專利名稱：饋送優(yōu)良的焊接用實(shí)心焊絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接用的實(shí)心焊絲，特別是一種饋送性好電弧穩(wěn)定性優(yōu)良的表面有鍍銅薄膜的實(shí)心焊絲。
背景技術(shù)：
目前，一般焊接用焊絲與實(shí)心焊絲和管狀焊絲等焊絲種類無(wú)關(guān)，就電弧焊接來(lái)說(shuō)，從提高焊接的焊蠶部質(zhì)量角度出發(fā)，非常重視焊接中的電弧穩(wěn)定性。并且廣泛認(rèn)識(shí)到這種電弧穩(wěn)定性與焊絲饋送性能密切相關(guān)。例如，在特開(kāi)昭56-144892號(hào)公報(bào)中公布是將焊絲進(jìn)行晶間氧化處理，通過(guò)濕式拉絲形成溝槽，這種溝槽存有液體潤(rùn)滑劑，從而提高饋送性的鍍銅實(shí)心焊絲的技術(shù)。另外，在特公平5-1120號(hào)公報(bào)上還記載了在電鍍處理前，增加一道以上濕式拉絲，凈化表面，通過(guò)改進(jìn)電鍍密合性，提高電弧穩(wěn)定性。由于公布了改良拉絲時(shí)使用的潤(rùn)滑劑，使饋送性穩(wěn)定化，提高了電弧穩(wěn)定性的技術(shù)。尤其是最近專利公報(bào)第2682806號(hào)、第2731505號(hào)公告，對(duì)實(shí)心焊絲與焊劑涂層焊絲，壓低焊絲實(shí)際表面積與根據(jù)線徑計(jì)算的外觀表面積的比，使表面平滑，提高電弧的穩(wěn)定性。另外，專利公報(bào)第2723793號(hào)、第2723799號(hào)還記載了減少殘留在焊絲表面直徑0.2μm的不純附著物，提高電弧穩(wěn)定性的技術(shù)。這些技術(shù)都是與焊絲表面性狀有關(guān)的技術(shù)。
盡管上述公告的專利技術(shù)對(duì)提高焊絲饋送、電弧穩(wěn)定性有很大改變，但是仍然存在如下問(wèn)題。


圖1是鍍銅的焊接用實(shí)心焊絲的送給系統(tǒng)圖，(A)示使用焊絲卷軸，(B)示使用包裝桶的各種情況。焊絲6從焊絲卷軸1或包裝桶10出來(lái)通過(guò)送給滾輪輥2或9傳送，送到焊接部的焊槍頭5，前者由導(dǎo)向臺(tái)3經(jīng)纜索4、后者直接經(jīng)纜索傳送，因纜索大多數(shù)情況有彎曲部X或Y，焊絲與纜索內(nèi)壁接觸受到較大阻力，使送給性降低。再有，圖中7示焊絲6前端與焊接部材料間焊蠶形成部的電弧，8是電源。另外，圖2是焊槍頭部5的剖面圖，如焊絲6通過(guò)焊槍頭內(nèi)部接觸點(diǎn)A、B、C時(shí)，將受到較大阻力，影響送給性。這些情況，如上述焊絲表面性狀的變化當(dāng)然影響到送給性，即影響到送給的焊絲6前端電弧7的穩(wěn)定性，但是焊絲的機(jī)械特性與送給性有什么關(guān)系完全不清楚，這點(diǎn)作為較大問(wèn)題遺留下來(lái)，有待研究清楚。而且最近對(duì)高效率焊接作業(yè)的要求也比較高，焊絲傳送速度有增加的傾向，各種電弧穩(wěn)定性技術(shù)的開(kāi)發(fā)也正在進(jìn)行，以求進(jìn)一步提高性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種饋送性好、電弧穩(wěn)定的，表面有鍍銅薄膜的焊接用實(shí)心焊絲。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明者等為了按新方法研究清楚焊絲的饋送性，限定以鍍銅后濕式拉絲那樣表面性狀變化非常小的焊接用實(shí)心焊絲為對(duì)象，詳細(xì)分析圖1、圖2送給路線所具有的意義，研究焊絲本身所具有的機(jī)械特性與送給性能的相關(guān)性。其結(jié)果是，終于發(fā)現(xiàn)焊絲的饋送性與其焊絲的機(jī)械性質(zhì)有密切關(guān)系的新見(jiàn)解。
