镀锌板焊接的问题

MIG电弧钎焊从某种意义上说也属于熔化极气体保护焊(MAG)。它采用低熔点的铜基焊丝代替碳钢焊丝，焊接时热输入量低，母材不会熔化，同时锌的蒸发降至最低，提高了焊缝的抗腐蚀性能（铜基焊缝也耐腐蚀），从而确保了镀锌板更好更有效的焊接。

MIG电弧钎焊技术在工业实际应用中已取得巨大成功，许多汽车制造企业都越来越多地使用铜基焊丝来生产重要部件。近年来，MIG钎焊还用来焊接非镀层板（如合金钢、非合金钢、不锈钢、铜），同样获得了良好的效果。

镀锌薄板材广泛应用于汽车制造领域，镀锌成为重要的钢铁防腐方法，不仅因为锌可在钢铁表面形成致密的保护层，还因为锌具有阴极保护效果。当镀锌层破损，它仍能通过阴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以及近焊缝的锌烧损区，防止从这里开始生锈。

锌的熔点约为420℃，挥发温度为908℃，这不利于焊接，当电弧刚一引燃就挥发了。锌的挥发和氧化会导致气孔、未熔合及裂纹，甚至影响电弧稳定性，因此焊接镀锌板材最好的方法是减少热输入量。

一种可行的方法是用钎焊材料来焊接镀锌板，最常用的这类焊丝是铜硅合金（如CuSi3）和铜铝合金。由于这些焊丝中铜的含量高，熔点相对降低（约1000～1080℃，由合金成份决定），这时母材还未熔化，这样的接头实际上是钎焊接头。通常推荐使用的保护气是氩气，然而实验证明CuSi3也可用含少量O2或CO2的混合气体作保护气，这样电弧的稳定性更好。

MIG电弧钎焊对焊接电源的要求非常严格，其主要优点为焊缝无腐蚀、飞溅很少、镀锌层烧损少、热输入量低、焊缝易机加工、近缝区可受到阴极保护以及高安全性等。而传统的MAG焊焊镀锌板产生大量锌蒸汽，损害操作人员的身体健康。

实际工作中，CuSi3焊丝应用最广泛，它的优点是焊缝硬度低，焊后易机加工。焊丝的流动性能很大程度上取决于硅的含量，硅含量越高，熔池流动性越好，这可以满足小间隙的接头。

德国有公司为用户提供了高性能的焊接设备（全数字化脉冲焊机），并广泛应用于镀锌薄板的MIG钎焊生产实践。MIG电弧钎焊可用来焊接低合金钢、非合金钢以及不锈钢，但主要用途还是焊接表面有镀层的钢板。由于使用焊丝的低熔点及焊接时的低热量输入等特性，减少了工件近缝区及焊缝背面锌的挥发。并且MIG钎焊同MAG焊一样，可以焊各种类型接头及全位置焊接，即使在立向下、立向上和仰焊的情况下，也能获得令人满意的效果，焊接速度同样可以达到MAG焊的水平（100cm/min）。

目前，MIG电弧钎焊在汽车及支承结构中已得到大量的应用，甚至高强钢也使用了MIG钎焊的焊接方法。这是因为用短路过渡的MAG焊焊出的是凸焊缝，这降低了焊缝的抗拉强度；另一方面，用传统的钎焊将使管子产生明显的变形。而MIG电弧钎焊克服了以上两种方法的缺点，焊接时工件输入量低，焊缝又是凹型的。

协同操作

镀锌薄板要获得好的焊缝，就要求焊接电源可提供很灵活的参数选择，使得众多的各种型号的焊丝在脉冲焊时有很好的过渡形式，这就要求有大量连续可调的参数(约30个参数)，然而这么多的参数调节就使得电源操作起来非常困难，也只有少数专家才能自如使用。

因此就要求将各种焊丝及其对应的保护气所需的焊接参数预先程序化，这样就可以协同(单一)操作，使焊机对每个焊工来说都很容易使用.

实际上，对于各种不同的母材，焊丝及保护气体所需的最佳参数的选择工作在设备制造时就已为用户做好了，这些经验结果都贮存在EPROM(存贮模块)中，形成一个数据库，使用者只需要直接在焊接电源上选择填充材料就可以了。

送丝机

钎焊丝很软，这就对送丝系统有特殊要求，送丝时不能有任何损伤，接触压力不能太大,，装上合适的送丝轮四轮驱动，可提供足够的送丝力，通常采用的是光滑的半圆槽送丝轮。另一要点是要求能够准确顺利地送入导丝管且导丝管必须是柔性的(特氟龙或石墨纤维管)。FRONIUS四轮送丝机采用光滑的U型槽送丝轮和柔软耐磨的石墨纤维送丝管。

焊枪倾角

焊枪“前推”(前进方向与倾角相反)进行薄板钎焊，基值电流时的电弧就会使前方的镀锌预热到挥发温度，熔滴过渡带来的热量就使镀锌层挥发，进入熔池的锌蒸汽很少，在凝固过程中又继续排出，因此焊缝中残留气孔极少，甚至根本没有。焊枪“后拖”(前进方向与倾角方向相同)施焊时，预热效果达不到锌的挥发温度，这就意味着大量锌蒸汽会扩散到熔池中，虽然焊枪的倾角有“后热”作用，可延长熔池的凝固时间，但还不足以使大量锌蒸汽从焊缝中逸出，而且逸出的锌蒸汽对于电弧的稳定性的影响大于“前推”施焊。

提高安全性

传统的MAG焊(即CO2气保焊)焊镀锌板产生大量的锌蒸汽，损害操作人员的身体健康。用MIG电弧钎焊焊接，热输入量低，焊接烟尘和飞溅大大降低，可有效改善工作环境。

填充材料直径mm过渡形式保护气体抗拉强度N/mm2 SG2 0.8短路过渡Ar+18%CO2 320.9* CuSi3 1.0脉冲颗粒过渡Ar 309.5*

抗拉强度测试

以下是一组不同的填充材料和不同的过渡形式(自由短路过渡和脉冲电弧过渡)得出的静抗拉强度

测试：

测试前，试样经过X光探伤，正如所预料的用SG2焊的试样，不论是自由短路过渡还是脉冲过渡都含有大量气孔，原因是有锌的大量蒸发。而用CuSi3焊的试样则无气孔，这是因为钎焊温度低，锌挥发得少，气孔少了，抗拉强度就提高了。

MIG钎焊应用范围

MIG电弧钎焊可用来焊接低合金钢、非合金钢以及不锈钢，主要用途还是焊接表面有镀层的钢板。

它使用的焊丝的低熔点及焊接时的低热量输入等特性，减少了工件近缝区及焊缝背面锌的挥发。

并且MIG钎焊同MAG焊一样，可以焊各种类型接头及全位置焊接，即使在立向下、立向上和仰焊的情况下，也能获得令人满意的效果，焊接速度同样可以达到MAG焊的水平(100cm/min)。

当今，MIG电弧钎焊在汽车及支承结构中已有大量的实践应用。甚至高强钢(例如自行车支架)也使用了MIG钎焊的焊接方法。

这是因为用短路过渡的MAG焊焊出的是凸焊缝，这降低了焊缝的抗拉强度；另一方面，用传统的钎焊将使管子产生明显的变形。而MIG电弧钎焊克服了以上两种方法的缺点，焊接时工件输入量低，焊缝又是凹型的。

结论

用钎焊丝(如CuSi3)作为焊接镀锌薄板的填充材料有利于防腐和提高机械性能，然而要用好这些材料，对焊接电源、送丝系统和焊枪有非常严格的要求。