一種氣體保護(hù)焊用非鍍銅實(shí)芯焊絲及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】一種氣體保護(hù)焊用非鍍銅實(shí)芯焊絲，包括焊絲基體和表面處理層；焊絲基體由盤(pán)圓拉拔而成；表面處理層包括焊絲拉拔過(guò)程中殘余的鉀基固體拉絲潤(rùn)滑劑和高壓靜電涂油，鉀基固體拉絲潤(rùn)滑劑的殘余量為5～10mg/m2，高壓靜電涂油的量為5～15mg/m2。其制備方法包括：(1)將盤(pán)圓依次進(jìn)行剝殼、除銹、清洗、涂石灰、烘干；(2)采用粗拉減徑和精拉減徑對(duì)盤(pán)圓進(jìn)行拉絲減徑，達(dá)到成品焊絲的尺寸要求；(3)清除焊絲表面的潤(rùn)滑劑；(4)對(duì)焊絲進(jìn)行高壓靜電涂油；(5)將焊絲進(jìn)行精密纏繞、包裝。本發(fā)明的非鍍銅實(shí)芯焊絲表面處理均勻，送絲穩(wěn)定，導(dǎo)電性、耐銹性強(qiáng)，起弧及再起弧成功率高；其制備方法無(wú)廢酸、廢堿、鍍銅廢液、硼廢物排放，水消耗量小，大大降低了環(huán)境污染。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種氣體保護(hù)焊用非鍍銅實(shí)芯焊絲及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣體保護(hù)焊用非鍍銅實(shí)芯焊絲及其制備方法，屬于焊絲【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，CO2氣體保護(hù)焊絲已發(fā)展成為消耗量最大的單一焊材品種之一，2012年已達(dá)150萬(wàn)噸。傳統(tǒng)的CO2氣體保護(hù)焊絲采用化學(xué)鍍銅或電鍍銅的方式生產(chǎn)，制造過(guò)程中的廢酸、廢堿、鍍銅廢液、含硼廢物等的處理和水消耗過(guò)大，環(huán)保和成本的壓力很大。同時(shí)傳統(tǒng)的鍍銅CO2氣體保護(hù)焊絲焊接工藝性能也存在許多缺陷，例如電弧不穩(wěn)、飛濺多、送絲不暢、自動(dòng)化焊接時(shí)再引弧故障率較高、焊縫成形較差等。
[0003]由于鍍銅焊絲及其制造過(guò)程存在上述缺點(diǎn)，非鍍銅焊絲及其生產(chǎn)技術(shù)的研究越來(lái)越引起焊絲行業(yè)的關(guān)注。專(zhuān)利文獻(xiàn)CN1788921A公開(kāi)了一種無(wú)鍍銅實(shí)芯焊絲及其制備方法。其無(wú)鍍銅實(shí)心焊絲是將無(wú)鍍銅實(shí)心焊絲原料或半成品表面的粗糙度處理到一定程度，然后用草酸水浸泡，經(jīng)水沖洗，干燥后，浸潰于載體潤(rùn)滑劑中，再經(jīng)過(guò)燒結(jié)，經(jīng)固體潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑拉拔而成。該專(zhuān)利文獻(xiàn)中選擇特有的載體潤(rùn)滑劑來(lái)提高焊絲的防銹性。
[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn)CN101362980A公開(kāi)了用于非鍍銅實(shí)芯焊絲生產(chǎn)的潤(rùn)滑劑及其焊絲生產(chǎn)工藝，該潤(rùn)滑劑有石墨和草酸亞鐵混合而成，該非鍍銅實(shí)心焊絲的生產(chǎn)工藝主要包括:將焊接用鋼絲拉拔成成品焊絲，在拉拔成品焊絲的最后兩道或三道模具的模盒中加入由石墨和草酸亞鐵混合而成的潤(rùn)滑劑；在加入潤(rùn)滑劑的前I道或2道模具的模盒中，加入水溶性干式拉絲潤(rùn)滑劑與硬脂酸三乙醇胺的混合物。制備得到焊接時(shí)送絲順暢，飛濺小，金屬熔覆性能好的非鍍銅實(shí)芯焊絲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種氣體保護(hù)焊用非鍍銅實(shí)芯焊絲，該焊絲表面處理均勻，送絲穩(wěn)定，導(dǎo)電性、耐銹性強(qiáng)，起弧及再起弧成功率高。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述氣體保護(hù)焊用非鍍銅實(shí)芯焊絲的制備方法，該方法無(wú)廢酸、廢堿、鍍銅廢液、硼廢物排放，水消耗量小。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]一種氣體保護(hù)焊用非鍍銅實(shí)芯焊絲，包括焊絲基體和表面處理層；所述焊絲基體由盤(pán)圓拉拔而成；所述表面處理層包括焊絲拉拔過(guò)程中殘余的鉀基固體拉絲潤(rùn)滑劑和高壓靜電涂油，其中鉀基固體拉絲潤(rùn)滑劑的殘余量為5?10mg/m2，高壓靜電涂油的量為5?