即，發(fā)明者等根據(jù)對(duì)比由卷軸及包裝桶中取出、放開(kāi)的實(shí)心焊絲的卷曲和中止焊接僅由焊槍頭送出實(shí)心焊絲后隨意截?cái)鄷r(shí)的卷曲，發(fā)現(xiàn)由焊槍頭送出的卷材卷曲變動(dòng)在某種范圍時(shí)焊絲穩(wěn)定性好，能焊出良好的焊蠶，得到其與焊絲的彈性限比即[彈性限/拉伸強(qiáng)度]有密切關(guān)系的新見(jiàn)解，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明。即，本發(fā)明的特征是對(duì)表面有鍍銅薄膜的電弧焊接用實(shí)心焊絲來(lái)說(shuō)，將最終成品焊絲的彈性限比＝彈性限/拉伸強(qiáng)度調(diào)整到50～88％。以下就此進(jìn)行詳細(xì)論述。
圖面簡(jiǎn)單說(shuō)明圖1是焊接用實(shí)心焊絲的送給系統(tǒng)圖。
圖2是焊槍頭的剖面圖。
圖3是示實(shí)心焊絲彈性限比與焊絲卷曲和焊接性之間關(guān)系的曲線圖。
圖4是將焊絲截?cái)喑?m弦時(shí)弧高說(shuō)明圖。
圖5是為了求彈性限比的應(yīng)力-延伸率曲線圖。
圖6是現(xiàn)有卷材調(diào)整縱橫滾輪輥正面圖。
圖7是本發(fā)明彈性限比控制滾輪輥的說(shuō)明圖。
符號(hào)說(shuō)明1…焊絲卷軸、2…焊絲送給滾輪輥、4…纜索、5…焊槍頭、6…焊絲、7…焊接電弧、9…彈性限比控制滾輪輥、10…包裝桶、12…彈性限比控制滾輪輥(轉(zhuǎn)向滾輪輥)X、Y…纜索屈曲部
具體實(shí)施例方式圖3示上述實(shí)心焊絲的彈性限比和焊絲卷曲與電弧穩(wěn)定性等焊接性之間的關(guān)系的曲線圖。圖3示弧高x(mm/m)、卷材徑縮減率y(％)、夾渣、蛇行焊蠶、焊接中電流值偏移幅度、直徑1mm以上飛濺數(shù)(個(gè)/10cm)的測(cè)定法介紹如下。
1)弧高x(mm)取出放置于包裝桶中的實(shí)心焊絲后，在100mmφ?qǐng)A筒上纏2圈，保持30秒后放開(kāi)，如圖4所示截成1m弦時(shí)弧的高度。2)卷材徑縮減率y(％)
放開(kāi)纏繞在卷軸上的焊絲，在100mmφ?qǐng)A筒上纏2圈，保持30秒后，根據(jù)放開(kāi)時(shí)的卷材徑與纏繞前的卷材徑之間的差求得卷材徑縮減率。
3)夾渣、蛇行焊蠶、焊接中電流值偏移幅度、直徑1mm以上飛濺數(shù)，實(shí)際上是在平焊位置實(shí)行焊接時(shí)進(jìn)行判定的。
4)彈性限比根據(jù)實(shí)心焊絲的拉伸試驗(yàn)制成圖5的應(yīng)力-延伸率曲線圖，將相當(dāng)于永久延伸率0.05％的應(yīng)力定為彈性限。再有，圖5示彈性限比＝彈性限/拉伸強(qiáng)度＝102/125＝81.6％的情況。
從圖3曲線圖中獲得新見(jiàn)解，彈性限比越低實(shí)心焊絲越容易彎曲，線性和隨意卷徑變化越大，但焊接性與這種傾向不同，彈性限比50～88％時(shí)非常好。而且對(duì)這種傾向進(jìn)行各種研究，結(jié)果明確了如下內(nèi)容。
