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0引言

 

熱浸鍍鋅鋁鎂板是在鍍鋅板的基礎(chǔ)上改良的新產(chǎn)品，因其具有耐蝕性高、切邊耐蝕性強(qiáng)、鍍層硬度高等特點(diǎn)而被人們廣泛關(guān)注。近年來，鍍鋅鋁鎂板產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于汽車板、建筑業(yè)、輕工業(yè)、家電業(yè)等領(lǐng)域。在家電行業(yè)中，兩器（蒸發(fā)器和冷凝器）邊板可能是鍍鋅鋁鎂板重要應(yīng)用場(chǎng)景之一。但鍍鋅鋁鎂板用作兩器邊板時(shí)，邊板側(cè)U管的火焰釬焊焊接，溫度高達(dá)850 ℃，高溫灼燒會(huì)導(dǎo)致鍍鋅鋁鎂板表面出現(xiàn)明顯的裂紋。此裂紋是明顯的外觀缺陷，對(duì)鍍鋅鋁鎂板的耐腐蝕性能可能產(chǎn)生較大影響，從而影響產(chǎn)品的可靠性，但并未有文獻(xiàn)對(duì)此進(jìn)行報(bào)道。本文闡述了火焰釬焊高溫灼燒導(dǎo)致的鍍鋅鋁鎂板表面裂紋缺陷，分析了其產(chǎn)生原因，并評(píng)估了其對(duì)鍍鋅鋁鎂板的耐蝕性影響，同時(shí)提出了簡(jiǎn)單有效的解決措施。

 

1實(shí)驗(yàn)

 

1.1 裂紋缺陷的復(fù)現(xiàn)

 

使用某鋼廠生產(chǎn)的鍍鋅鋁鎂板并利用火焰釬焊的高溫火焰的外焰對(duì)其表面灼燒5 s，使其表面呈現(xiàn)明顯的樹枝狀裂紋。

 

2結(jié)果與討論

 

2.1 高溫灼燒前后鍍鋅鋁鎂板表面形貌和EDS能譜分析

 

鍍鋅鋁鎂板用作兩器邊板時(shí)，邊板側(cè)U管的火焰釬焊焊接，溫度高達(dá)850 ℃。由于距離近，火焰灼燒鍍鋅鋁鎂板表面，使其表面呈現(xiàn)明顯的樹枝狀裂紋。高溫灼燒會(huì)導(dǎo)致鍍鋅鋁鎂板表面出現(xiàn)明顯的裂紋。圖1為高溫灼燒后鍍鋅鋁鎂板宏觀表面形貌圖。

 

 

圖1 高溫灼燒后鍍鋅鋁鎂板宏觀表面形貌圖

 

圖2為高溫灼燒前鍍鋅鋁鎂板的掃描電鏡圖。可以看出鍍鋅鋁鎂板未經(jīng)高溫灼燒時(shí)，表面平滑，鍍層分布較為均勻。

 

 

圖2高溫灼燒前的鍍鋅鋁鎂板的掃描電鏡圖

 

圖3為高溫灼燒后鍍鋅鋁鎂板的掃描電鏡圖，裂紋處呈球狀形態(tài)。

 

 

圖3 高溫著燒后鍍鋅鋁鎂板的掃描電鏡圖

 

為了解表面狀態(tài)，使用EDS能譜儀測(cè)試了高溫灼燒前后鍍鋅鋁鎂板表面鍍層的元素信息。表1為圖2和圖3中相應(yīng)位置的元素信息統(tǒng)計(jì)表。鍍鋅鋁鎂板未經(jīng)過高溫灼燒處理時(shí)，表面平整光滑。經(jīng)過高溫灼燒處理后，表面呈現(xiàn)宏觀樹枝狀不規(guī)則裂紋，比高溫灼燒處理前多出Fe元素，主要是高溫灼燒處理，導(dǎo)致碳鋼基材中少量Fe元素析出。裂紋區(qū)外，出現(xiàn)的塊狀結(jié)晶物為富鋅區(qū)，顏色較暗的區(qū)域?yàn)槠溲趸?，因此其氧元素升高。高溫灼燒處理前后，鍍鋅鋁鎂板表面元素種類及其含量并未有明顯變。

