热镀锌也称热浸镀锌，是钢铁构件浸入熔融的锌液中获得金属覆盖层的一种方法。热镀锌层形成过程是铁基体与外面的纯锌层之间形成铁-锌合金的过程，工件表面在热浸镀时形成铁-锌合金层，才使得铁与纯锌层之间很好结合，热镀锌后的工件在常规气候中耐腐蚀能力可达到50年。近年来随输配电、交通（道路交安、高速、高铁）、市政设施、通讯、建筑、户外钢构等事业迅速发展，对钢构件防腐能力要求越来越高，重大基建钢构件户外防腐方法基本采用热镀锌。热镀锌技术在本公众号前文已述，但对热镀锌前道工序钢构件焊接制作基本上没有专业资料，本文将详尽阐述热镀锌钢构件焊接制作工艺。

热镀锌钢结构焊接工艺相比普通钢结构焊接工艺从技术上要求更高，须严格控制，主要有以下几点关键因素：

1、热镀锌温度在450℃左右，要严格控制焊接工艺参数，减少或消除应力，防止钢构件高温变形；

2、要求焊缝饱满光滑、无焊渣飞溅，特别是焊渣会造成锌颗粒包裹，锌附着力降低；

3、要求焊缝不夹渣、无气孔、无漏焊、全包围，避免热镀锌后喷气漏镀和流黄水现象；

4、对钢结构制作要求预留流锌通道，避免积锌或造成漏镀。

正因为热镀锌钢构件在制作过程中的考究，使得热镀锌钢结构焊接更加专业，须严格按照工艺标准作业，否则造成热镀锌工序漏镀、脱层、积渣等质量问题。本文结合青冶正星十年专业热镀锌钢构件制作经验，专门对热镀锌钢构件焊接工艺进行了归纳总结，供热镀锌钢构件爱好者学习交流，是难得收藏专业技术资料。

一、热镀锌钢构件的焊接方式选择

热镀锌钢构件的焊接采用保护气体焊接方式，并选用MAG方式。焊接保护气体(Welding Gases)，气体工业名词，气体保护焊由于具有焊接质量好，效率高，易实现自动化等优点而得以迅速发展。

㈠  采用保护气体焊接的优势

1、气体保护焊比焊条电弧焊效率高。

〈1〉气体保护焊比焊条电弧焊熔化速度和熔化系数高1-3倍；

〈2〉坡口截面比焊条减小50%，熔敷金属量减少1/2；

〈3〉辅助时间是焊条电弧焊的50%。

三项合计：气体保护焊的工效与焊条电弧焊相比提高倍数2.02--3.88倍

2、气体保护焊焊接接头比焊条电弧焊的焊接接头质量。

气体保护焊缝热影响区小，焊接变形小；气体保护焊缝含氢量低（≤1.6ML/100g），气孔及裂纹倾向小；气体保护焊缝成形好，表面及内部缺陷少，探伤合格率高于焊条电弧焊。

3、气体保护焊比焊条电弧焊的综合成本低

〈1〉坡口截面积减少36-54%, 节省填充金属量；

〈2〉降低耗电量65.4%；

〈3〉设备台班费较焊条电弧焊降低67-80%，降低成本20-40%；

〈4〉减少人工费、工时费，降低成本10-16%；

〈5〉节省辅助工时、辅料消耗及矫正变形费用；

综合五项, 气体保护焊能使焊接总成本降低 39.6-78.7%,平均降低59%。

㈡  气体保护焊的分类

焊接保护气体可以是单元气体，也有二元，三元混合气。采用焊接保护气的目的在于提高焊缝质量，减少焊缝加热作用带宽度，避免材质氧化。单元气体有氩气，二氧化碳，二元混合气有氩和氧，氩和二氧化碳，氩和氦，氩和氢混合气。三元混合气有氦，氩，二氧化碳混合气。应用中视焊材不同选择不同配比的焊接混合气。

1、CO2焊接

二氧化碳保护焊全称二氧化碳气体保护电弧焊。用纯度> 99.5% 的CO2做保护气体的熔化极气体保护焊—称为CO2焊。

2、MAG焊接

MAG(Metal Active Gas Arc Welding)焊是熔化极活性气体保护电弧焊的英文简称。它是在氩气中加入少量的氧化性气体（氧气，二氧化碳或其混合气体）混合而成的一种混合气体保护焊。用混合气体75--95% Ar + 25--5 % CO2 ，标准配比：80%Ar +20%CO2 ，做保护气体的熔化极气体保护焊—称为MAG焊。

3、MIG焊接

MIG焊（熔化极惰性气体保护焊）英文：meltinert-gas welding使用熔化电极，以外加气体作为电弧介质，并保护金属熔滴、焊接熔池和焊接区高温金属的电弧焊方法，称为熔化极气体保护电弧焊。