即，因彈性限比低焊絲易彎曲、打卷，所以纏在卷軸1上的焊絲6具有大的卷徑，而包裝桶10的焊絲是具有近似直線的光滑的焊絲，通過(guò)圖1中的x和y部纜索屈曲部容易引起轉(zhuǎn)向變形，焊絲6容易迎合纜索屈曲形狀，因此與纜索內(nèi)壁間的阻力不會(huì)增大，另一方面因在圖2所示最終出口焊槍頭5的內(nèi)面完全為直線狀的孔，不易彎曲的焊絲受到較大阻力。因此，結(jié)果使焊絲的送給性惡化、焊接質(zhì)量降低。
一方面，彈性限比高時(shí)，由于圖1的X和Y部纜索屈曲部的轉(zhuǎn)向，卷材的變形、直線性變化小，焊絲通過(guò)圖2具有直線狀孔的焊槍頭送給沒(méi)有問(wèn)題，但因在圖1的x、y部的纜索屈曲部難以彎曲，焊絲反拔大，在纜索內(nèi)受到較大阻力，結(jié)局是因經(jīng)由滾輪輥送出的焊絲不能順利滑動(dòng)，使電弧不穩(wěn)定，終歸還是同彈性限比低時(shí)一樣造成焊接質(zhì)量劣化。
因此，作為這些傾向的折中形，彈性限比不高不低在50～88％時(shí)，因焊絲無(wú)論在X和Y部的纜索屈曲部還是在焊槍頭部都不會(huì)受到大的阻力，可以進(jìn)行送給，所以電弧穩(wěn)定、焊接質(zhì)量提高。即，本發(fā)明技術(shù)要點(diǎn)是從供給源到焊槍頭之間不能形成焊絲受到極大阻力的狀況。因而，上述“如果研究中止焊接，由焊槍頭自動(dòng)送出焊絲時(shí)的焊絲卷曲與電弧穩(wěn)定性的關(guān)系，卷曲在某種范圍內(nèi)的焊絲電弧穩(wěn)定”的事實(shí)，可以明確是與上述分析內(nèi)容相吻合的現(xiàn)象。
可是，保持這種彈性限比50￣88％的技術(shù)研究有多種方法，一般制造鍍銅實(shí)心焊絲，在濕式拉絲后，使用如圖6所示那樣調(diào)整卷材縱橫滾輪輥，分別由8-12個(gè)的縱滾輪輥14、橫滾輪輥15組成的縱橫滾輪輥9(D/d≈20左右，但D是滾輪輥徑，d是焊絲徑)，由上下、左右方向進(jìn)行控制，調(diào)整卷材，其后分裝于包裝桶、卷軸等。但為了將本發(fā)明的彈性限比控制在50～88％，這種縱橫滾輪輥直彎不充分，如按圖6所示方式勉強(qiáng)裝入，焊絲6將小周期出現(xiàn)屈曲(小波變形)，招致電弧不穩(wěn)定化，判定不能適用。
本發(fā)明，為了使焊絲穩(wěn)定不出現(xiàn)小波變形，控制彈性限比，在圖6所示縱橫滾輪輥之后，作為彈性控制滾輪輥，必需如圖7所示的D/d＝40￣60％(D滾輪輥徑，d焊絲徑)左右的縱橫滾輪輥各3～8個(gè)。圖7示U字滾輪輥5個(gè)型，由一對(duì)導(dǎo)向滾輪輥11之間、經(jīng)由作為縱滾輪輥的5個(gè)轉(zhuǎn)向滾輪輥12，從一對(duì)導(dǎo)向滾輪輥13之間引出焊絲，將同型橫滾輪輥連續(xù)設(shè)置成之字形。由此沒(méi)有小波變形，可制造出彈性限比穩(wěn)定的實(shí)心焊絲。這樣，焊絲的走行路線就與圖6情況不同，如圖7所示必須設(shè)置成U字形。
將含有C 0.06％、Si 0.9％、Mn1.5％、P 0.015％、S 0.010％、Ti 0.11％成份的5.5mmφ的焊條進(jìn)行酸洗、涂硼砂后，拉絲到2.2mmφ，隨后通過(guò)700℃退火成半成品線。將這種半成品線進(jìn)行電解酸洗(硫酸)-水洗-鍍氰化銅(銅附著3g/Kg Fe)后，用塔輪拉絲機(jī)使用水溶性潤(rùn)滑劑以400m/分速度完成1.2mmφ實(shí)心焊絲。纏繞成大卷軸后，再制成二種成品纏繞成20Kg小卷軸和直接放入包裝桶。然后，為了使實(shí)心焊絲的彈性限比有各種變化，制成圖6所示的卷材調(diào)整滾輪輥，接著該調(diào)整滾輪輥設(shè)置圖7所示的本發(fā)明U字形縱橫滾輪輥，使該滾輪輥D/d變成10～80，使縱橫滾輪輥個(gè)數(shù)(U字形數(shù))變成各2～10個(gè)，從而獲得可使彈性限比發(fā)生各種變化的實(shí)心焊絲。焊接條件是采用平焊位置、電流300V、電壓32V、屏蔽氣體C02301/分，將60cm焊蠶焊接于角焊縫部。
