專利名稱：評(píng)價(jià)焊絲送絲性能的焊絲表面狀態(tài)判據(jù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出的評(píng)價(jià)焊絲送絲性能的焊絲表面狀態(tài)判據(jù)屬于自動(dòng)焊自動(dòng)送進(jìn)的焊 絲的質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到TIG焊鎳基合金或不銹鋼焊絲表面質(zhì)量和送絲性能的 評(píng)價(jià)。
背景技術(shù)：
焊接技術(shù)發(fā)展趨勢之一是自動(dòng)化焊接的比例越來越高，這不僅要求作為焊接材料 的焊絲滿足必要的成分和性能要求，而且要求焊絲具備優(yōu)異的送絲性能，與此相關(guān)的，對(duì)焊 絲表面狀態(tài)、幾何尺寸和物理性能的穩(wěn)定性等都提出一定的要求。這些就對(duì)焊絲的制造工 藝提出了更高的要求，特別是在焊絲表面粗糙度控制、焊絲表面涂層和拉絲工藝等方面提 出了新的要求。對(duì)于用于自動(dòng)焊的實(shí)心焊絲，送絲性能是焊絲質(zhì)量的主要指標(biāo)。焊絲的表面狀態(tài) 是決定焊絲送絲好壞的最直接因素，也是衡量焊絲質(zhì)量的重要指標(biāo)。對(duì)焊絲表面狀態(tài)的分析，多是從以研究焊絲表面狀態(tài)與焊絲送絲性能的關(guān)系為出 發(fā)點(diǎn)，普遍認(rèn)為，焊絲送絲性能與多種因素相關(guān)，如焊絲表面狀態(tài)、表面硬度、焊絲翹曲度等 都會(huì)對(duì)焊絲送絲性能帶來影響。焊絲表面狀態(tài)直接決定送絲過程焊絲與送絲導(dǎo)管及導(dǎo)電嘴 的接觸形式，從而對(duì)送絲過程所受摩擦力大小及穩(wěn)定情況有很大影響。一般認(rèn)為，焊絲表面 狀態(tài)好時(shí)，光滑程度高，所受摩擦力小，焊絲表面狀態(tài)不好時(shí)，表面粗糙程度高，送絲過程摩 擦阻力大。表面過于粗糙，則焊絲送絲過程受阻，不利平穩(wěn)送絲。然而當(dāng)焊絲表面光滑程度 過高時(shí)，在送絲情況下易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，也不能夠保證焊絲的平穩(wěn)送給。因此，對(duì)于焊絲的 表面狀態(tài)的要求，并不僅僅是簡單的控制表面光滑程度，而是以保證焊絲穩(wěn)定送絲為目的， 合理控制焊絲表面狀態(tài)。專利CN1781650A，CN1781651A和專利CN1488468A介紹了一種具有平滑加工表面 和相對(duì)于所述加工表面基準(zhǔn)在表面上(朝焊絲中心)形成凹陷的焊絲，所述凹陷沿圓周方 向分布于焊絲表面上。所述加工表面的總長度與焊絲基準(zhǔn)圓弧長度之比在50-95%范圍內(nèi)。 配合表面處理劑使用可使焊絲在焊接過程中與接觸焊咀穩(wěn)定地接觸，提供良好的電弧穩(wěn)定 性，并且使焊絲性能穩(wěn)定和減小飛濺。專利CN1381333A提出控制焊絲表面加工面及非加工面比例及最大加工面尺寸以 達(dá)到穩(wěn)定送絲的目的。認(rèn)為焊絲表面加工表面占焊絲表面的比例LD/LT作為指標(biāo)，此指標(biāo) 在0. 51 0. 84范圍內(nèi)(粗糙度范圍0. 10 0. 40 μ m)，并且焊絲表面所述平均最大加工面 寬度LY范圍在10 40 μ m時(shí)，焊絲供料性能和電弧穩(wěn)定性優(yōu)良。上述專利的共同點(diǎn)是僅僅提出了焊絲表面的平坦面占焊絲表面總面積比例和焊 絲表面平坦面平均寬度對(duì)焊絲送進(jìn)性能的影響，然而這些專利對(duì)焊絲表面狀態(tài)與送絲性能 的關(guān)系的提法都不全面。本

