锌合金以其较好的加工性、耐腐蚀性等众多优异性能被广泛应用于起重机械、家居用品等处,但如何高效、经济地连接锌合金限制了其在一些领域的应用,熔化焊接速度快、成本低,但受锌合金熔化焊接时的气孔、蒸发、氧化膜问题,其焊接效果不佳,本文使用非转移弧等离子弧焊的原理制作了焊枪,通过对焊接工艺与参数的改善以及组织性能分析,得到了较好的焊接接头,成形良好性能优越,为锌合金的熔化焊的发展提供崭新思路,具有很强的实际意义与研究意义。本文使用Marc软件对焊接温度场和应力场进行模拟,根据结果对后续试验进行工艺方法和参数的指导,制作了等离子弧焊枪搭建平台对Zamak3锌合金进行一系列工艺试验,分析焊接电流、焊接速度、保护气流量与焊缝成形的关系,得到了较为优良的焊接参数,研究了TM51-F和ZnCl2焊剂中溶质成分对焊接过程的影响,以及与焊缝成形、熔深、成分的关联性,确定了其冶金反应过程。针对焊接接头进行了组织形态、硬度、抗拉强度、成分、耐腐蚀性、气孔的机理分析:焊缝中心以树枝状晶和等轴晶为主,热影响区多为柱状晶,这与其过冷度大小,温度梯度变化密切相关;熔合区硬度>焊缝中心>母材,这与焊缝晶粒细化,热影响区生成的Zn-Al固溶体受压时分解而减轻压痕有关,但三者相差较小,对性能影响较小;焊缝由于组织更加细密,Al元素相对含量较高,抗拉强度有所提升;焊剂去除氧化物反应残渣覆盖熔池减少热输入的同时,减少Zn的蒸发,ZnCl2对焊缝补充Zn,都有效减少了Zn的烧损,使其Zn含量与母材相差在5%以内;焊缝相对于母材耐酸腐蚀能力无明显变化,但耐盐腐蚀能力大幅上升,其腐蚀失重系数K明显降低,这与Zamak3不易于盐发生反应、Al元素相对含量增加、气孔减少使接触面积减小有关;焊缝中气孔相对于母材,数量减少但面积增加,主要是由于等离子气对熔池的搅拌重熔、活性元素对气体溶解度温度系数的改变,使得气泡不断汇集长大最后逸出,少部分大气泡未来得及逸出成为气孔,但均在微米级大小,对接头性能影响较小,能够满足使用。