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永顺翔分享:针对汽车镀锌钢板开发的新焊接方法

       近年来,汽车产业为提高长期质量和以轻量化为目的推广薄板,镀锌钢板的镀锌化率持续提高。但是和普通钢板相比,镀锌钢板的焊接性很差:一是焊接时由于锌蒸发造成的气孔缺陷(包括出现在焊道表面的凹坑和残留在焊道内的内部气孔);二是锌蒸汽吹动熔滴和熔池,造成飞溅过多(图1)。对这些问题,以前进行了很多焊接材料或电源方面的改进,但是,还远谈不上同时解决抗气孔性和飞溅问题。特别是气孔缺陷,虽然推测是钢板重叠部分电镀层产生的锌蒸汽侵入熔池造成的,但是其发生机理还不明确。

气孔缺陷产生机理

1.1 实验方法

母材为板厚2.3mm合金化热镀锌钢板(镀锌量45 g / m2),用点焊保证钢板重叠部分紧密接触,避免锌蒸气从钢板间隙排出。采用表1所示规范进行MAG焊接,分析焊接位置对凹坑及气孔的影响。使用帧速率6000fps高速摄影机观察熔池表面,同时使用帧速率500 fps高亮度X射线成像仪(大阪大学接合科学研究所设备)动态观察熔池内部气孔形成现象

1.2气孔缺陷的观察

从经验可知,气孔缺陷受焊接位置影响很大。平焊及下坡焊时凹坑和内部气孔的数量,下坡焊时凹坑和内部气孔明显增多。高速摄影机观察熔池表面状态。为下坡焊,镀锌层蒸发产生的锌蒸汽通过电弧后方的熔池内部逸出时,凹坑和内部气孔会大量容易;平焊,锌蒸汽在电弧正下方逸出,不但很难出现凹坑,而且内部气孔数目也会减少,且这种倾向不受焊接电流电压变化影响。下坡焊的特征是熔池会电弧位置,本实验结果表明,电弧正下方的下陷现象和气孔缺陷形成有很大关系。

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