無(wú)鍍銅焊絲具有環(huán)保與節能的雙重優(yōu)勢,國內外焊材企業(yè)競相開(kāi)展這方面研究。對其理解是仁者見(jiàn)仁智者見(jiàn)智,有的學(xué)者認為在焊絲表面用其他的涂層或鍍層來(lái)取代鍍銅層,同時(shí)還要起到鍍銅層所具有的防銹、導電、潤滑等作用。然而,有的學(xué)者認為要徹底改變這種在焊絲表面進(jìn)行鍍層或涂層的現狀,利用特殊的方法使焊絲表面金屬產(chǎn)生變化,得到一層致密的物質(zhì)可以防止焊絲進(jìn)一步銹蝕。還有一批學(xué)者提出在焊絲表面進(jìn)行復雜且特殊的處理,不僅要保證焊絲能擁有鍍銅層所具有的性能,而且這層涂層物質(zhì)能有效的改善焊絲的焊接工藝性能,如電弧穩定性、熔滴過(guò)渡形式、飛濺率等。
國內發(fā)展現狀
目前,國內將無(wú)鍍銅焊絲的普遍理解為一種表面特殊涂層焊絲,而且各個(gè)廠(chǎng)家的表面處理方式和涂層物質(zhì)各有不同,因此焊絲在最終所表現出來(lái)的性能也差異較大。合適的表面處理方式不但可以對焊絲起到防銹和潤滑的作用,還可以有效地提高電弧的穩定性,改善電弧形態(tài),減少飛濺等作用。
采用鈍化處理也是制作無(wú)鍍銅焊絲的一種便捷方法。用特定溶液清洗焊絲和預成膜,然后經(jīng)過(guò)拉拔、脫脂及特定溶液成膜,再進(jìn)行拋光和后處理等一系列工序,最后層繞包裝得到成品無(wú)鍍銅焊絲。
此種方法制作的無(wú)鍍銅焊絲與鍍銅焊絲相比,在焊接工藝方面,具有飛濺小,同時(shí)焊接過(guò)程中熔敷金屬的潤濕性更好,所以表現出來(lái)焊縫的鋪展性更好,比鍍銅焊絲的焊縫更加平滑,紋理更加細膩。所以無(wú)鍍銅焊絲的焊縫金屬更加白亮,外觀(guān)也更加美觀(guān);通過(guò)對熔敷金屬性能比較,發(fā)現無(wú)鍍銅焊絲和鍍銅焊絲這兩種焊絲在力學(xué)性能和化學(xué)成分這兩個(gè)方面沒(méi)有太大差別(個(gè)別指標無(wú)鍍銅焊絲較好),基本全部符合國家相關(guān)標準并通過(guò)現場(chǎng)工藝評定試驗(PQR)。焊縫表面成形良好,符合相關(guān)要求,且通過(guò)對焊縫區域進(jìn)行的力學(xué)性能測試、無(wú)損檢測、理化試驗,金相分析等測試,其結果都滿(mǎn)足滿(mǎn)足國家的相關(guān)標準;防銹性測試,焊絲在不采用任何包裝相對濕度約為79%的室內存放情況下,超高10天后逐漸開(kāi)始銹蝕,而放置在室外的情況下銹點(diǎn)出現在6天后。
利用化學(xué)轉化膜的方法在焊絲表面獲得由堿土金屬、堿金屬、稀土金屬、金屬氧化物組成的單一成分覆層、復合成分覆層及納米復合體系覆層。采用單一成分覆層實(shí)心焊絲能夠明顯改善焊接過(guò)程中的熔滴過(guò)渡形式,并且隨覆層厚度的增加,效果變化明顯,但是有惡化送絲性能的趨勢。焊絲采用復合成分覆層能夠獲得接近納米復合體系的表面覆層,焊接工藝性能將被顯著(zhù)改善,順暢的送絲性能同時(shí)得到很好的保證,然而此時(shí)焊絲不適宜擺動(dòng)式焊接,因為對坡口形式與角度會(huì )對熔滴過(guò)渡形式造成很大的影響。經(jīng)過(guò)覆層優(yōu)化的焊絲,可實(shí)現非常穩定的射流過(guò)渡,并最終得到高強度高純凈度高質(zhì)量的焊縫。有覆層的焊絲MIG焊質(zhì)量和TIG焊相當,具有很好的發(fā)展及應用前景。
納米涂層技術(shù)在焊絲表面處理中得到了一定應用。表面涂層技術(shù)目的是為了使焊絲表面形成一層致密的氧化膜,氧化膜主要為Ti、Na和K等元素的氧化物。在某一特定的規范參數下,進(jìn)行焊接工藝性對比實(shí)驗,其結果為,未涂層焊絲過(guò)渡頻率小于涂層焊絲,其中短路過(guò)渡頻率卻遠遠大于涂層焊絲。并且涂層焊絲電弧更加穩定,電弧弧柱的徑向寬度更寬。
然而,涂層粉易脫落是需要解決的問(wèn)題,脫落的涂層粉末不僅使焊接過(guò)程中送絲不暢,而且會(huì )堵塞焊接設備中的送絲系統。
