镀锌板的激光搭接焊性能
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气 很容 易 进 入 到熔 池 中 去 ，产 生 一 系列 焊 接 缺 陷 ， 弱 化接 头 性 能 。
熔 融 金属
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凝 固金 属
焊接 力 向
因 此 ，镀 锌 钢板 的 焊 接性 能 与 未镀 锌 的 同种 钢
有一 系列 优点 ，如 效率 高、 灵活性 强 、无需 接触
板 材 、 搭 边 量 小 （ 量 减 轻） 质 、单 面 加 工 等 ，但 镀 锌 板 的激 光 搭 接 焊 容 易 产 生 一 系 列 缺 陷 。 本 文 对 镀 锌 板 在 激 光 搭 接 焊 中 出 现 的焊 接 缺 陷 及 其 解 决 途 径 加 以 论 述 ，从 而 为 激 光 焊 在 汽 车 车 身 装 配 制 造 中 的应 用 提供 支 持 。
代 替普 通 冷轧 钢板 。镀 锌 工艺 之所 以成 为重要 的 防腐 方法 ，不仅 仅 是 因为锌 可在 钢铁 表 面形 成 致密 的保 护 层 ，还 因为锌具 有 阳极 保护 效 果 ， 当镀 锌层 破 损 ，它 仍 能通 过 阳极保 护作 用 来 防止铁 质母 材 腐蚀 ，这种 保 护效 果 可延 伸到 １ ２ｍｍ 无保 护层 的区域 ，因此镀 ～ 锌 可 以有效 地保 护 到板 材 的切 口和 冷加 工造 成 的微 裂 纹 ，防止 从 这里 开始 锈蚀 。 应用 于汽 车上 的镀 锌板 按 生产 及加 工 方法主 要 分 为 以下几 类 。 ａ热浸 镀 锌钢板 （ｏ ｉ ｅ ａ ａ ｉ ｄ Ｇ ） ． Ｈ ｔ ｐ ｄＧ ｌ ｎ ｅ ： Ｉ Ｄ ｐ ｖ ｚ 。 ｂ合 金 化镀 锌钢 板 （ ｏ ｐ ｅ ａｖ ｎ ｅ ｌｄ ． Ｈ ｔＤｉ ｄＧ ｌ ｎ ａｅ ： ｐ ａ
ＧＡ 。 ）
ｄ合金 、复合镀 锌钢 板 。 ． 目前 ，应 用最 多的是 热浸镀 锌。 在 汽 车 车 身 等 薄 板 结 构 的 装 配 制 造 中 ， 目前 采 用 的 焊 接 方 法 主 要 是 电 阻 点 焊 激 光 焊 在 拼 焊 领 域 的 应 用 较 广 。 与 电 阻 点 焊 相 比 ，激 光 搭 接 焊 具
气化 的锌
焊 缝金 属
焊 接 方向
（ ） 面外 观 ａ 表
光 能 量 的 吸收 ，不 利 于 深 熔 焊 时 形 成 小 孔 及 保 持 稳
锌 馨
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，． ， 一 、 飞溅
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气孔
定 ；另 一 个 特 征 就 是 在 焊 接 过 程 中会 形 成 锌 蒸 气 ， 在 对 接 接 头 中 ，锌 蒸 气 在 钢 板 的上 、下 表 面 可 以 自 由膨 胀 散 发 到空 气 中去 ，而 且 锌 烧 损 区域 很 小 ，一 般 为１ ～２ ｍｍ（ 于 板 厚 ） 小 ，接 头 的抗 腐 蚀 性 能 没 有 受 到太 大 损害 ４ 在 激 光搭 接 焊 时 ，钢 板 间 的锌 蒸 Ｉ。
位 ，干 扰 熔 池 液 相 流 动 ，造成 飞 溅 （ ｐ ｔｅ ）ｕ 孔 Ｓ ａｔ ￣ 气 ｒ （ ｌｗｈ ｌ） Ｂｏ ｏｅ ，甚 至 出现严 重 的咬边 等 ，见 图 １ 。这 是 因为 ，锌 的熔 点 约 为 ４ ０ ｏ ２ Ｃ，挥 发温度 为 ９ ８ ｏ ， ０ ｃ
板 相 比有 明 显 的 特 殊 性 。 虽 然 锌 层厚 度 对于 钢板 板
（ 截 面外 观 ｂ）
图２ 激光 搭接 焊镀锌 板
厚 来 说 非 常 小 ，但 是 对 于 焊 接 性 能 的 影 Ⅱ 却 很 大 。 向 激 光 搭 接 焊 中搭 接 板 间 隙 间 的 锌 蒸 气 将 流 向熔 池 部
± 产 颀 强。 生 产 琐 场
镀锌 板 的激 光搭接焊性 能