15mg/m2 ο
[0009]本發(fā)明的氣體保護(hù)焊用非鍍銅實(shí)芯焊絲的直徑為0.6?1.6mm。其中的焊絲基體主要是采用Φ5.5_的圓鋼盤(pán)條拉拔而成。本發(fā)明中所謂的鉀基固體拉絲潤(rùn)滑劑即固體拉絲潤(rùn)滑劑中的金屬皂為硬脂酸鉀。
[0010]所述高壓靜電涂油按重量百分比計(jì)由以下物質(zhì)混合而成:1.5%?2.5%的納米二硫化鎢或納米二硫化鑰，0.5%?1.5%的納米級(jí)石墨粉，余量為精煉棕櫚油。其中納米二硫化鶴或納米二硫化鑰的粒徑優(yōu)選為40?70nm ;納米石墨粉的粒徑優(yōu)選為30?60nm ;精煉棕櫚油作為載體，在使用之前將上述物質(zhì)成分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚣纯伞?br> [0011]一種所述氣體保護(hù)焊用非鍍銅實(shí)芯焊絲的制備方法，包括以下步驟:
[0012](I)盤(pán)圓前處理:將盤(pán)圓依次進(jìn)行剝殼、除銹、15?25MPa壓力水反向清洗、涂石灰、烘干；
[0013](2)拉絲減徑:采用粗拉減徑和精拉減徑對(duì)盤(pán)圓進(jìn)行拉絲減徑，在拉拔過(guò)程中加入鉀基固體拉絲潤(rùn)滑劑，達(dá)到成品焊絲的尺寸要求；
[0014](3)潤(rùn)滑劑清除:清除焊絲表面的潤(rùn)滑劑，控制潤(rùn)滑劑的殘余量為5?10mg/m2 ；
[0015](4)高壓靜電涂油:對(duì)焊絲進(jìn)行高壓靜電涂油，控制涂油量為5?15mg/m2 ；
[0016](5)精密纏繞和包裝:將焊絲進(jìn)行精密纏繞、包裝。
[0017]在將處理后的盤(pán)圓拉拔成焊絲的過(guò)程中，采用6道次直線式拉絲機(jī)進(jìn)行粗拉減徑，第一道次拉拔采用帶有壓力模的固定模拉拔，后5道次均采用輥模拉拔；第一道次電機(jī)功率不小于37kW，其余道次電機(jī)功率不小于30kW。所述壓力模盒帶有潤(rùn)滑劑旋轉(zhuǎn)攪拌器，所述壓力模的模具材質(zhì)為硬質(zhì)合金，規(guī)格(直徑)為5.95_ ;所述固定模的規(guī)格(直徑)為
4.7mm η
[0018]粗拉后的焊絲采用8道次直線拉絲機(jī)進(jìn)行精拉減徑，電機(jī)功率不小于15kW，前七道采用輥模拉拔，最后一道次拉拔采用帶潤(rùn)滑劑旋轉(zhuǎn)攪拌器的旋轉(zhuǎn)模盒，模具為固定模，材質(zhì)為天然金剛石。所述輥模的材質(zhì)為硬質(zhì)合金。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0020]本發(fā)明的非鍍銅實(shí)芯焊絲表面處理均勻，送絲穩(wěn)定，導(dǎo)電性、耐銹性強(qiáng)，起弧及再起弧成功率高達(dá)100%;對(duì)比質(zhì)量?jī)?yōu)異的鍍銅氣體保護(hù)實(shí)芯焊絲飛濺率減少80%以上，熔滴過(guò)渡頻率增加30%?80%，焊縫成型更好。該焊絲的制備方法無(wú)廢酸、廢堿、鍍銅廢液、硼廢物排放，水消耗量?。慌c鍍銅焊絲的生產(chǎn)相比總體污染排放量減少95%以上，大大降低了環(huán)境污染。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但所列舉的實(shí)施例并不用于限制本發(fā)明。
