△此次研究中的焊接結(jié)構(gòu)

在白車身激光釬焊工藝前期規(guī)劃中，母材的選擇是一個比較典型的問題。對于有激光釬焊工藝規(guī)劃經(jīng)驗的工程師來說，可能已經(jīng)知道焊接良好質(zhì)量易獲得性的母材排行是——未鍍鋅板>電鍍鋅板>熱鍍鋅板，未鍍鋅板最好焊接，熱鍍鋅板焊接不良最多。但是這種對比有些朋友反饋僅限于知其然，而不知所以然的程度。這期主要分析電鍍鋅板和熱鍍鋅在激光釬焊中的表現(xiàn)差異，揭示為什么電鍍鋅板比熱鍍鋅板更易獲得良好焊縫。

（本文主要基于Wilfried Reimann的《Influence of different zinc coatings on laser brazing of galvanized steel》來進(jìn)行討論）

—— 結(jié)論 ——

1、不同的鍍層類型會影響熔池的熱量分布和焊接過程的成型。

2、材料本身對激光熱量的吸收導(dǎo)致熔池?zé)崃康姆植疾町悾菍?dǎo)致焊接不良產(chǎn)生的主要原因之一。

—— 鍍層組織 ——

△兩種材料金相圖

此次使用的兩種材料為：

DC06 ZE75/75 BPO 電鍍鋅板，鍍層5-11μm

DX57 Z100 MCO 熱鍍鋅板，鍍層6-11μm

熱鍍鋅板鍍層表面有一層比較閃亮的小點狀結(jié)構(gòu)，那是Fe2Al5及Fe-Zn形成的中間相溶解在整個鍍鋅層當(dāng)中。但是在電鍍鋅板中，鋅層并無類似的結(jié)構(gòu)，整個鍍層都是比較均勻的Zn-Steel組織。

△對激光的反射率（藍(lán)色-熱鍍鋅板 紅色-電鍍鋅板）

這兩種表面組織的差異，直接導(dǎo)致了兩種鍍層對光的反射率不一樣。從圖表上可以看出，熱鍍鋅板對光的反射率強于電鍍鋅板，意味著蒸發(fā)同樣的鋅層，熱鍍鋅板需要比電鍍鋅板更多的功率才能實現(xiàn)一樣的效果。

—— 焊接表現(xiàn) ——

純激光焊接

△激光直接焊接圖像

直接使用激光來焊接兩種材料，可以看出電鍍鋅板的焊接過程十分穩(wěn)定，鋅層的蒸發(fā)也顯得一致性很高。電鍍鋅板鋅層的蒸發(fā)過程很不穩(wěn)定，并伴隨著大量的小飛濺顆粒。

△SEM和EDX分析

通過SEM和EDX分析熔池周邊的成分，電鍍鋅板熔池周邊主要是Fe為主，Zn較少，而熱鍍鋅板熔池周邊Zn較多，F(xiàn)e其次。這種現(xiàn)象表明電鍍鋅板鋅蒸發(fā)的比較完全，而熱鍍鋅板鋅層未完全蒸發(fā)。

激光釬焊

△激光釬焊焊接過程對比

在激光釬焊焊接表現(xiàn)中，熱鍍鋅板的飛濺統(tǒng)計（31個）遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了電鍍鋅的飛濺數(shù)（0個）。同時，熱鍍鋅板也會產(chǎn)生一些氣孔。

△焊接過程的熱量分布

通過對兩種焊接過程的熱量分布圖可以發(fā)現(xiàn)，電鍍鋅板整體的焊接熱量分布都很均勻，受熱比較集中。而熱鍍鋅板熔池上側(cè)明顯比下側(cè)的熱量少很多，熱量分布不均勻，這也是造成熱鍍鋅板焊接過程不穩(wěn)定的直接原因之一。

—— 個人總結(jié) ——

兩種材料鍍層本身組織的差異是造成兩種材料焊接差異的最根本原因，直接體現(xiàn)在了激光反射率，焊接熱量分布不同。

熱鍍鋅板雖然焊接性能比電鍍鋅板較差，但成本上有優(yōu)勢，針對不同的應(yīng)用，可以選擇不同的鍍層板材類型。