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)背景技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提出一種準(zhǔn)確評(píng)價(jià)焊絲送絲性的焊絲表面狀態(tài)的判據(jù)，該判據(jù)是1. 一種評(píng)價(jià)焊絲送絲性能的焊絲表面狀態(tài)判據(jù)，該判據(jù)采用不銹鋼焊絲或鎳基合 金焊絲，以及在TIG焊、MIG焊或MAG焊自動(dòng)送絲機(jī)條件下得到的；已確定焊絲表面平坦面 積與總面積之比以及焊絲表面最大平坦面的平均寬度能夠影響焊絲送絲性能，其特征在于，當(dāng) 0. 50 ≤ LD/LT ≤ 0. 88 和KY < 30%時(shí)，焊絲送絲性能優(yōu)良；當(dāng) LD/LT < 0. 5 或 LD/LT > 0. 88 或KY > 40%時(shí)，焊絲送絲性能不佳；其中LD焊絲表面平坦面面積LT焊絲表面總面積LD/LT焊絲表面平坦面面積占焊絲表面總面積的比例KY = (Y-LY) /LYKY焊絲表面平坦面面積的偏離率，即焊絲表面最大平坦面平均寬度和平坦面平均 寬度之差與平坦面平均寬度的比值；Y每條直線通過焊絲表面最大平坦面寬度的平均值；LY焊絲表面除去微小平坦面(放大1000倍寬度小于2mm)后所剩所有平坦面寬度 的平均值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評(píng)價(jià)焊絲送絲性能的焊絲表面狀態(tài)的判據(jù)，其特征在 于，當(dāng)30%< KY < 40%時(shí)以及0. 50 ( LD/LT ( 0. 88條件下，焊絲送絲性能不穩(wěn)定。本發(fā)明提出的評(píng)價(jià)焊絲送絲性能的判據(jù)與背景技術(shù)中的相應(yīng)判據(jù)相比，不僅考慮 了焊絲表面的微觀粗糙度，也就是焊絲表面平坦面面積所占焊絲表面總面積的LD/LT，同時(shí) 也注意到焊絲表面微觀粗糙度分布的均勻性，即焊絲表面平坦面面積的偏離率KY，因此本 發(fā)明的判據(jù)更全面更準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)了焊絲的送絲性能。上述判據(jù)中的各參數(shù)獲得方法及判據(jù)的物理意義分析(1)LD/LT每個(gè)焊絲試件長40mm，采用荷蘭飛利浦公司的FEI Sirron掃描電子顯微鏡對(duì)試 件進(jìn)行SEM分析，在試件表面放大1000倍的條件下在試件表面任取100 μ mX80 μ m = 8000 μ m2測量面積，在所取區(qū)域，至少包含加工面和非加工面各兩個(gè)以上，垂直于焊絲的軸 向方向，每隔4μπι做一條直線，共做25條直線，每條直線長80 μ m,該直線通過焊絲表面平 坦面長度之和與所給直線的總長度之比，這種比例可以表示焊絲表面的平坦面與焊絲表面 總面積之比例，即LD/LT，這是因?yàn)?，測量是在放大1000倍的條件下進(jìn)行的，直線間隔4μπι， 即0. 004mm，這是一個(gè)非常小的間隔，直線通過平坦面長度之和能代表平坦面積之和。(2) KY = (Y-LY) /LYY為每條直線通過焊絲表面最大平坦面寬度的平均值，LY為去除微小平坦面(放 大1000倍寬度小于2mm)所取全部平坦面寬度的平均值，在上述測量面積內(nèi)，焊絲表面平坦 面面積偏離率用KY表示。