摘 要 ：为 了解决镀锌 板 的焊接 问题 ，以扩大镀锌板 在汽车零 部件制造 中的应用 比例 ，针对镀锌 板 在激光搭 接焊过程 中的特征和缺 陷进行 了描述 。结果表 明 ，镀 锌板镀层 中的锌会给焊 接过程 带来 诸 多 问题 ，最终恶化焊 接接头质量 。分 类概 括 了镀锌板 出现焊接质 量 问题 的解 决 方法及其局 限性 ， 为了满足工业 化生产 线的要求 ，需要进一步 开展相 关的研 究工作 。 关键 词 ：镀锌板 激光 搭接焊
文献标识码 ：Ａ
中图分 类号 ：Ｕ ６ ．６ ４ ３０
■ 河北 钢铁 集 团唐钢 公司 技术 中心 夏 明生 孟根 巴根 梅淑 文
姚连 胜 齐长 发
■ 华 中科技 大学 工程 实训 中心 周世 权
１ 前言
为了改善汽车车身的抗腐蚀性能，提高汽车使用 寿命 ，在汽车车身及零部件 制造中可以采用镀锌钢板
Ｃ电镀锌 钢板 （ｌ ｔ ｇ Ｉ ｎ ｅ ： Ｇ 。 ． Ｅｅ ｒ ａ ａ ｉ ｄ Ｅ ） ｃｏ ｖ ｚ
２ １ 第 １ 期 ０１ 年 １
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生
产 琐 场
要用于 材 料 的表面 热 处理 ，而后 者在 焊 接领域 应 用广 泛。激 光 深熔 焊 的本质 特征 为 小孔效 应 ，由于 存 在小 孔 ，激 光束 能深入 到材 料 内部 ，被熔 化 的液 态金 属环 绕在 ４ ７周 围 ，激 光对 材 料 的热输 入主 要是 在４ ７壁 ＼Ｌ ＼Ｌ 上 的液 化界面 上 ，随着 激 光束 的移 动 ，ｄＴ 前 沿的 金 ＼Ｌ 属被 熔 化 、汽化 ，而 在４ ７后 部 ，液态 金 属重 新凝 固 ＼Ｌ 形成 焊缝 ，从 而完 成焊 接过 程。 激 光 焊 接 镀 锌 板 的 一 个 基 本 特 征 是 产 生 等 离 子 体 ，等 离 子 体 严 重 地 阻 碍 激 光 束 ，降 低 板 材 对 激
２ 镀 锌板激光焊特征及缺 陷
根据焊接机理 ，激光焊可分为两类即热传 导焊
（ｏ ｄ ｃｉｎ ｍｏ ｅ与 深熔 焊 （ｅ ｈ ｌ— ｄ ） 由 Ｃ ｎ ｕｔ — ｄ ） ｏ Ｋ ｙ ｏｅ ｍｏ ｅ。 于 光 斑 尺 寸 差 异 ，两 者 能 量 密度 差 别 很 大 ，前 者 主
汽 车 工 艺 与 材 料 Ａ＆ ３ ＴＭ ５
熔 融 金属
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因 此 ，镀 锌 钢板 的 焊 接性 能 与 未镀 锌 的 同种 钢
有一 系列 优点 ，如 效率 高、 灵活性 强 、无需 接触
板 材 、 搭 边 量 小 （ 量 减 轻） 质 、单 面 加 工 等 ，但 镀 锌 板 的激 光 搭 接 焊 容 易 产 生 一 系 列 缺 陷 。 本 文 对 镀 锌 板 在 激 光 搭 接 焊 中 出 现 的焊 接 缺 陷 及 其 解 决 途 径 加 以 论 述 ，从 而 为 激 光 焊 在 汽 车 车 身 装 配 制 造 中 的应 用 提供 支 持 。
代 替普 通 冷轧 钢板 。镀 锌 工艺 之所 以成 为重要 的 防腐 方法 ，不仅 仅 是 因为锌 可在 钢铁 表 面形 成 致密 的保 护 层 ，还 因为锌具 有 阳极 保护 效 果 ， 当镀 锌层 破 损 ，它 仍 能通 过 阳极保 护作 用 来 防止铁 质母 材 腐蚀 ，这种 保 护效 果 可延 伸到 １ ２ｍｍ 无保 护层 的区域 ，因此镀 ～ 锌 可 以有效 地保 护 到板 材 的切 口和 冷加 工造 成 的微 裂 纹 ，防止 从 这里 开始 锈蚀 。 应用 于汽 车上 的镀 锌板 按 生产 及加 工 方法主 要 分 为 以下几 类 。 ａ热浸 镀 锌钢板 （ｏ ｉ ｅ ａ ａ ｉ ｄ Ｇ ） ． Ｈ ｔ ｐ ｄＧ ｌ ｎ ｅ ： Ｉ Ｄ ｐ ｖ ｚ 。 ｂ合 金 化镀 锌钢 板 （ ｏ ｐ ｅ ａｖ ｎ ｅ ｌｄ ． Ｈ ｔＤｉ ｄＧ ｌ ｎ ａｅ ： ｐ ａ
