△此次研究中的焊接结构

在白车身激光钎焊工艺前期规划中，母材的选择是一个比较典型的问题。对于有激光钎焊工艺规划经验的工程师来说，可能已经知道焊接良好质量易获得性的母材排行是——未镀锌板>电镀锌板>热镀锌板，未镀锌板最好焊接，热镀锌板焊接不良最多。但是这种对比有些朋友反馈仅限于知其然，而不知所以然的程度。这期主要分析电镀锌板和热镀锌在激光钎焊中的表现差异，揭示为什么电镀锌板比热镀锌板更易获得良好焊缝。

（本文主要基于Wilfried Reimann的《Influence of different zinc coatings on laser brazing of galvanized steel》来进行讨论）

—— 结论 ——

1、不同的镀层类型会影响熔池的热量分布和焊接过程的成型。

2、材料本身对激光热量的吸收导致熔池热量的分布差异，是导致焊接不良产生的主要原因之一。

—— 镀层组织 ——

△两种材料金相图

此次使用的两种材料为：

DC06 ZE75/75 BPO 电镀锌板，镀层5-11μm

DX57 Z100 MCO 热镀锌板，镀层6-11μm

热镀锌板镀层表面有一层比较闪亮的小点状结构，那是Fe2Al5及Fe-Zn形成的中间相溶解在整个镀锌层当中。但是在电镀锌板中，锌层并无类似的结构，整个镀层都是比较均匀的Zn-Steel组织。

△对激光的反射率（蓝色-热镀锌板 红色-电镀锌板）

这两种表面组织的差异，直接导致了两种镀层对光的反射率不一样。从图表上可以看出，热镀锌板对光的反射率强于电镀锌板，意味着蒸发同样的锌层，热镀锌板需要比电镀锌板更多的功率才能实现一样的效果。

—— 焊接表现 ——

纯激光焊接

△激光直接焊接图像

直接使用激光来焊接两种材料，可以看出电镀锌板的焊接过程十分稳定，锌层的蒸发也显得一致性很高。电镀锌板锌层的蒸发过程很不稳定，并伴随着大量的小飞溅颗粒。

△SEM和EDX分析

通过SEM和EDX分析熔池周边的成分，电镀锌板熔池周边主要是Fe为主，Zn较少，而热镀锌板熔池周边Zn较多，Fe其次。这种现象表明电镀锌板锌蒸发的比较完全，而热镀锌板锌层未完全蒸发。

激光钎焊

△激光钎焊焊接过程对比

在激光钎焊焊接表现中，热镀锌板的飞溅统计（31个）远远超过了电镀锌的飞溅数（0个）。同时，热镀锌板也会产生一些气孔。

△焊接过程的热量分布

通过对两种焊接过程的热量分布图可以发现，电镀锌板整体的焊接热量分布都很均匀，受热比较集中。而热镀锌板熔池上侧明显比下侧的热量少很多，热量分布不均匀，这也是造成热镀锌板焊接过程不稳定的直接原因之一。

—— 个人总结 ——

两种材料镀层本身组织的差异是造成两种材料焊接差异的最根本原因，直接体现在了激光反射率，焊接热量分布不同。

热镀锌板虽然焊接性能比电镀锌板较差，但成本上有优势，针对不同的应用，可以选择不同的镀层板材类型。