[0022]本發(fā)明的氣體保護(hù)焊用非鍍銅實(shí)芯焊絲的生產(chǎn)工藝流程為:盤(pán)圓前處理一粗拉減徑一精拉減徑一潤(rùn)滑劑清除一高壓靜電涂油一精密纏繞和包裝。各工藝步驟中涉及的具體工藝參數(shù)為:
[0023]1、盤(pán)圓前處理:⑴盤(pán)圓高架放線；⑵無(wú)動(dòng)力三向120°彎曲剝殼，剝殼輪直徑為90mm?IOOmm ； (3)剝殼后盤(pán)圓進(jìn)行三向120°旋轉(zhuǎn)鋼刷除銹；(4)除銹后盤(pán)圓采用15MPa?25MPa壓力水反向吹洗；(5)涂石灰；(6)烘干。
[0024]2、粗拉減徑:處理后的盤(pán)圓采用6道次直線拉絲機(jī)拉拔，第一道次拉拔采用帶有壓力模的固定模拉拔，壓力模帶有潤(rùn)滑劑旋轉(zhuǎn)攪拌器，該壓力模的模具材質(zhì)為硬質(zhì)合金，規(guī)格為5.95mm ;固定模的規(guī)格為4.7mm ;后5道次均采用棍模拉拔,棍模材質(zhì)為硬質(zhì)合金。第一道次電機(jī)功率不小于37kW，其余道次電機(jī)功率不小于30kW ;采用工字輪收線，潤(rùn)滑劑采用鉀基固體拉絲潤(rùn)滑劑。
[0025]3、精拉減徑:粗拉減徑后的焊絲采用8道次直線拉絲機(jī)進(jìn)行精拉減徑，電機(jī)功率不小于15kW，前七道采用輥模拉拔，最后一道次拉拔采用帶潤(rùn)滑劑旋轉(zhuǎn)攪拌器的旋轉(zhuǎn)模盒，模具為固定模，材質(zhì)為天然金剛石。
[0026]4、潤(rùn)滑劑清除:經(jīng)精拉減徑的焊絲出線后緊接著采用專(zhuān)利文獻(xiàn)ZL201020505702.2(發(fā)明名稱(chēng):鋼絲和藥芯焊絲表面除塵設(shè)備)中的設(shè)備清除焊絲表面的潤(rùn)滑劑，控制殘余潤(rùn)滑劑量在5?10mg/m2的范圍內(nèi)。
[0027]5、高壓靜電涂油:焊絲表面清除潤(rùn)滑劑后采用高壓靜電涂油機(jī)進(jìn)行高壓靜電涂油，調(diào)整涂油參數(shù)使焊絲表面涂油量為5?15mg/m2。所用油按重量百分比計(jì)由以下物質(zhì)混合而成:1.5%?2.5%的納米二硫化鎢或納米二硫化鑰，0.5%?1.5%的納米級(jí)石墨粉，余量為精煉棕櫚油。其中的精煉棕櫚油作為載體，使用前將以上物質(zhì)攪拌均勻。
[0028]6、精密纏繞和包裝:將經(jīng)高壓靜電涂油后的焊絲進(jìn)行精密纏繞，包裝。
[0029]其中，精拉減徑處理后的焊絲出線后緊接著第4、第5工序，然后采用工字輪收線。高壓靜電涂油后的焊絲如果不能直接進(jìn)入第6道工序進(jìn)行精密纏繞，需要采用塑料伸縮膜進(jìn)行表面纏裹，防止吸收灰塵、水分等雜物。
[0030]實(shí)施例1
[0031]選擇Φ5.5mm的圓鋼盤(pán)條，經(jīng)盤(pán)圓前處理后經(jīng)過(guò)6道次直線拉絲機(jī)粗拉減徑，第一道次拉拔采用帶有壓力模的固定模拉拔，壓力模盒帶有潤(rùn)滑劑旋轉(zhuǎn)攪拌器，壓力模的模具材質(zhì)為硬質(zhì)合金，規(guī)格為5.95mm ;固定模的規(guī)格為4.7mm。后5道次采用棍模拉拔,棍模材質(zhì)為硬質(zhì)合金。5道棍模減徑工藝為:4.2mm、3.6mm、3.lmm、2.7mm、2.5mm,第一道次電機(jī)功率為37kW，其余道次電機(jī)功率為30kW。采用工字輪收線，潤(rùn)滑劑采用鉀基固體拉絲潤(rùn)滑劑。