〈1〉用高纯度氩气Ar≥ 99.99%做保护气体的熔化极气体保护焊接铝及铝合金、铜及铜合金等有色金属；

〈2〉用98% Ar + 2%O2 或95%Ar + 5%CO2做保护气体的熔化极气体保护焊接实心不锈钢焊丝的工艺方法--称为MIG焊。

〈3〉用氦+氩惰性混合气做保护的熔化极气体保护焊。

㈢  气体保护焊混合气模式的选择

气体保护焊采用混合气模式，根据应用领域不同对混合气进行选择。

1、Ar+He 氩气的优点是电弧燃烧非常稳定、飞溅极小。氦气的优点是电弧温度高、母材金属热输入大、焊接速度快。以氩气为基体，加入一定数量的氦气即可获得两者所具有的优点。焊接大厚度铝及铝合金时，采用Ar+He混合气体可改善焊缝熔深、减少气孔和提高生产率。板厚10-20mm时入体积分数为50％的He；板厚大于20mm后，则加入体积分数为75％-90％的He。

焊接铜及铜合金时，Ar+He混合气体可以改善焊缝的润湿性，提高焊缝质量。He占的比例一般为50％-75%(体积分数)。

2、Ar+H2 在氩气中加入H2可以提高电弧温度，增加母材金属的热输入。如用TIG电弧或等离子弧焊接不锈钢时，为了提高焊接速度常在氩气中加入体积分数为4％～8%H2。

利用Ar+H2混合气体的还原性，可用来焊接镍及其合金，以消除镍焊缝中的CO气孔。但加入的H2含量（体积分数)须低于6％，否则会导致产生氢气孔。

3、Ar+N2 在Ar中加入N2后，电弧的温度比纯氩高，主要用于焊接铜及铜合金，这种混合气体与Ar+He混合气体相比较，优点是N2来源多，价格便宜。缺点是焊接时有飞溅，并且焊缝表面较粗糙，焊接过程中还伴有一定的烟雾。

4、Ar+O2 混合气体有两种类型：一种含O2量(体积分数)较低，为1％~5％，用于焊接不锈钢；另一种含O2量(体积分数)较高，可达20％以上，用于焊接低碳钢及低合金结构钢。

在纯氩中加入体积分数为1％的O2用来焊接不锈钢时，可以克服纯氩焊接不锈钢时电弧阴极斑点不稳定的现象(阴极飘移)。

阴极飘移：电弧本身具有跳跃性和粘着性，对于黑色金属，因为他们表面的氧化膜没有镁铝等合金的致密，在焊接的过程中，电弧总是寻找金属微观表面上的氧化物点聚集，由于电弧的跳跃性和粘着性，导致电弧不连续，也就会产生电弧偏移，也就是阴极漂移，从而导致电弧的不稳定性。加入一定的氧，焊接时会氧化金属表面，确保焊接电弧的稳定。

5、Ar+CO2 广泛应用于焊接碳钢及低合金结构钢，可以提高焊缝金属的冲击韧度和减小飞溅。一般工厂对钢结构的焊接均采用这个工艺，下面详述。

6、Ar+CO2+O2 三者混合可用来焊接低碳钢、低合金结构钢，对焊缝成形、接头质量、熔滴过渡和电弧稳定性都有良好效果。

二、MAG焊接Ar+CO2焊接工艺

热镀锌钢构件焊接根据实际气源供应和焊接综合效率选择MAG焊接Ar+CO2焊接方式，其焊接工艺须严格按照以下标准执行。

㈠   焊丝的选择

常用Ar+CO2焊的焊丝直径有(mm)：0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、2.0、2.4、2.5、3.0、3.2、4.0、5.0、6.0等。不同的焊丝直径采用不同的焊接电流、电弧电压等参数，也表现出不同的熔地过渡形式和电弧行为。我们通常使用的焊丝直径被归纳为三种类型：

1、细丝

细丝是直径小于1.2mm的焊丝，一般一短路过渡形式进行焊接，其特点是电弧电压低、电流小，适于焊接薄板以及进行全位置焊接。焊接薄板时，生产率高，变形小。并且操作上比较容易掌握，对焊工技术要求不高。另外，由于焊接参数小，焊接过程光辐射、热辐射以及焊接烟尘等都比较小，因而在生产上得到广泛应用。采用短路过渡焊接的焊丝直径最大到1.6mm，如超1.6mm的焊丝采用短路过渡焊接，则飞溅相当严重，在实际生产上很少使用。

2、中丝

中丝是直径为1.6～2.5mm的焊丝，一般熔滴以细颗粒过渡形式进行焊接，其特点是电流较大，电弧电压较高，熔滴以较小的尺寸自由飞落形式进入熔池。细颗粒过渡时，电弧穿透力强，母材熔深大，适于焊接中厚板的工件。

