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如果鋅在Fe2Al5 中間層過飽和而生成富鋅固溶體,則不僅使中間層中有效鋁的相對含量下降,而且大量分布的鋅固溶體破壞了均勻性,使其阻止Fe、Zn原子擴散的能力和黏附鍍層的能力下降,鍍層的附著性能也隨之降低。由此可見,保證鍍層黏附性的充分必要條件是:緊固件浸入鋅液之后,在緊固件表面首先形成含鋁多、含鋅少的較薄的Fe2Al5 中間黏附層,才能黏附鍍層和阻止Fe-Zn 擴散反應,從而達到提高鍍層黏附性的作用。鋁在鍍鋅過程中有著極其重要的作用;由黏附機制可知,只有通過Fe2Al5 中間黏附層的黏附作用,鍍層才能緊緊地黏附在緊固件表面。通常,鋅液中鋁的含量為0.12%-0.18%。當鋅液溫度為450℃時,鐵在鋅液中的大溶解度為0.03%。如鋅液中的鐵含量繼續增加,這多余的鐵會與鋅反應生成Fe-Zn或Fe-Al化合物,成為鋅液中的底渣,失去形成粘附層的充分條件。其影響因素還包括:鋅液溫度,緊固件浸入鋅液的溫度,緊固件浸鋅時間和鍍后及時冷卻情況。溫度的影響;鋅液溫度升高會促進鐵鋅原子擴散速度加大,并增大鐵在鋅液中的溶解度,鍍鋅過程對鍍層黏附性的影響是多方面的,應予以綜合考慮。鍍層黏附性的好壞與基體的成分和鍍層厚度有關。基體含Al 量越高,則中間層越容易形成,鍍層黏附性好;其他元素如Cu、Mg、Si等對黏附力都有影響。鋅液溫度越高,鍍層黏附力越好。 通過彎曲試驗和敲擊檢查,觀察鍍鋅層出現的裂紋,結果表明,鍍鋅層的黏附力與鍍鋅層厚度、鋅液溫度及基體成分等因素密切相關,生產中應對鍍鋅工藝過程進行嚴格控制。
鍍鋅鋼一般是在低碳鋼外鍍一層鋅,鍍鋅層一般在20um厚。鋅的熔點在419°C,沸點908°C左右。在焊接中,鋅熔化成液體浮在熔池表面或在焊縫根部位置。鋅在鐵中具有較大固溶度,鋅液體會沿晶界深入浸蝕焊縫金屬,低熔點鋅形成“液體金屬脆化”。同時,鋅與鐵可形成金屬間脆性化合物,這些脆性相使焊縫金屬塑性降低,在拉應力作用下而產生裂紋。如果焊接角焊縫,尤其是T形接頭的角焊縫容易產生穿透裂紋。鍍鋅鋼焊接時,坡口表面及邊緣處的鋅層,在電弧熱作用下,產生氧化、熔化、蒸發以至揮發出白色煙塵和蒸汽,極易引起焊縫氣孔。由于氧化而形成的ZnO,其熔點較高,約1800°C以上,若在焊接過程中參數偏小,將引起ZnO夾渣,同時。由于Zn成為脫氧劑。產生FeO-MnO或FeO-MnO-SiO2低熔點氧化物夾渣。其次,由于鋅的蒸發,揮發出大量的白色煙塵,對人體有刺激、傷害作用,因此,必須把焊接處的鍍鋅層打磨處理掉。焊接工藝控制鍍鋅鋼的焊前準備與一般的低碳鋼是相同的,需要注意的是要認真處理好坡口尺寸和附近的鍍鋅層。鋅液溫度太低時,在工藝時間內鋅液不能與鋼基體形成鐵-鋅合金層,粘上的鋅液在吹抹處理時即被吹去,下面就露出鋼管基體;鋅液溫度太高時,溶劑與之接觸后很快地被燒去,就無法鍍上鋅層;鋼管進入鋅液處的鋅灰未很好,使溶劑首先與之接觸后被燒去,失去了溶劑就鍍不上鋅;鋅液表面上的鋁含量太高,使溶劑首先與之接觸后產生了三氯化鋁而揮發掉,從失去了溶劑的作用而鍍不上鋅。
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