[0032]粗拉減徑后的焊絲采用8道次直線拉絲機(jī)進(jìn)行精拉減徑，電機(jī)功率為15kW，采用第一至第六道拉絲罐和最后一道拉絲罐，第七道次拉絲罐不用。前六道采用輥模拉拔，拉拔工藝為2.2mm、1.87mm、1.68mm、1.52mm、1.37mm、1.24mm,最后一道次拉拔米用帶潤(rùn)滑劑旋轉(zhuǎn)攪拌器的旋轉(zhuǎn)模盒，模具為固定模，材質(zhì)為天然金剛石，模具規(guī)格為1.17_。
[0033]經(jīng)精拉減徑的焊絲出線后緊接著采用專(zhuān)利文獻(xiàn)ZL201020505702.2(發(fā)明名稱(chēng):鋼絲和藥芯焊絲表面除塵設(shè)備)中的設(shè)備清除焊絲表面的潤(rùn)滑劑，控制殘余潤(rùn)滑劑量在
5.0?5.5mg/m2的范圍內(nèi)。
[0034]焊絲表面清除潤(rùn)滑劑后采用高壓靜電涂油機(jī)進(jìn)行高壓靜電涂油，調(diào)整涂油參數(shù)使焊絲表面涂油量為6.5mg/m2。所用油按重量百分比計(jì)由以下物質(zhì)均勻混合而成:2.2%的納米二硫化鑰，1.3%的納米級(jí)石墨粉，余量為精煉棕櫚油。將經(jīng)高壓靜電涂油后的焊絲進(jìn)行精密纏繞，包裝。
[0035]所得的非鍍銅實(shí)芯焊絲的規(guī)格為1.2mm，經(jīng)分析其化學(xué)成分如表I所示，型號(hào)為GB/T8110ER50-G。采用該焊絲進(jìn)行焊接試驗(yàn)，其送絲穩(wěn)定性及起弧成功率與鍍銅焊絲進(jìn)行對(duì)比，焊接參數(shù)如表2所示，送絲穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果如表3所示，機(jī)器人焊接每5000次起弧失敗次數(shù)如表4所示，飛濺率測(cè)試對(duì)比如表5所示，焊接后的熔敷金屬的力學(xué)性能分析如表6所示，相比鍍銅焊絲污染排放數(shù)據(jù)對(duì)比如表7所示。
[0036]表I焊絲的化學(xué)成份(wt % )
[0037]
【權(quán)利要求】
1.一種氣體保護(hù)焊用非鍍銅實(shí)芯焊絲，包括焊絲基體和表面處理層；其特征在于:所述焊絲基體由盤(pán)圓拉拔而成；所述表面處理層包括焊絲拉拔過(guò)程中殘余的鉀基固體拉絲潤(rùn)滑劑和高壓靜電涂油，其中鉀基固體拉絲潤(rùn)滑劑的殘余量為5?10mg/m2，高壓靜電涂油的量為5?15mg/m2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體保護(hù)焊用非鍍銅實(shí)芯焊絲，其特征在于:所述焊絲的直徑為0.6?1.6mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體保護(hù)焊用非鍍銅實(shí)芯焊絲，其特征在于:所述高壓靜電涂油按重量百分比計(jì)由以下物質(zhì)混合而成:1.5%?2.5%的納米二硫化鎢或納米二硫化鑰，0.5%?1.5%的納米級(jí)石墨粉，余量為精煉棕櫚油。