阅读说明：本技术 一种无镀铜气体保护焊丝的生产制造工艺 (Production and manufacturing process of copper-plating-free gas shielded welding wires ) 是由 贾军 张显辉 朱达 于 2019-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种无镀铜气体保护焊丝的生产制造工艺,将原材料依次进行清洗、除磷、硼砂、粗拔、精拔、在线清洁、定径成膜、排绕,即得所需焊丝。本发明提供的一种无镀铜气体保护焊丝的生产制造工艺,能够不经过镀铜工序就实现焊丝的长期存放且焊丝的送丝性能和使用性能不受影响,在使用过程中减少烟尘的产生,减少污染,并提高了焊丝的防锈、导电和送丝性能,使用过程中烟尘小,减少对人体的危害。(The invention provides a production and manufacturing process of gas-shielded welding wires without copper plating, which comprises the steps of sequentially cleaning raw materials, removing phosphorus, borax, rough drawing, fine drawing, online cleaning, sizing, forming a film and winding to obtain the required welding wires.)

一种无镀铜气体保护焊丝的生产制造工艺

技术领域

本发明属于焊接材料的技术领域，涉及一种无镀铜气体保护焊丝的生产制造工艺。

背景技术

在焊丝生产领域，必须保证焊丝能长时间存放，在使用时焊丝导电性良好而不引起断弧、息弧等不利与焊接的问题。目前所采用得气体保护焊丝表面处理的方法是在焊丝表面镀上一层铜层作为隔离，但这种方法存在以下弊端。第一，铜层会影响焊缝表面质量；第二，需要添加酸、碱等化学试剂，增加成本；第三，产生工业废水，工厂需要大量环保投入。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种无镀铜气体保护焊丝的生产制造工艺，能够实现不经过电化学镀铜环节，就能够实现焊丝的长期存放且焊丝的送丝性能和使用性能不受影响，在使用过程中减少烟尘的产生，缓解了环保压力。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种无镀铜气体保护焊丝的生产制造工艺，将原材料依次进行清洗、除磷、硼砂、粗拔、精拔、在线清洁、定径成膜、排绕，即得所需焊丝。

优选地，所述清洗工序依次包括有酸洗、水洗、中和洗。

更优选地，所述酸洗为本领域常规使用的盐酸清洗工序。

进一步优选地，所述酸洗中选用的盐酸浓度为5-18％(v/v)，所述酸洗的酸洗槽中含有的Fe²⁺≤200g/L。

由于作为焊材的盘条原材料表面附着一层磷皮，长时间放置表面出现锈渍，不利于拉拔和生产，为了改善焊丝表面质量，对盘条原材料进行酸洗，酸洗依次通过不同浓度的酸洗槽，在酸洗槽内增加加热装置，增加酸液与原材料反应速率，加快表面污渍的去除速度，使酸洗后的材料表面光洁没有脏污，通过在源头控制焊丝表面质量达到无镀铜焊丝生产时表面光洁，表面成膜均匀，能长时间放置且送丝性能良好。

更优选地，所述酸洗后的原材料在水洗槽中进行水洗，所述水洗的浸泡时间≥1分钟，并上下往复移动≥3次。所述水洗用于去除原材料表面的酸液。

更优选地，所述水洗后的原材料在中和池中进行中和洗，所述中和洗的浸泡时间≥30秒，并上下往复移动≥3次。所述中和洗用于保证中和效果。

进一步优选地，所述中和池中的PH值≥12。

优选地，所述除磷为本领域常规使用的除磷工序。

优选地，所述硼砂的条件为：硼砂温度≥90℃；硼砂PH值为8-10，浓度为250-350g/L。

优选地，所述硼砂使用的硼砂液在停机时应排出或进行保温控制。

更优选地，所述保温控制的温度≥65℃。

优选地，所述粗拔要开启卷筒冷却水、模具冷却水和卷筒风冷，卷筒温度≤120℃。保证钢丝在卷筒上不呈现分散状态积丝。

优选地，所述粗拔的钢丝表面必须光滑圆整，尺寸在公差范围内。避免拉毛、失圆等现象。

优选地，所述粗拔的模具配比为4.75-4.08-3.60-3.15-2.75-2.45。

优选地，所述粗拔的拉拔速度为6-8m/s。更优选地，所述粗拔的拉拔速度为7m/s。

优选地，所述精拔要开启模具水冷，卷筒温度≤100℃，模具盒温度≤60℃。

优选地，所述精拔的模具配比为2.25-2.05-1.85-1.65-1.45-1.22。

优选地，所述精拔的拉拔速度为10-12m/s。

优选地，所述精拔在在线清洁装置中进行。可控制精拔半成品表面拉丝粉携带量，焊丝在通过在线清洁装置时，会与低速转动的螺旋状刮擦装置接触，减少了焊丝表面拉丝粉的携带量。进而在进行无镀铜表面成膜时，可以达到涂层均匀且涂层牢靠的效果。

