一种防锈性能优异的镀锌板T型焊接接头及其焊接方法技术

本发明专利技术涉及防锈性能优异的镀锌板T型焊接接头，按质量百分比计，焊缝金属包括：Mn：0.5％～1.5％；P：0.1％～0.4％；Pb：≤0.03％；Zn：≤0.2％；还包括Sn≤6.0％；Si≤4.0％，Al≤8.5％，余量为Cu，且Sn、Si和Al三者所占质量百分比之和M的范围为：4％≤M≤9％，保证焊缝较好耐蚀性能的同时，还能有很好的焊接工艺性能，减少焊接飞溅。本发明专利技术还提供前述防锈性能优异的镀锌板T型焊接接头的焊接方法。通过利用Cu合金焊缝的防锈性能优异以及熔点低的特点，匹配一定的合金元素，以改善焊缝的焊接工艺性、强度以及焊接飞溅等，得到一种防锈性能优异的镀锌板T型焊接接头，延长焊接接头的使用寿命。用寿命。

A T-shaped welded joint of galvanized sheet with excellent rust prevention performance and its welding method

【技术实现步骤摘要】
一种防锈性能优异的镀锌板T型焊接接头及其焊接方法


[0001]本专利技术属于焊接
，尤其涉及一种防锈性能优异的镀锌板T型焊接接头及其焊接方法。

技术介绍

[0002]镀锌板因其优异的防锈等性能，在汽车、冷藏箱、建筑业、通风和供热设施等制造领域有显著的优势。关于镀锌板的焊接，为了减少弧焊的大飞溅和大线能量对锌层的破坏，通常采用搭接点焊的焊接方式。对于呈T型的焊接接头，由于结构差异，通过点焊无法进行。为了保证焊接接头的强度，弧焊成为目前比较可靠的连接方法，但电弧产生的高热量会使焊缝周围的锌层烧损，破坏原有的锌层保护作用，且焊接过程中的大飞溅也会破坏镀锌板表面的锌层，形成T型焊接接头的防锈性能相比母材大大下降，一定程度上缩短了其使用寿命。
[0003]中国专利文献CN107252971A公开了一种镀锌板激光叠焊的焊接方法，其通过在镀锌板开孔，通过搭接焊的焊接接头型式和通孔，解决气孔和飞溅，但其适用于搭接接头型式，不适合T型接头型式，且对于焊后飞溅量和镀锌板Zn层破坏情况没有数据分析，无法评估其防锈性能。
[0004]中国专利文献CN112122748A公开了一种抑制镀锌板焊接气孔的焊接方法，通过TIG电弧复合焊，降低熔池的冷却速度，使锌蒸气的气泡浮出熔池，解决焊缝成形差的问题，但其额外增加热源，加快镀锌板Zn层的蒸发，反而降低焊缝附近镀锌板的防锈性能。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术提出一种防锈性能优异的镀锌板T型焊接接头及其焊接方法，通过利用Cu合金焊缝的防锈性能优异以及熔点低的特点，匹配一定的合金元素，以改善焊缝的焊接工艺性、强度以及焊接飞溅等，得到一种防锈性能优异的镀锌板T型焊接接头，延长焊接接头的使用寿命。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的防锈性能优异的镀锌板T型焊接接头，按质量百分比计，焊缝金属包括：
[0007]Mn：0.5％～1.5％；
[0008]P：0.1％～0.4％；
[0009]Pb：≤0.03％；
[0010]Zn：≤0.2％；
[0011]以及，余量为Cu。
[0012]进一步的，焊缝金属还包括Sn、Si和Al，按质量百分比计，Sn≤6.0％；Si≤4.0％，Al≤8.5％，且Sn、Si和Al三者所占质量百分比之和M的范围为：4％≤M≤9％。
[0013]以下对焊缝中各元素的含量分别进行说明：
[0014]Mn：少量Mn的加入，焊缝焊后具有良好的力学性能和抗腐蚀性能，同时，Mn焊接过
程中参与脱氧，稳定焊接电弧，减少焊接飞溅；但是过多的Mn会使焊缝出现脆性，控制Mn的质量百分比在0.5％～1.5％之间。
[0015]P：少量的P在焊接过程中，也会参与脱氧，改善焊接工艺性能，减少飞溅，但是过多的P会与Cu形成低熔点共晶化合物，增加Cu合金的热脆性，反而降低焊缝金属的力学性能，故控制P的质量百分比在0.1％～0.4％之间。
[0016]Pb：少量的Pb可增加焊缝的润滑性，提高耐磨性以及改善切削加工性能，控制Pb的质量百分比不超过0.03％。
[0017]Zn：一定量的Zn可以起到固溶强化的作用，但Zn在焊接过程中会形成Zn蒸汽，一方面，对人体有害；另一方面，造成焊接气孔等缺陷，故控制Zn的质量百分比不超过0.2％。
[0018]Sn：Sn可有效抑制脱Zn，提高耐蚀性能，另一方面，增加熔融金属的流动性，控制Sn的质量百分比不超过6.0％。
[0019]Si：少量Si也可有效控制锌的蒸发、消除气孔，改善焊接工艺性能，另外，还可提高焊缝的力学性能和抗裂性能；但过多Si在高温下会形成SiO2降低流动性，损害强度，控制Si的质量百分比不超过4.0％。