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ｄ合金 、复合镀 锌钢 板 。 ． 目前 ，应 用最 多的是 热浸镀 锌。 在 汽 车 车 身 等 薄 板 结 构 的 装 配 制 造 中 ， 目前 采 用 的 焊 接 方 法 主 要 是 电 阻 点 焊 激 光 焊 在 拼 焊 领 域 的 应 用 较 广 。 与 电 阻 点 焊 相 比 ，激 光 搭 接 焊 具
气化 的锌
焊 缝金 属
焊 接 方向
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光 能 量 的 吸收 ，不 利 于 深 熔 焊 时 形 成 小 孔 及 保 持 稳
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定 ；另 一 个 特 征 就 是 在 焊 接 过 程 中会 形 成 锌 蒸 气 ， 在 对 接 接 头 中 ，锌 蒸 气 在 钢 板 的上 、下 表 面 可 以 自 由膨 胀 散 发 到空 气 中去 ，而 且 锌 烧 损 区域 很 小 ，一 般 为１ ～２ ｍｍ（ 于 板 厚 ） 小 ，接 头 的抗 腐 蚀 性 能 没 有 受 到太 大 损害 ４ 在 激 光搭 接 焊 时 ，钢 板 间 的锌 蒸 Ｉ。
位 ，干 扰 熔 池 液 相 流 动 ，造成 飞 溅 （ ｐ ｔｅ ）ｕ 孔 Ｓ ａｔ ￣ 气 ｒ （ ｌｗｈ ｌ） Ｂｏ ｏｅ ，甚 至 出现严 重 的咬边 等 ，见 图 １ 。这 是 因为 ，锌 的熔 点 约 为 ４ ０ ｏ ２ Ｃ，挥 发温度 为 ９ ８ ｏ ， ０ ｃ
板 相 比有 明 显 的 特 殊 性 。 虽 然 锌 层厚 度 对于 钢板 板
（ 截 面外 观 ｂ）
图２ 激光 搭接 焊镀锌 板
厚 来 说 非 常 小 ，但 是 对 于 焊 接 性 能 的 影 Ⅱ 却 很 大 。 向 激 光 搭 接 焊 中搭 接 板 间 隙 间 的 锌 蒸 气 将 流 向熔 池 部
± 产 颀 强。 生 产 琐 场
镀锌 板 的激 光搭接焊性 能
摘 要 ：为 了解决镀锌 板 的焊接 问题 ，以扩大镀锌板 在汽车零 部件制造 中的应用 比例 ，针对镀锌 板 在激光搭 接焊过程 中的特征和缺 陷进行 了描述 。结果表 明 ，镀 锌板镀层 中的锌会给焊 接过程 带来 诸 多 问题 ，最终恶化焊 接接头质量 。分 类概 括 了镀锌板 出现焊接质 量 问题 的解 决 方法及其局 限性 ， 为了满足工业 化生产 线的要求 ，需要进一步 开展相 关的研 究工作 。 关键 词 ：镀锌板 激光 搭接焊
文献标识码 ：Ａ
中图分 类号 ：Ｕ ６ ．６ ４ ３０
■ 河北 钢铁 集 团唐钢 公司 技术 中心 夏 明生 孟根 巴根 梅淑 文
姚连 胜 齐长 发
■ 华 中科技 大学 工程 实训 中心 周世 权
１ 前言
为了改善汽车车身的抗腐蚀性能，提高汽车使用 寿命 ，在汽车车身及零部件 制造中可以采用镀锌钢板
Ｃ电镀锌 钢板 （ｌ ｔ ｇ Ｉ ｎ ｅ ： Ｇ 。 ． Ｅｅ ｒ ａ ａ ｉ ｄ Ｅ ） ｃｏ ｖ ｚ
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要用于 材 料 的表面 热 处理 ，而后 者在 焊 接领域 应 用广 泛。激 光 深熔 焊 的本质 特征 为 小孔效 应 ，由于 存 在小 孔 ，激 光束 能深入 到材 料 内部 ，被熔 化 的液 态金 属环 绕在 ４ ７周 围 ，激 光对 材 料 的热输 入主 要是 在４ ７壁 ＼Ｌ ＼Ｌ 上 的液 化界面 上 ，随着 激 光束 的移 动 ，ｄＴ 前 沿的 金 ＼Ｌ 属被 熔 化 、汽化 ，而 在４ ７后 部 ，液态 金 属重 新凝 固 ＼Ｌ 形成 焊缝 ，从 而完 成焊 接过 程。 激 光 焊 接 镀 锌 板 的 一 个 基 本 特 征 是 产 生 等 离 子 体 ，等 离 子 体 严 重 地 阻 碍 激 光 束 ，降 低 板 材 对 激
２ 镀 锌板激光焊特征及缺 陷
根据焊接机理 ，激光焊可分为两类即热传 导焊
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汽 车 工 艺 与 材 料 Ａ＆ ３ ＴＭ ５