實(shí)心焊絲本身特性，通過(guò)圖5所示方法，即根據(jù)實(shí)心焊絲牽拉試驗(yàn)制成圖5應(yīng)力-延伸率曲線圖，由相當(dāng)于永久拉力0.05％的應(yīng)力決定彈性限，由彈性限/拉伸強(qiáng)度求彈性限比，同時(shí)按圖3所示方法對(duì)卷曲的變化進(jìn)行查對(duì)。為了評(píng)價(jià)電弧穩(wěn)定性，重點(diǎn)對(duì)焊接中的電流值偏移幅度、有無(wú)夾渣、直徑1mm以上大的焊接飛濺數(shù)、焊蠶蛇行狀況進(jìn)行調(diào)查。表1示調(diào)查結(jié)果。
表1

如表1所明確的那樣，如將焊絲本身彈性限比調(diào)整到50～88％，則無(wú)夾渣、蛇行焊蠶，焊接中的電流偏移幅度小，焊接飛濺數(shù)也少，可獲得良好的焊蠶。從權(quán)利要求1記載的本發(fā)明饋送性優(yōu)異的焊接用實(shí)心焊絲看，對(duì)制造鍍銅電弧焊接用實(shí)心焊絲來(lái)說(shuō)，通過(guò)將最終拉絲后的實(shí)心焊絲的彈性限比＝彈性限/拉伸強(qiáng)度調(diào)整到50～88％，可以提高焊絲饋送性，提高電弧穩(wěn)定性，無(wú)夾渣、蛇行焊蠶，尤其是飛濺附著數(shù)也少，能容易地獲得良好的焊蠶。
從權(quán)利要求2記載的發(fā)明看，最終拉絲后，在卷材調(diào)整縱橫滾輪輥后接著設(shè)置D/d＝40～60左右、縱橫各3～8個(gè)彈性限比控制滾輪輥，由此可以很容易地將實(shí)心焊絲的彈性限比調(diào)整到50～88％。
權(quán)利要求
1.一種饋送優(yōu)良的焊接用實(shí)心焊絲，其特征是加工后的焊絲的彈性限比＝彈性限/拉伸強(qiáng)度調(diào)整到50～88％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，一種饋送優(yōu)良的焊接用實(shí)心焊絲，其特怔是拉絲后，通過(guò)卷材調(diào)整縱橫滾輪輥后設(shè)置的D/d＝40～60％(D滾輪輥徑，d焊絲徑)、縱橫各3～8個(gè)彈性限比控制滾輪輥。
全文摘要
一種饋送優(yōu)良的焊接用實(shí)心焊絲,其特征是加工后的焊絲的彈性限比=彈性限/拉伸強(qiáng)度調(diào)整到50～88%,通過(guò)卷材調(diào)整縱橫滾輪輥后設(shè)置的D/d=40～60%。其優(yōu)點(diǎn)是饋送性好、電弧穩(wěn)定的,表面有鍍銅薄膜的焊接用實(shí)心焊絲。
文檔編號(hào)B21C19/00GK1339994SQ00803897
公開(kāi)日2002年3月13日 申請(qǐng)日期2000年2月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月25日
發(fā)明者山崗辛男, 樸炳魯, 黃洞洙 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Kiswel