[0020]Al：Al能够显著提高焊缝的耐腐蚀性能，但过多会减少金属流动性，使焊接工艺性变差，造成未熔合、气孔、夹渣等焊接缺陷，控制Al的质量百分比不超过8.5％。
[0021]另外，Sn，Si，Al元素之间满足一定的关系，才能在保证焊缝较好耐蚀性能的同时，还能有很好的焊接工艺性能，减少焊接飞溅。
[0022]进一步的，镀锌板厚度D为1.2mm≤D≤3mm，镀锌板锌层厚度D
Zn
为D
Zn
≥55μm。
[0023]进一步的，按质量百分比计，镀锌板的钢基层包括：
[0024]C：0.02％～0.12％；
[0025]Si：0.3％～0.7％；
[0026]Mn：0.3％～1.5％；
[0027]P：0.02％～0.12％；
[0028]S：≤0.045％；
[0029]Al：≥0.01％；
[0030]Ti：0.15％～0.30％；
[0031]以及，余量为Fe。
[0032]进一步的，焊缝数量N为N≥1，单个焊缝的焊缝长度L为6mm≤L≤10mm，焊脚高度H为H≥1.2mm，焊缝之间的间距L
t
为L
t
≥3mm。
[0033]进一步的，焊接接头表面单位面积的焊渣量G
z
为G
z
≤1.03g/m2，焊缝附近Zn层单位面积含量G
min
为G
min
≥21.36g/m2。
[0034]进一步的，焊缝数量N＝4时，焊接接头的最大剪切拉力F
max
为F
max
≥9134N。
[0035]本专利技术还提供前述防锈性能优异的镀锌板T型焊接接头的焊接方法，包括如下步骤：
[0036]步骤S1：将镀锌板呈T型搭接在一起，两板的角度呈85
°
～95
°
之间，两板T型位置间隙h为h≤0.2mm；
[0037]步骤S2：采用CMT焊接方法或TIG焊接方法进行焊接；
[0038]当采用CMT焊接方法进行焊接时，焊丝直径D
焊丝
为0.95mm≤D
焊丝
≤1.05mm，控制焊接
电流I为60A≤I≤90A，焊接电压U为10V≤U≤15V，焊接速度v为5.5cm/min≤v≤6.5cm/min，保护气中氩气与氧气的体积比的比值K为99≤K≤100，气体流量Q为15L/min≤Q≤20L/min；
[0039]当采用TIG焊接方法进行焊接时，焊丝直径D
焊丝
为1.0mm≤D
焊丝
≤4.0mm，控制焊接电流I为50A≤I≤80A，焊接电压U为10V≤U≤15V，焊接速度v为5.5cm/min≤v≤6.5cm/min，保护气按体积百分比，氩气含量≥99.99％，气体流量Q为15L/min≤Q≤20L/min。
[0040]本专利技术的有益效果：
[0041]1.通过Cu基合金，匹配Mn、Sn、Si、Al等合金元素，在保证焊缝强韧性的同时，还能保证焊缝的防锈性能，另外，通过P、Sn、Si等元素改本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防锈性能优异的镀锌板T型焊接接头，其特征在于：按质量百分比计，焊缝金属包括：Mn：0.5％～1.5％；P：0.1％～0.4％；Pb：≤0.03％；Zn：≤0.2％；以及，余量为Cu。2.根据权利要求1所述的防锈性能优异的镀锌板T型焊接接头，其特征在于：焊缝金属还包括Sn、Si和Al，按质量百分比计，Sn≤6.0％；Si≤4.0％，Al≤8.5％，且Sn、Si和Al三者所占质量百分比之和M的范围为：4％≤M≤9％。3.根据权利要求1所述的防锈性能优异的镀锌板T型焊接接头，其特征在于：镀锌板厚度D为1.2mm≤D≤3mm，镀锌板锌层厚度D
Zn
为D
Zn
≥55μm。4.根据权利要求1所述的防锈性能优异的镀锌板T型焊接接头，其特征在于：按质量百分比计，镀锌板的钢基层包括：C：0.02％～0.12％；Si：0.3％～0.7％；Mn：0.3％～1.5％；P：0.02％～0.12％；S：≤0.045％；Al：≥0.01％；Ti：0.15％～0.30％；以及，余量为Fe。5.根据权利要求1所述的防锈性能优异的镀锌板T型焊接接头，其特征在于：焊缝数量N为N≥1，单个焊缝的焊缝长度L为6mm≤L≤10mm，焊脚高度H为H≥1.2mm，焊缝之间的间距L
t
为L
t
≥3mm。6.根据权利要求1所述的防锈性能优异的镀锌板T型焊接接头，其特征在于：焊接接头表面单位面积的焊渣量G
z
为G
z
≤1.03g/m2，焊缝附近Zn层单位面积含...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚运，姚峰，朱江勇，王武威，
申请(专利权)人：苏州东山精密制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：