优选地，所述在线清洁在在线清洁装置中进行。所述在线清洁利用螺旋刷刮拭使经过在线清洁装置后焊丝表面润滑粉蓬松，随后焊丝通过水洗将表面润滑粉清洁干净，确保焊丝表面没有残留，保证在经过在线清洁装置后焊丝表面不会有残留的润滑粉等不利于表面成膜的脏渍。

所述焊丝经过精拔后，需要对焊丝表面涂敷的润滑粉进行在线清洁，焊丝通过螺旋钢丝刷，表面携带的润滑粉受到一定的刮擦，会脱离焊丝，减少焊丝表面润滑粉携带量，降低润滑粉清洗压力，减少化工品的使用。从焊丝表面刮拭下来的润滑粉，会落入脱脂箱中，方便回收且不会飞扬对人体产生危害。

所述在线清洁装置为专利号为ZL201720807449.8的《一种拉丝过程中在线清洁装置》中揭示的在线清洁装置。

优选地，所述定径成膜是将在线清洁后的焊丝通过成膜剂，所述成膜剂设于定径模具盒前，用以使焊丝表面均匀涂有成膜。即通过对定径模具盒内可表面携带的成膜剂进行压缩，保证焊丝表面均匀涂有成膜。焊丝在通过最后一道定径模具时携带的涂层剂经过模具后会牢固的粘附在焊丝表面，对焊丝的送丝、防锈以及工艺性都有促进作用。将涂敷层混合物均匀的涂敷在无镀铜焊丝表面，焊丝表面涂敷的膜具有隔绝空气以达到防锈的目的，涂层的物质增强焊丝的润滑效果从而减少焊丝与导电嘴的磨损率，降低了导电嘴的磨损率，涂层中含有的导电物质可以起到稳定电弧的作用，保证焊丝在焊接过程中不出现息弧断弧等不利于焊接的现象。通过焊丝表面成膜技术，将具有润滑、防锈、稳定电弧的元素调整其成分含量，在焊丝表面形成一层特殊的保护层，从而达到耐腐蚀性好、对导电嘴磨损少、焊接电弧稳定的环保型无镀铜焊丝。对清洁干净的焊丝半成品用表面成膜技术在焊丝表面形成一层涂抹均匀、吸附性好、表面光滑的无镀铜环保焊丝。

所述成膜剂为本领域常规使用的无镀铜成膜剂。

优选地，所述排绕为本领域常规使用的排绕工序。

本发明第二方面提供上述生产制造工艺在制备无镀铜气体保护焊丝中的用途。

如上所述，本发明提供的一种无镀铜气体保护焊丝的生产制造工艺，减少了电化学镀铜这一环节，能够不经过镀铜工序就实现焊丝的长期存放且焊丝的送丝性能和使用性能不受影响，在使用过程中减少烟尘的产生，减少污染，缓解了环保压力。同时，在无镀层的条件下，通过表面成膜技术，提高了焊丝的防锈、导电和送丝性能，使用过程中烟尘小，减少对人体的危害。具体的有益效果如下：

(1)本发明提供的一种无镀铜气体保护焊丝的生产制造工艺，省去对环保危害最大的电镀环节，依靠表面成膜技术可达到长时间存放的目的。

(2)本发明提供的一种无镀铜气体保护焊丝的生产制造工艺，对精拔半成品进行表面拉丝粉刮擦，减少焊丝表面润滑粉的携带量，本发明将对焊丝进行环绕刮擦，保证了不同位置的焊丝都可以获得均匀的涂层。

(3)本发明提供的一种无镀铜气体保护焊丝的生产制造工艺，采用新型的表面成膜技术，可将特定成分的成膜材料均匀的涂敷在焊丝表面，使焊丝长时间不锈蚀，导电性能良好，在焊接时不会出现断弧、息弧等影响焊接的不利因素，焊丝表面光滑，对导电嘴的磨损降低，增加导电嘴的使用寿命。

