機(jī)組進(jìn)行修復(fù)、剔廢等。為了提升馬鋼鍍鋅產(chǎn)品的質(zhì)量，做到“零缺陷”交貨，2015年12月，馬鋼股份冷軋總廠新增了一條重卷機(jī)組，重點(diǎn)生產(chǎn)高檔家電面板及汽車(chē)外板。

2 搭接焊工作原理

搭接焊是電阻焊的一種，電阻焊是在帶鋼表面施加一定壓力，同時(shí)讓帶鋼通電，利用帶鋼本身電阻以及焊輪的電阻產(chǎn)生熱量，使帶鋼熔化而結(jié)合在一起。搭接焊機(jī)具有使用成本低、生產(chǎn)效率高及操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。電阻焊過(guò)程受到多種因素影響，如被焊接材料、電極壓力、電極端面形狀尺寸及焊接電流[2]等，本文通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)研究了2130連退重卷機(jī)組搭接焊機(jī)針對(duì)鍍鋅板焊接過(guò)程的影響，進(jìn)行了工藝參數(shù)優(yōu)化，給出了鍍鋅板焊接參數(shù)設(shè)定的原則。

3 焊接參數(shù)優(yōu)化前現(xiàn)狀

由于鍍鋅板表面有一層鋅皮，在焊接時(shí)電流過(guò)小會(huì)導(dǎo)致溫度不夠，熔合效果差，焊縫質(zhì)量不良，生產(chǎn)過(guò)程中帶鋼容易在焊縫處斷裂，造成生產(chǎn)線停機(jī)；焊接電流過(guò)大，容易使基板穿透，甚至出現(xiàn)爆炸現(xiàn)象，同時(shí)焊輪表面粘鋅嚴(yán)重，必須進(jìn)行離線修磨，大大降低了生產(chǎn)效率。

為了降低帶鋼斷裂風(fēng)險(xiǎn)，確?，F(xiàn)場(chǎng)正常生產(chǎn)，實(shí)際焊接時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)操作人員往往有意將焊接電流參數(shù)按照上限設(shè)置。焊接參數(shù)優(yōu)化前，連續(xù)生產(chǎn)幾卷鍍鋅板后，焊輪表面粘鋅嚴(yán)重，即使在線修磨也難以維持生產(chǎn)，必須進(jìn)行離線修磨。

4 試驗(yàn)材料及方法

4.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為馬鋼冷軋總廠鍍鋅機(jī)組生產(chǎn)的0.6mm厚度DC54D，帶鋼狀態(tài)為鍍鋅下線卷。

4.2 試驗(yàn)方法

在線使用上海寶焊焊機(jī)進(jìn)行焊接試驗(yàn)，焊接完成后對(duì)焊縫進(jìn)行杯凸試驗(yàn)及金相組織分析，焊接工藝參數(shù)如表2所示

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

5.1 杯凸實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由于帶鋼厚度較薄，在杯凸實(shí)驗(yàn)中，焊縫變形較為嚴(yán)重，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)看，除試驗(yàn)1及試驗(yàn)6焊縫達(dá)不到現(xiàn)場(chǎng)要求外，其余杯凸實(shí)驗(yàn)均合格。分析認(rèn)為：對(duì)試驗(yàn)1，由于焊接電流較小，焊縫處帶鋼溫度較低，不能使帶鋼有效熔化結(jié)合在一起；對(duì)試驗(yàn)6，雖然焊接電流相對(duì)較小，由于焊接速度較快，焊縫處單位面積上產(chǎn)生的有效熱量較低，同樣造成焊縫處不能有效焊合，導(dǎo)致焊接質(zhì)量不佳；

5.2 金相分析結(jié)果

從實(shí)際金相組織照片可以得出，試驗(yàn)1、3、4、5對(duì)應(yīng)的焊縫越來(lái)越模糊，試驗(yàn)1能夠看出存在明顯的焊縫組織，試驗(yàn)5基本看不出焊縫組織，分析認(rèn)為：主要是由于試驗(yàn)1，焊接電流較小，焊縫處溫度較低，在焊接完成后，帶鋼不能有效焊合，張武[3]在他的研究中也有類(lèi)似分析。從金相組織照片中能看出存在明顯的類(lèi)似裂紋缺陷，這與5.1中的杯凸試驗(yàn)結(jié)果相一致。分析試驗(yàn)4及試驗(yàn)5的金相組織照片可以得出：試驗(yàn)5的焊縫組織優(yōu)于試驗(yàn)4，主要原因是由于，試驗(yàn)4的焊接速度較慢，帶鋼單位面積產(chǎn)生的熱量較多，導(dǎo)致帶鋼表面的鋅層附著在焊輪表面，反而影響帶鋼焊接，相比于試驗(yàn)4，試驗(yàn)5焊接速度較快，焊輪表面不容易粘鋅，對(duì)整個(gè)焊縫處焊接較為有利，焊接完成后的焊縫組織較為均勻，焊接效果良好。

5.3 焊接后焊輪表面粘鋅結(jié)果

從現(xiàn)場(chǎng)焊接后焊輪表面情況可以看出，試驗(yàn)3對(duì)應(yīng)焊輪表面粘鋅最為嚴(yán)重，試驗(yàn)5焊接后焊輪表面狀況最佳，主要原因是試驗(yàn)3對(duì)應(yīng)的焊接電流最高，導(dǎo)致焊接溫度較高，鋅層熔化，完全粘結(jié)在焊輪表面，難以去除；試驗(yàn)5，雖然帶鋼表面鋅層也存在熔化現(xiàn)象，但由于焊輪移動(dòng)速度較快，熔化的鋅層在焊輪表面粘結(jié)較少，焊后焊輪表面質(zhì)量較好。

從上述試驗(yàn)結(jié)果分析來(lái)看，鍍鋅板焊接不可避免存在困難，必須在綜合考慮各項(xiàng)結(jié)果后，選擇最佳的工藝參數(shù)，對(duì)于試驗(yàn)鋼種，焊接電流14m/min，焊接電流11000A為最佳參數(shù)，對(duì)其他鍍鋅板焊接，在焊接電流適當(dāng)?shù)那闆r下，盡量提高焊接速度，能有效減少焊輪表面粘鋅。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)調(diào)對(duì)影響焊接質(zhì)量的2個(gè)關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，給出了鍍鋅板焊接工藝參數(shù)的設(shè)定原則，大大提高了焊接質(zhì)量，同時(shí)減少了帶鋼表面的粘鋅，減少了焊輪離線修磨次數(shù)，降低了焊機(jī)備件成本，保證了生產(chǎn)的連續(xù)性，提升了馬鋼品牌形象。由于影響帶鋼焊接質(zhì)量的因素較多，本文只是就焊接電流及焊接速度進(jìn)行試驗(yàn)分析，后續(xù)仍需進(jìn)一步開(kāi)展工藝研究。

參考文獻(xiàn)

[1]鄒桂明.國(guó)內(nèi)熱鍍鋅鋼板鍍層發(fā)展方向.四川冶金.2003，10.

[2]趙玉輝，萬(wàn)一群，鄭均干.窄搭接焊接工藝介紹[J].梅山科技，2012，4；8-10.

[3]張武.高強(qiáng)度雙相鋼窄搭接電阻焊焊接接頭失效分析[J].焊接.2015，3.