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體保護(hù)焊用非鍍銅實(shí)芯焊絲，其特征在于:所述納米二硫化鶴或納米二硫化鑰的粒徑為40?70nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體保護(hù)焊用非鍍銅實(shí)芯焊絲，其特征在于:所述納米石墨粉的粒徑為30?60nm。
6.一種權(quán)利要求1所述的氣體保護(hù)焊用非鍍銅實(shí)芯焊絲的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)盤(pán)圓前處理:將盤(pán)圓依次進(jìn)行剝殼、除銹、15?25MPa壓力水反向清洗、涂石灰、烘干; (2)拉絲減徑:采用粗拉減徑和精拉減徑對(duì)盤(pán)圓進(jìn)行拉絲減徑，在拉拔過(guò)程中加入鉀基固體拉絲潤(rùn)滑劑，達(dá)到成品焊絲的尺寸要求； (3)潤(rùn)滑劑清除:清除焊絲表面的潤(rùn)滑劑，控制潤(rùn)滑劑的殘余量為5?10mg/m2； (4)高壓靜電涂油:對(duì)焊絲進(jìn)行高壓靜電涂油，控制涂油量為5?15mg/m2； (5)精密纏繞和包裝:將焊絲進(jìn)行精密纏繞、包裝。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣體保護(hù)焊用非鍍銅實(shí)芯焊絲的制備方法，其特征在于:所述粗拉減徑采用6道次直線式拉絲機(jī)，第一道次拉拔采用帶有壓力模的固定模拉拔，后5道次均采用輥模拉拔；第一道次電機(jī)功率不小于37kW，其余道次電機(jī)功率不小于30kW。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣體保護(hù)焊用非鍍銅實(shí)芯焊絲的制備方法，其特征在于:所述壓力模盒帶有潤(rùn)滑劑旋轉(zhuǎn)攪拌器，所述壓力模的模具材質(zhì)為硬質(zhì)合金，規(guī)格為5.95mm ；所述固定模的規(guī)格為4.7mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣體保護(hù)焊用非鍍銅實(shí)芯焊絲的制備方法，其特征在于:所述精拉減徑采用8道次直線拉絲機(jī)，電機(jī)功率不小于15kW，前七道采用輥模拉拔，最后一道次拉拔采用帶潤(rùn)滑劑旋轉(zhuǎn)攪拌器的旋轉(zhuǎn)模盒，模具為固定模，材質(zhì)為天然金剛石。
10.根據(jù)權(quán)利要求6?9中任一項(xiàng)所述的氣體保護(hù)焊用非鍍銅實(shí)芯焊絲的制備方法，其特征在于:所述輥模的材質(zhì)為硬質(zhì)合金。
【文檔編號(hào)】B23K35/40GK103537819SQ201310435900
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】謝晉平, 趙海靜, 劉景鳳, 段斌, 白波, 張迪, 胡文波 申請(qǐng)人:中冶焊接科技有限公司, 中冶建筑研究總院有限公司