△此次研究中的焊接結構

在白車身激光釺焊工藝前期規劃中，母材的選擇是一個比較典型的問題。對于有激光釺焊工藝規劃經驗的工程師來說，可能已經知道焊接良好質量易獲得性的母材排行是——未鍍鋅闆>電鍍鋅闆>熱鍍鋅闆，未鍍鋅闆最好焊接，熱鍍鋅闆焊接不良最多。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闆和熱鍍鋅在激光釺焊中的表現差異，揭示為什麼電鍍鋅闆比熱鍍鋅闆更易獲得良好焊縫。

（本文主要基于Wilfried Reimann的《Influence of different zinc coatings on laser brazing of galvanized steel》來進行讨論）

—— 結論 ——

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緻熔池熱量的分布差異，是導緻焊接不良産生的主要原因之一。

—— 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 電鍍鋅闆，鍍層5-11μm

DX57 Z100 MCO 熱鍍鋅闆，鍍層6-11μm

熱鍍鋅闆鍍層表面有一層比較閃亮的小點狀結構，那是Fe2Al5及Fe-Zn形成的中間相溶解在整個鍍鋅層當中。但是在電鍍鋅闆中，鋅層并無類似的結構，整個鍍層都是比較均勻的Zn-Steel組織。

△對激光的反射率（藍色-熱鍍鋅闆 紅色-電鍍鋅闆）

這兩種表面組織的差異，直接導緻了兩種鍍層對光的反射率不一樣。從圖表上可以看出，熱鍍鋅闆對光的反射率強于電鍍鋅闆，意味着蒸發同樣的鋅層，熱鍍鋅闆需要比電鍍鋅闆更多的功率才能實現一樣的效果。

—— 焊接表現 ——

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，可以看出電鍍鋅闆的焊接過程十分穩定，鋅層的蒸發也顯得一緻性很高。電鍍鋅闆鋅層的蒸發過程很不穩定，并伴随着大量的小飛濺顆粒。

△SEM和EDX分析

通過SEM和EDX分析熔池周邊的成分，電鍍鋅闆熔池周邊主要是Fe為主，Zn較少，而熱鍍鋅闆熔池周邊Zn較多，Fe其次。這種現象表明電鍍鋅闆鋅蒸發得比較完全，而熱鍍鋅闆鋅層未完全蒸發。

激光釺焊

△激光釺焊焊接過程對比

在激光釺焊焊接表現中，熱鍍鋅闆的飛濺統計（31個）遠遠超過了電鍍鋅的飛濺數（0個）。同時，熱鍍鋅闆也會産生一些氣孔。

△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現，電鍍鋅闆整體的焊接熱量分布都很均勻，受熱比較集中。而熱鍍鋅闆熔池上側明顯比下側的熱量少很多，熱量分布不均勻，這也是造成熱鍍鋅闆焊接過程不穩定的直接原因之一。

—— 個人總結 ——

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，直接體現在了激光反射率，焊接熱量分布不同。

熱鍍鋅闆雖然焊接性能比電鍍鋅闆較差，但成本上有優勢，針對不同的應用，可以選擇不同的鍍層闆材類型。

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