運用機械合金化的方法制作出活性無(wú)鍍銅焊絲。機械合金化(Mechanical Alloying,簡(jiǎn)稱(chēng)MA)是一種非平衡態(tài)下的粉末固態(tài)合金方法,這種方法是在20世紀60年代末為研制氧化物在鎳基高溫合金中的彌散強化(ODS)而應用的一種制備合金粉末的新方法。
制作機械合金化無(wú)鍍銅焊絲,首先,需要將焊絲表面進(jìn)行機械壓痕的方法進(jìn)行毛化處理。軋使用的設備為四個(gè)軋絲輪,當焊絲通過(guò)軋絲輪,就會(huì )在焊絲的相互成90º的四個(gè)方向呈現均勻的壓痕。然后將活性劑粉末B2O3、CrO3、SiO2、TiO2、NaF、Ni粉LiFAl-Mg合金粉等混合而成作為拉絲粉然后將焊絲經(jīng)過(guò)多次拉拔減徑,為了使活性劑的潤滑性更好,在其中加入一定量的潤滑劑,潤滑劑不僅使得拉絲過(guò)程順暢,而且可以保證焊絲在焊接過(guò)程中具有良好的送絲性和電弧穩定性。最后將焊絲拉拔到要求尺寸,經(jīng)過(guò)繞盤(pán)包裝制作出成品焊絲。
然而,此種方法加工的無(wú)鍍銅焊絲存在自身的缺陷。由于焊絲表面的刻痕相當于焊絲表面制造的缺陷,所以在拉拔的過(guò)程中容易出現斷絲現象,因此在壓痕工藝中進(jìn)行需要對壓痕深度進(jìn)行控制。如果壓痕太淺,會(huì )造成在后續的機械合金化過(guò)程中加粉量不足,且焊絲中活性劑容易脫落。如果壓痕太深,一方面造成拉拔時(shí)斷絲,另一方面造成焊絲表面的壓痕無(wú)法消除,使得焊絲表面不光滑.最終導致焊接過(guò)程中送絲不暢。
基于上述一些無(wú)鍍銅焊絲制作方法,我公司積極開(kāi)展進(jìn)行無(wú)鍍銅實(shí)心焊絲生產(chǎn)的相關(guān)工作,在相關(guān)輔料廠(chǎng)家和試用客戶(hù)的大力支持下,在原有的生產(chǎn)工藝上進(jìn)行改進(jìn),現已取得階段性成果,并且實(shí)現了一定的批量供貨。歡迎新老客戶(hù)來(lái)電咨詢(xún):400-153-0010。
國外發(fā)展現狀
瑞典伊薩(ESAB)公司自1997年開(kāi)始推出無(wú)鍍銅焊絲,最初命名為EcoMig后更名為Autrod。2002年伊薩發(fā)明的無(wú)鍍銅焊絲采用先進(jìn)的表面處理技術(shù)(ASC),并將其無(wú)鍍銅焊絲命名為AristoRod。其導電性、送絲穩定性、防銹性能以及焊縫的最終性能均十分優(yōu)良,得到了廣泛的生產(chǎn)應用。通過(guò)對這種無(wú)鍍銅焊絲的分析,可以基本了解到,ESAB公司是采用適當處理方式使焊絲表面暗化或表面增加其他的保護層,同時(shí)保證其表面的光潔度,以達到最終實(shí)現無(wú)鍍銅的目的。
2002年起,日本神戶(hù)制鋼和住友金屬工業(yè)股份公司也均能為用戶(hù)供應系列MAG焊及CO2焊用無(wú)鍍銅實(shí)芯焊絲產(chǎn)品,韓國的基斯韋爾株式會(huì )社近幾年也申請了無(wú)鍍銅焊絲的發(fā)明專(zhuān)利。
韓國學(xué)者在其專(zhuān)利中提出,采用含有堿金屬或堿土金屬化合物、Zn化合物和烴類(lèi)化合物的表面處理油涂敷在焊絲表面,并且嚴格控制其涂敷量(1kg焊絲上涂敷0.003~0.006g)。經(jīng)過(guò)處理過(guò)的焊絲具有良好的防銹性、耐磨損性電弧穩定性以及送給性。
日本的有關(guān)學(xué)者在焊絲表面上涂敷MoS2、WS2、C其中的一種來(lái)提高送給性;還有人提出在焊絲表面上涂敷鉀化合物、硫化合物、聚異丁烯來(lái)減少飛濺;還有相關(guān)專(zhuān)利提出用烴類(lèi)礦物油和植物油組成的混合油,以及MoS2、WS2、C、聚四氟乙烯、脂肪酸、金屬皂等混合物來(lái)涂敷焊絲,從而制作出無(wú)鍍銅焊絲。
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