上述的LD/LT和KY都應(yīng)該控制在合適的最佳范圍內(nèi)，才能保證焊絲最優(yōu)良的 送絲性能。即當(dāng)0. 50≤LD/LT≤0. 88和KY < 30 %時(shí)，焊絲的送絲性能優(yōu)良；當(dāng)LD/LT < 0. 5或LD/LT > 0. 88或KY > 40 %時(shí)，焊絲的送絲性能不佳；當(dāng)30%< KY < 40%時(shí)以 及0. LD/LT ^ 0. 88條件下，焊絲的送絲性能不穩(wěn)定。當(dāng)LD/LT ≥ 0. 88時(shí)，焊絲表面平坦面所占焊絲表面比例過大，送絲過程中阻力小， 易打滑，送絲不穩(wěn)定；當(dāng)LD/LT ≤ 0. 50時(shí)，焊絲表面平坦面所占焊絲表面比例過小，造成送 絲不暢，同樣送絲不穩(wěn)定，只有采用適當(dāng)?shù)腖D/LT值，即0. 50 ≤ LD/LT ≤ 0. 88，這時(shí)焊絲表 面粗糙程度合適，有利于焊絲送絲。在滿足上述0. 50 ( LD/LT ( 0. 88的條件下，KY < 30%，焊絲的送絲性能優(yōu)良；當(dāng) KY < 30%，焊絲平坦面寬度尺寸偏差較小，平坦面沿焊絲拉撥方向均勻分布，微觀粗糙度 分布均勻，焊絲送絲性能優(yōu)良；當(dāng)KY > 40%，平坦面寬度尺寸偏差大，平坦面分布不規(guī)則， 焊絲表面微觀粗糙度分布不均勻，送絲性能不佳。當(dāng)30% < KY < 40%時(shí)，雖然0. 50≤LD/ LT (≤0. 88，焊絲的送絲性能依然不穩(wěn)定。


圖1在焊絲表面上測定LD/LT和KY的方法示意圖；圖2本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的焊絲表面狀態(tài)的實(shí)測圖；圖1表示在焊絲表面上測定LD/LT和KY方法示意圖，在40mm長的焊絲試件表面， 在電子顯微鏡放大1000倍的條件下，任取100 μ mX80 μ m = 8000 μ m2的測量面積，在該所 取區(qū)域內(nèi)，垂直于焊絲的軸向方向，至少包含加工面和非加工面各兩個(gè)以上，每隔4 μ m做 一條測定直線It，共做該測定直線It25條，每條測定直線It長度80 μ m, Id為測定直線It 通過焊絲表面凹陷面寬度。圖1中多個(gè)任意形狀圖形表示焊絲加工面凹陷面的形狀。在試件8000 μ m2的測 量表面上分別測量出焊絲表面平坦面寬度之和LD、測量直線總寬度LT，焊絲表面最大平坦 面平均寬度Y和焊絲表面平坦面平均寬度LY，進(jìn)而得出判據(jù)要求的焊絲表面平坦面面積占 焊絲表面總面積的比例LD/LT和焊絲表面平坦面面積偏離率。圖2表示與本發(fā)明實(shí)施例4相應(yīng)的焊絲表面狀態(tài)的實(shí)測圖。該焊絲表面狀態(tài)實(shí) 測結(jié)果為LD/LT = 0. 78，KY = 20. 9 %，該兩數(shù)據(jù)均在本發(fā)明提出的判據(jù)范圍之內(nèi)，即LD/ LT≤0. 88和KY < 30%，焊絲速度波動(dòng)幅度Vs為0. 15%，焊絲送絲性能優(yōu)良。電子顯微鏡放大1000倍時(shí)觀察該焊絲表面，焊絲表面平坦面占相當(dāng)大比例，沒有 集中大塊平坦面和凹陷面出現(xiàn)，圖2清楚表示出凹陷面沿焊絲拉拔方向連續(xù)分布，焊絲表 面均勻性良好。
具體實(shí)施例方式選取四種直徑1. 2mm、長度IOOm的實(shí)心焊絲，每種焊絲各隔20m選取40mm的試件 共5件，每一試件共測量4個(gè)數(shù)據(jù)，即LD、LT、LY和Y，每一數(shù)據(jù)均取其平均值。根據(jù)測量結(jié) 果，再計(jì)算出LD/LT和KY。利用掃描電子顯微鏡對(duì)上述試件進(jìn)行SEM分析，觀察焊絲表面狀態(tài)，采用放大 1000倍的照片，對(duì)焊絲表面全貌特征和表面狀態(tài)進(jìn)行分析。
