热镀锌材料焊接怎样焊

非合金钢即碳素钢，碳素钢简称碳钢，含碳量小于2.11%的铁碳合金。碳素钢是工业中应用最广泛的金属材料。工业中使用的碳素钢，含碳量很少超过1.4%，用于制造焊接结构的碳素钢，其含碳量还要低很多。必须注意的是，国家标准GB/T 13304.1–2008中已经以“非合金钢”取代传统的“碳素钢”，但在很多现行的标准中仍采用碳钢一词，所以本书部分内容仍沿用碳素钢术语。

基础知识

低碳钢为碳含量低于0.25%的碳素钢，因其强度低、硬度低而软，故又称软钢。它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢，大多不经热处理用于工程结构件，有的经渗碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。

低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体，其强度和硬度较低，塑性和韧性较好。因此，其冷成形性良好，可采用卷边、折弯、冲压等方法进行冷成形，易于接受各种加工，如锻造、焊接和切削，常用于制造链条、铆钉、螺栓、轴等。

任务实施

一、低碳钢的焊接性

低碳钢的碳含最较低，合金元素锰和硅的含量亦不高。总的来说，其焊接性良好，不会因焊接热周期的快速冷却，引起淬硬而使组织脆化。因此，在焊接板厚小于70 mm的焊件时，焊前不需预热，不必严格保持层间温度。除了锅炉、压力容器等重要的焊接结构外，焊后不必作消除应力处理，整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施，焊接性能优良。

二、低碳钢的焊接工艺

1.焊接方法

低碳钢焊接性好，几乎可以选择所有的焊接方法，并能保证焊接接头的良好质量，例如氧乙炔、焊条电弧焊、埋弧焊、氩弧焊、二氧化碳气体保护焊、电渣焊、等离子弧焊、电阻焊、摩擦焊和钎焊等。近年来新开发的一些高效、高质量的焊接方法和焊接工艺也在低碳钢焊接中得到了广泛应用，例如高效率铁粉焊条和重力焊条电弧焊、氢弧焊封底-快速焊剂埋弧焊、窄间隙埋弧焊、药芯焊丝气体保护焊等。

2.焊接材料

焊接低碳钢时大多采用焊条电弧焊。低碳钢选用焊条的主要原则是等强度原则，大多使用E43××系列的焊条，这一系列焊条有多种型号，商品牌号更多，可根据具体母材、受载情况等加以选用，比较重要的结构或受载情况复杂的结构，尽量选用低氢型焊条，见表9-1。其他钢材选用焊条请参照JB/T 4709-2007等行业标准或国家标准。

表9-1 低碳钢常用焊接材料

3.焊接工艺要点

（1）焊前准备 焊前准备包括以下方面：

①坡口的制备：坡口的制备宜采用冷加工方法，也可采用热加工方法，焊接坡口应保持平整，不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷，尺寸应符合图样或焊接工艺的规定。坡口表面及两侧（焊条电弧焊10 mm，埋弧焊20 mm）应将水、铁锈、油污、熔渣及其他有害杂质清理干净。

②焊条、焊剂按规定进行烘干、保温焊丝需去除油、锈等杂质。

③预热：低碳钢焊接一般不需要采用特殊的工艺措施，但若在寒冷冬季施焊时，焊接接头冷却速度快，裂纹倾向增大，特别是焊接厚度大的刚性结构时更是如此，为避免裂纹的产生，可采取焊前预热、焊接时保持层间温度和后热等工艺措施。预热温度可根据试验结果和相关标准具体确定，不同产品的预热温度不尽相同，见表9-2。

表9-2 常用低碳钢刚性结构焊前预热温度

④定位焊：定位焊须采用与所焊焊缝相同的焊接材料，按相同的焊接工艺施焊，定位焊缝不得有裂纹，否则必须清除重焊。熔入永久焊缝内的定位焊缝两端应便于接弧，如存在气孔、夹渣时应去除。

（2）焊接工艺要点

①焊工必须按图纸、工艺文件、技术标准的要求施焊。

②应在引弧板或坡口内引弧，禁止在非焊接部位引弧。熄弧时，弧坑要填满。

③施焊过程中应控制层间温度不超过规定的范围，当焊件预热时应控制层间温度不低于预热温度。

④每条焊缝应尽可能一次焊完，尽量避免中断。

⑤焊缝表面的形状尺寸及外观要求应满足相关标准的要求。

⑥焊缝表面不得有裂纹、气孔、弧坑和肉眼可见的夹渣等缺陷，焊缝和两侧的飞溅物必须清除。

拓展提高

镀锌钢焊条电弧焊

镀锌钢板是在低碳钢的基础上镀上一层锌，由于锌层的存在给镀锌钢的焊接带来了一定困难，主要的问题有：焊接裂纹及气孔的敏感性增大、锌的蒸发及烟尘、氧化物夹渣及镀锌层熔化及破坏。其中焊接裂纹、气孔和夹渣是最主要的问题。

镀锌钢可采用手工电弧焊、熔化极气体保护焊、氩弧焊、电阻焊等方法进行焊接。

手工电弧焊为了降低焊接烟尘，防止焊接裂纹及气孔的产生，焊前除了开适当的坡口外，还应将坡口附近的锌层去除。去除方法可采用火焰烘烤或喷砂。焊条的选择原则是焊缝金属的力学性能尽量与母材相近。对于低碳钢镀锌钢板，应优先选用J421/J422或J423焊条。对于强度等级在500 MPa以上的镀锌钢板，可选用E5001、E5003等型号的焊条。对于强度在600 MPa以上的镀锌钢板，应选用E6013、E5503及E5513等型号的焊条。焊接时，尽量采用短弧，不要使电弧摆动，以防止镀锌层熔化区域的扩大，保证工件的抗腐蚀性并降低烟尘量。