 

表1 鍍鋅鋁鎂板表面鍍層元素（原子質(zhì)量分?jǐn)?shù)）統(tǒng)計(jì)表

 

 

2.2 高溫灼燒處理前后 鍍鋅鋁鎂板的電化學(xué)分析

 

圖4為高溫灼燒前后鍍鋅鋁鎂板的極化曲線。表2為極化曲線參數(shù)。通過表2可以看到，高溫灼燒處理后，鍍鋅鋁鎂板的自腐蝕電位略微低于高溫灼燒處理前的；自腐蝕電流明顯大于高溫灼燒處理前的，且自腐蝕電位越高、自腐蝕電流越小，耐蝕性越好。說明高溫灼燒處理降低了鍍鋅鋁鎂板的耐腐蝕性。

 

 

圖4 高溫灼燒處理前后鍍鋅鋁鎂板的極化曲線

 

表2 高溫灼燒前后鍍鋅鋁鎂板的極化曲線參數(shù)

 

 

2.3 高溫灼燒前后鍍鋅鋁鎂板耐鹽霧分析

 

圖5和圖6分別為高溫灼燒處理前后鍍鋅鋁鎂板腐蝕宏觀圖。從圖5、圖6可以看出，經(jīng)過相同時(shí)間的鹽霧試驗(yàn)，未高溫灼燒處理的鍍鋅鋁鎂板的耐蝕性高于高溫灼燒處理的，這說明高溫灼燒對(duì)鍍鋅鋁鎂板鍍層有一定的破壞作用。

 

 

圖5 高溫灼燒前鍍鋅鋁鎂板腐蝕宏觀圖

 

 

圖6 高溫灼燒后鍍鋅鋁鎂板腐蝕宏觀圖

 

3防護(hù)措施討論

 

鍍鋅鋁鎂板作為兩器邊板時(shí)，邊板側(cè)U管的火焰釬焊焊接，溫度高達(dá)850 ℃，為了防止高溫灼燒導(dǎo)致的裂紋問題的出現(xiàn)，可以從兩方面考慮：（1）增大焊接位置與邊板的距離，但產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)兩器尺寸定型，可調(diào)節(jié)的空間小，且增長(zhǎng)U管會(huì)增加成本，故該方案可行性不高；（2）可以考慮在焊接時(shí)對(duì)邊板進(jìn)行防護(hù)。圖7為兩器邊板的實(shí)物圖，出現(xiàn)裂紋的區(qū)域主要集中在邊板穿管孔的間隙（圖7紅色方框位置）。

 

 

圖7 兩器邊板實(shí)物圖

 

防護(hù)方法可借鑒電子膨脹閥焊接防護(hù)，即在電子膨脹閥焊接時(shí)將其包裹上浸水的濕布，利用水吸取熱量，從而達(dá)到防護(hù)目的，如圖8所示。

 

 

圖8 改善前后邊板實(shí)物圖

 

4結(jié) 語(yǔ)

 

本文分析了高溫灼燒處理導(dǎo)致鍍鋅鋁鎂板表面出現(xiàn)樹枝狀裂紋的原因及其對(duì)鍍鋅鋁鎂板耐蝕性的影響，并討論了針對(duì)裂紋缺陷的防護(hù)措施。通過掃描電鏡觀察裂紋表面微觀形貌，裂紋處呈現(xiàn)球狀；金屬鍍層高溫處理重新熔融鋪展，在冷卻過程中部分被氧化，并且受應(yīng)力影響，鍍層出現(xiàn)裂紋。極化曲線測(cè)試結(jié)果表明，高溫灼燒后，自腐蝕電位負(fù)，自腐蝕電流大，鍍鋅鋁鎂板耐蝕性下降。中性鹽霧試驗(yàn)中相同時(shí)間內(nèi)，高溫灼燒后的鍍鋅鋁鎂板出現(xiàn)紅銹量大于高溫灼燒前的，說明高溫灼燒處理對(duì)鍍鋅鋁鎂板鍍層存在一定的破壞作用，降低其耐蝕性。采取包覆濕布的方式對(duì)鍍鋅鋁鎂板進(jìn)行防護(hù)，可以有效解決裂紋缺陷的出現(xiàn)。