為說明焊絲表面狀態(tài)對(duì)焊絲送絲性能的影響，引入焊絲速度波動(dòng)幅度Vs，該Vs為 焊絲送絲速度平均偏差與焊絲平均送絲速度之比。實(shí)施例采用的焊接條件和焊接規(guī)范如下利用TIG焊或MIG焊自動(dòng)送絲，送絲機(jī)型號(hào)為PANANSONIC TIGMATEYJ-1051TUF。 焊接工藝、焊接環(huán)境等多種因素在測量各參數(shù)時(shí)都保持不變，以便突出焊絲表面狀態(tài)對(duì)焊 絲送進(jìn)性能的影響。利用本發(fā)明的判據(jù)評(píng)價(jià)四種焊絲試件的送絲性能如表1所示，表1 利用本發(fā)明的判據(jù)評(píng)價(jià)四種焊絲試件的送絲性能
權(quán)利要求
1 一種評(píng)價(jià)焊絲送絲性能的焊絲表面狀態(tài)判據(jù)，該判據(jù)采用不銹鋼焊絲或鎳基合金焊 絲，以及在TIG焊、MIG焊或MAG焊自動(dòng)送絲機(jī)條件下得到的；已確定焊絲表面平坦面積與 總面積之比以及焊絲表面最大平坦面的平均寬度能夠影響焊絲送絲性能，其特征在于，當(dāng) 0. 50 彡 LD/LT 彡 0. 88 和 KY < 30%時(shí)，焊絲送絲性能優(yōu)良； 當(dāng) LD/LT < 0. 5 或 LD/LT > 0. 88 或 KY > 40%時(shí)，焊絲送絲性能不佳； 其中LD焊絲表面平坦面面積 LT焊絲表面總面積LD/LT焊絲表面平坦面面積占焊絲表面總面積的比例 KY = (Y-LY)/LYKY焊絲表面平坦面面積的偏離率，即焊絲表面最大平坦面平均寬度和平坦面平均寬度 之差與平坦面平均寬度的比值；Y每條直線通過焊絲表面最大平坦面寬度的平均值；LY焊絲表面除去微小平坦面(放大1000倍寬度小于2mm)后所剩所有平坦面寬度的平 均值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評(píng)價(jià)焊絲送絲性能的焊絲表面狀態(tài)的判據(jù)，其特征在于， 當(dāng) 30%< KY < 40%和0. 50 ^ LD/LT ^ 0. 88條件下，焊絲送絲性能不穩(wěn)定。
全文摘要
本發(fā)明提出的一種評(píng)價(jià)焊絲送絲性能的焊絲表面狀態(tài)判據(jù)屬于自動(dòng)焊自動(dòng)送進(jìn)的焊絲質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明為了解決背景技術(shù)中焊絲表面狀態(tài)與送絲性能的關(guān)系還不夠明確的技術(shù)問題。本判據(jù)主要包括當(dāng)0.50≤LD/LT≤0.88和KY＜30％時(shí)，焊絲送絲性能優(yōu)良；當(dāng)LD/LT＜0.5或LD/LT＞0.88時(shí)或KY＞40％時(shí)，焊絲送絲性能不佳；依據(jù)該判據(jù)能夠?qū)附z的送絲性能進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，并且該判據(jù)還可以用于指導(dǎo)自動(dòng)焊焊絲的制備工藝。
文檔編號(hào)B23K9/12GK101992337SQ200910091678
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2009年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者何實(shí), 孫強(qiáng), 陳佩寅, 霍樹斌 申請(qǐng)人:機(jī)械科學(xué)研究院哈爾濱焊接研究所