3、粗丝

粗丝是直径为2.5～6.0mm的焊丝，一般采用潜弧焊。其特点是大的电流，低的电弧电压，焊丝端头和电弧潜入熔池的凹坑内，熔滴以小于焊丝直径的细颗粒高速通过电弧空间向熔池过渡。焊接过程平稳，不发生短路，飞溅也较小，是高速焊接的方法之一。

4、热镀锌钢构件的气体保护焊接一般为细丝，采用MAG焊接Ar+CO2焊接工艺，具体工艺参数见下表：

㈡  焊接飞溅的控制要点

1、正确选择焊接参数:

焊电流和电弧电压参数选择见上表，在Ar+CO2气体保护焊中，对于每种直径的焊丝，其飞溅率与焊接电流之间都存在一定规律。在小电流的短路过渡区，焊接飞溅率较小，进入大电流的细颗粒过渡区后，焊接飞溅率也较小，而在中间区焊接飞溅率最大。以直径1. 2mm 的焊丝为例，当焊接电流小于150A或大于300A时，焊接飞溅都较小，介于两者之间，则焊接飞溅较大。在选择焊接电流时，应尽可能避开焊接飞溅率高的焊接电流区域，焊接电流确定后再匹配适当的电弧电压。

2、焊丝伸出长度: 焊丝伸出长度与电流有关，电流越大，焊丝伸出长度越长时，焊丝的电阻热越大，焊丝熔化速度加快，易造成成段焊丝熔断，飞溅严重，焊接过程不稳定。焊丝伸出长度太短时，容易使飞溅物堵住喷嘴，有时飞溅物熔化到熔池中，造成焊缝成形差。一般经验公式是，伸出长度为焊丝直径的十倍，即Φ1.2mm焊丝选择伸出长度为12mm左右。焊丝伸出长度(即干伸长) 对焊接飞溅也有影响，焊丝伸出长度越长，焊接飞溅越大。例如，直径为1. 2mm的焊丝，焊接电流280A时，当焊丝伸出长度从20mm增加至30mm时，焊接飞溅量增加约5％ 。因而因而要求焊丝伸出长度应尽可能地缩短。

3、改进焊接电源：

引起CO2气体保护焊产生飞溅的原因，主要是在短路过渡的最后阶段，由于短路电流急剧增大，使得液桥金属迅速加热，造成热量聚集，最后使液桥爆裂而产生飞溅。从改进焊接电源方面考虑，主要采用了在焊接回路中串接电抗器和电阻、电流切换，电流波形控制等方法，以减小液桥爆裂电流，从而减小焊接飞溅。目前，晶闸管式波控CO2 气体保护焊机及逆变式晶体管式波控CO2气体保护焊机已经得到使用，在减小CO2气体保护焊的飞溅已取得了成功。

4、在CO2气体中加入氩气(Ar）：

在CO2气体中加入一定量的氩气后，改变了CO2气体的物理性质和化学性质，随着氩气比例的增加，焊接飞溅逐渐减小，对飞溅损失变化显著的是颗粒直径大于0. 8mm 的飞溅，但对于颗粒直径小于0. 8mm 的飞溅影响不大。

另外采用了在CO2气体中加入氩气的混合气体保护焊，也可改善焊缝成形，氩气加入到CO2气体中对焊缝熔深、熔宽、余高的影响，随着CO2气体中氩气含量的增加，而使熔深减小，熔宽增大，焊缝余高减小。混合气体标准配比：80%Ar + 20%CO2 。

5、采用低飞溅焊丝：

对于实芯焊丝，在保证接头力学性能的前提下，尽量降低其含碳量，并适当增加钛、铝等合金元素，都可有效地降低焊接飞溅。

另外，采用药芯焊丝CO2气体保护焊可以大大降低焊接飞溅，药芯焊丝产生的焊接飞溅约为实芯焊丝的1/3。

6、焊枪角度的控制：

当焊枪垂直于焊件焊接时，所产生的焊接飞溅量zui少，倾斜角度越大，飞溅越多。焊接时，焊枪的倾斜角度不要超过20º。

再认真的控制，生产中飞溅还是难以避免，热镀锌前须再次质检，并予以打磨干净。

总体来说，热镀锌钢构件的焊接制作工艺有很强的专业性和技术性，青冶正星集钢构制作、热浸镀锌、安装施工为一体的一站式大型热镀锌钢构制造企业，经历了十年磨练，见证了许多客户在不按照规范焊接制作后，来到热镀锌工序时，出现喷气漏镀、流黄水、大弯变形、飞溅长锌麻点、积锌等各种质量问题，甚至于造成钢构工件报废，出现不可挽回的损失。本文推出希广大客户了解热镀锌钢构产品焊接制作过程技术控制标准，供同行或兴趣爱好者学习交流。