Page 201 - 现代化工程建设技术与理论创新

第六章 燃气工程施工技术与管理探讨

（三）镀锌层的物理特性、负面影响及改进措施
1. 镀锌层的作用与物理特性
船舶管路多采用表面镀锌以实现防腐蚀，因为锌可在钢铁表面形成致密的保
护层，并具有阴极保护效果，当镀锌层破损，相对活泼的镀锌部分可以作为牺牲

阳极，延缓钢铁的锈蚀，这种保护效果可延伸到 1 ～ 2mm 无保护层的区域，因
此镀锌可以有效地保护到板材的切口和冷加工造成的微裂纹以及近焊缝的锌烧损
区，防止从这里开始生锈。镀锌钢一般是在低碳钢外镀一层锌，NACKS 镀锌层
一般在 60μm 厚，高于汽车行业的 20μm。锌的熔点在 419℃，沸点 908℃左右。

2. 镀锌层的负面影响分析
脆化及裂纹：锌在铁中具有较大固溶度，锌液体会沿晶界浸蚀焊缝金属，
低熔点锌形成“液体金属脆化”。同时，锌与铁可形成金属间脆性化合物（如
Fe3Zn10，FeZn10），使焊缝金属塑性降低，在拉应力作用下而产生裂纹。

蒸汽及气孔：镀锌钢焊接时，坡口表面及边缘处的锌层，在电弧热作用下，
产生氧化、熔化、蒸发以至挥发出白色烟尘和蒸汽，极易引起焊缝气孔。
夹渣：由于氧化而形成的 ZnO，其熔点较高，若在焊接过程中参数偏小，将
引起 ZnO 夹渣，由于 Zn 成为脱氧剂，产生 FeO-MnO 或 FeO-MnO-SiO 2 低熔点

氧化物夹渣。
镀锌层破坏：如果选择焊接规范不合适，操作手法不当，很容易使焊缝边缘
处的镀锌层熔化以至扩大熔化区域，有可能破坏镀锌层，尤其是在拉长电弧和大
幅度摆动操作情况下，增宽熔化区域，破坏镀锌层更为严重。

烟尘及人体伤害：由于锌的蒸发，挥发出大量的白色烟尘，对人体有刺激、
伤害作用，因此，选择产生烟尘量较低的焊接方法、材料也是必须考虑的因素。
3. 克服镀锌层影响的改进措施
目前针对克服镀锌层影响的一些方法，主要在汽车行业中应用较多。但是，

汽车行业的应用方法和船舶行业有显著不同，汽车行业的镀锌板焊接方法可以借
鉴，但是 NACKS 无法直接使用。
汽车行业对镀锌钢板焊接的改进方法具体包括：①改进焊材，采用 J421、
J422、J423 等氧化钛型和钛钙型焊条施焊；②焊接工艺控制，在焊多层焊的第一

层焊缝时，尽量使锌层熔化并使之汽化、蒸发而逸出焊缝，可大大减少液体锌留
在焊缝中；该方式在船舶手工焊接作业中已经采用，但是不适合自动焊；③采用

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