淺談鍍鋅板搭接焊工藝參數優化

張濤

摘 要： 對馬鋼冷軋總廠2130單元2#重卷機組的鍍鋅板焊接問題進行了分析，針對鍍鋅板焊接給出了工藝參數設定的一般原則。

關鍵詞： 鍍鋅板；焊接問題；工藝優化

1 前言

熱浸鍍鋅板主要用于家電、建筑及汽車行業，以前主要應用于建筑行業，鍍鋅板具有優良的防腐蝕性能，隨著人們對汽車質量品質要求越來越高，鍍鋅板大量應用于汽車行業[1]。目前，發達國家的鍍鋅板使用量已經占用鋼總量的40%左右（熱鍍鋅行業現狀及展望）。由于鋼鐵大規模生產制造中不可避免存在缺陷，從鍍鋅線下線產品部分需安排上重卷機組進行修復、剔廢等。為了提升馬鋼鍍鋅產品的質量，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組，重點生產高檔家電面板及汽車外板。

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，同時讓帶鋼通電，利用帶鋼本身電阻以及焊輪的電阻產生熱量，使帶鋼熔化而結合在一起。搭接焊機具有使用成本低、生產效率高及操作簡便等特點。電阻焊過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，本文通過對比試驗研究了2130連退重卷機組搭接焊機針對鍍鋅板焊接過程的影響，進行了工藝參數優化，給出了鍍鋅板焊接參數設定的原則。

3 焊接參數優化前現狀

由于鍍鋅板表面有一層鋅皮，在焊接時電流過小會導致溫度不夠，熔合效果差，焊縫質量不良，生產過程中帶鋼容易在焊縫處斷裂，造成生產線停機；焊接電流過大，容易使基板穿透，甚至出現爆炸現象，同時焊輪表面粘鋅嚴重，必須進行離線修磨，大大降低了生產效率。

為了降低帶鋼斷裂風險，確保現場正常生產，實際焊接時，現場操作人員往往有意將焊接電流參數按照上限設置。焊接參數優化前，連續生產幾卷鍍鋅板后，焊輪表面粘鋅嚴重，即使在線修磨也難以維持生產，必須進行離線修磨。

4 試驗材料及方法

4.1 試驗材料

試驗材料為馬鋼冷軋總廠鍍鋅機組生產的0.6mm厚度DC54D，帶鋼狀態為鍍鋅下線卷。

4.2 試驗方法

在線使用上海寶焊焊機進行焊接試驗，焊接完成后對焊縫進行杯凸試驗及金相組織分析，焊接工藝參數如表2所示

5 實驗結果與分析

5.1 杯凸實驗結果

由于帶鋼厚度較薄，在杯凸實驗中，焊縫變形較為嚴重，根據現場實際情況來看，除試驗1及試驗6焊縫達不到現場要求外，其余杯凸實驗均合格。分析認為：對試驗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合在一起；對試驗6，雖然焊接電流相對較小，由于焊接速度較快，焊縫處單位面積上產生的有效熱量較低，同樣造成焊縫處不能有效焊合，導致焊接質量不佳；

5.2 金相分析結果

從實際金相組織照片可以得出，試驗1、3、4、5對應的焊縫越來越模糊，試驗1能夠看出存在明顯的焊縫組織，試驗5基本看不出焊縫組織，分析認為：主要是由于試驗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似分析。從金相組織照片中能看出存在明顯的類似裂紋缺陷，這與5.1中的杯凸試驗結果相一致。分析試驗4及試驗5的金相組織照片可以得出：試驗5的焊縫組織優于試驗4，主要原因是由于，試驗4的焊接速度較慢，帶鋼單位面積產生的熱量較多，導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4，試驗5焊接速度較快，焊輪表面不容易粘鋅，對整個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果

從現場焊接后焊輪表面情況可以看出，試驗3對應焊輪表面粘鋅最為嚴重，試驗5焊接后焊輪表面狀況最佳，主要原因是試驗3對應的焊接電流最高，導致焊接溫度較高，鋅層熔化，完全粘結在焊輪表面，難以去除；試驗5，雖然帶鋼表面鋅層也存在熔化現象，但由于焊輪移動速度較快，熔化的鋅層在焊輪表面粘結較少，焊后焊輪表面質量較好。

從上述試驗結果分析來看，鍍鋅板焊接不可避免存在困難，必須在綜合考慮各項結果后，選擇最佳的工藝參數，對于試驗鋼種，焊接電流14m/min，焊接電流11000A為最佳參數，對其他鍍鋅板焊接，在焊接電流適當的情況下，盡量提高焊接速度，能有效減少焊輪表面粘鋅。

6 結語

通過調對影響焊接質量的2個關鍵工藝參數進行對比試驗，給出了鍍鋅板焊接工藝參數的設定原則，大大提高了焊接質量，同時減少了帶鋼表面的粘鋅，減少了焊輪離線修磨次數，降低了焊機備件成本，保證了生產的連續性，提升了馬鋼品牌形象。由于影響帶鋼焊接質量的因素較多，本文只是就焊接電流及焊接速度進行試驗分析，后續仍需進一步開展工藝研究。

參考文獻

[1]鄒桂明.國內熱鍍鋅鋼板鍍層發展方向.四川冶金.2003，10.

[2]趙玉輝，萬一群，鄭均干.窄搭接焊接工藝介紹[J].梅山科技，2012，4；8-10.

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