In den letzten Jahren hat die Automobilindustrie dünne Bleche gefördert, um die Qualität und das Gewicht langfristig zu verbessern, und die Verzinkungsrate von verzinkten Stahlblechen ist weiter gestiegen. Im Vergleich zu gewöhnlichen Stahlplatten ist jedoch die Schweißbarkeit vonverzinkte Stahlplattenist sehr schlecht: erstens Porendefekte, die durch Zinkverdampfung während des Schweißens verursacht werden (einschließlich Grübchen, die auf der Oberfläche der Schweißraupe entstehen, und interner Poren, die in der Schweißraupe verbleiben); Zweitens bläst der Zinkdampf die geschmolzenen Tröpfchen und das Schmelzbad weg, was zu übermäßigen Spritzern führt (Abbildung 1). Als Reaktion auf diese Probleme wurden in der Vergangenheit viele Verbesserungen an Schweißmaterialien oder Stromquellen vorgenommen, aber es ist bei weitem nicht möglich, die Probleme der Porositätsbeständigkeit und der Spritzerbildung gleichzeitig zu lösen. Insbesondere wird vermutet, dass die Porendefekte durch das Eindringen von Zinkdampf, der aus der galvanisierten Schicht des überlappenden Teils der Stahlplatte erzeugt wird, in das Schmelzbad verursacht werden, der Mechanismus ihres Auftretens ist jedoch noch nicht klar.
Mechanismus der Entstehung von Porendefekten
1.1 Experimentelle Methoden
Das Grundmaterial ist ein legiertes feuerverzinktes Stahlblech mit einer Dicke von 2,3 mm (Verzinkungsmenge 45 g/m2). Durch Punktschweißen wird ein enger Kontakt zwischen den überlappenden Teilen der Stahlplatten sichergestellt, um zu verhindern, dass Zinkdampf aus den Lücken zwischen den Stahlplatten austritt. Das MAG-Schweißen wurde anhand der in Tabelle 1 aufgeführten Spezifikationen durchgeführt und der Einfluss der Schweißposition auf Grübchen und Poren analysiert. Zur Beobachtung der Oberfläche des Schmelzbades wurde eine Hochgeschwindigkeitskamera mit einer Bildrate von 6000 Bildern pro Sekunde und ein Röntgenbildgerät mit hoher Helligkeit und einer Bildrate von 500 Bildern pro Sekunde (Ausrüstung des Joint Science Institute der Universität Osaka) verwendet dient der dynamischen Beobachtung der Porenbildung im Schmelzbad.
1.2 Beobachtung von Porendefekten
Aus Erfahrung ist bekannt, dass Porendefekte stark von der Schweißposition beeinflusst werden. Die Anzahl der Grübchen und inneren Poren beim Flachschweißen und Downhill-Schweißen nahm beim Downhill-Schweißen deutlich zu. Eine Hochgeschwindigkeitskamera beobachtet den Oberflächenzustand des Schmelzbades. Wenn beim Gefälleschweißen der durch die Verdampfung der verzinkten Schicht erzeugte Zinkdampf durch das Innere des Schmelzbades hinter dem Lichtbogen entweicht, entsteht eine große Anzahl von Grübchen und inneren Poren; Wenn beim Flachschweißen der Zinkdampf direkt unter dem Lichtbogen entweicht, ist es nicht nur schwierig, Konkavitäten zu bilden. Die Bildung von Grübchen und die Anzahl der inneren Poren werden ebenfalls reduziert, und diese Tendenz wird durch Änderungen des Schweißstroms und der Schweißspannung nicht beeinflusst. Charakteristisch für das Downhill-Schweißen ist die Stelle, an der das Schmelzbad auf den Lichtbogen trifft. Die Ergebnisse dieses Experiments zeigen, dass das Absinkphänomen direkt unter dem Lichtbogen einen großen Zusammenhang mit der Bildung von Porendefekten hat.