(4)本发明提供的一种无镀铜气体保护焊丝的生产制造工艺，通过脱脂清洁槽的持续旋转会使润滑粉剂掉落到清洁装置箱体中，保证无镀铜焊丝在进行脱脂成膜工艺时焊丝携带的润滑粉较少，稍加处理便可获得更清洁的半成品。

(5)本发明提供的一种无镀铜气体保护焊丝的生产制造工艺，使刮拭下来的润滑粉全部落在在线清洁箱内，润滑粉不会产生粉尘，也不会扩散到空气中，更利于环保。

(6)本发明提供的一种无镀铜气体保护焊丝的生产制造工艺，采用过程控制工艺、结尾特殊涂层相结合，在生产过程中严格控制精拔后在线清洁的质量。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置；所有压力值和范围都是指相对压力。

此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以***其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以***其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

根据本发明中一种无镀铜气体保护焊丝的生产制造工艺，将原材料依次进行清洗、除磷、硼砂、粗拔、精拔、在线清洁、定径成膜、排绕，即得所需无镀铜气体保护焊丝样品1#。

其中，清洗工序依次包括有酸洗、水洗、中和洗。在进行酸洗时要求将盘元捆扎带对角方式剪开两个，放入盐酸浓度5-18％、Fe²⁺≤200g/L的酸洗槽中洗至表面无锈渍及脏污。酸洗后的原材料在水洗槽中进行水洗，水洗的浸泡时间≥1分钟，并上下往复移动≥3次。水洗后的原材料在中和池中进行中和洗，中和洗的浸泡时间≥30秒，并上下往复移动≥3次，中和池中的PH值≥12。

硼砂的温度≥90℃，PH为8-10，浓度为250-350g/L，通过适当调整气流量大小、硼砂浓度，焊丝表面呈现雪花状或有明显的硼砂结晶体时即获得适宜厚度的硼砂层。

在粗拔过程中保证卷筒冷却水、模具冷却水和卷筒风冷打开，卷筒温度≤120℃，粗拔的钢丝表面必须光滑圆整，生产出焊丝的尺寸在公差范围内，粗拔的模具配比为4.75-4.08-3.60-3.15-2.75-2.45，粗拔的拉拔速度为7m/s。

在精拔过程中，精拔在在线清洁装置中进行，要开启模具水冷，卷筒温度≤100℃，模具盒温度≤60℃，精拔的模具配比为2.25-2.05-1.85-1.65-1.45-1.22，精拔的拉拔速度为10-12m/s。

在拉拔过程中保证钢丝进入模具前的中心度，防止钢丝在进入模具前与导线轮和模具中的单侧硬摩擦。生产过程中要控制润滑效果，保证卷筒上的钢丝没有出现发亮、模具口没有冒烟、模具口出来的润滑粉呈羽毛状的飞絮。

在线清洁在在线清洁装置中进行，要控制钢丝与滚刷接触，气吹的流量足够，确保可以生产出半成品表面不携带有润滑粉，不会影响表面涂膜。

将配置好的成膜剂放在最后一道定径模具盒前，生产出带有均匀成膜涂层的无镀铜气体保护焊丝样品1#。

对比例1

根据现有的焊丝的生产制造工艺，按照现有工艺，即酸洗-除磷-硼砂-烘干-粗拔-精拔-碱洗-热水洗-酸洗-活化-镀铜-烘干-定径抛光-层绕-包装的工艺流程生产出镀铜的气体保护焊丝，获得气体保护焊丝样品1*。

对比例2

按照现有改进的工艺：酸洗-硼砂-烘干-粗拔-精拔-在线脱脂-定径-层绕-包装，生产出无镀铜的焊丝，其表面没有防锈、防飞溅涂层，获得气体保护焊丝样品2*。

实施例2

将无镀铜气体保护焊丝样品1#与气体保护焊丝样品1*的生产制造工艺进行比较，可以发现实施例1中的生产制造工艺在生产过程中省去了多次酸洗、碱洗、热水洗和镀铜工序，减少了大量化工品的使用，减少了能耗，降低了环保压力。

实施例3

将无镀铜气体保护焊丝样品1#与气体保护焊丝样品1*进行性能测试，对带有涂层的无镀铜焊丝气体保护焊丝样品1#及气体保护焊丝样品1*进行送丝、防锈、和焊接工艺性能进行测试。

送丝性能测试实验方法是将送丝软管绕成直径20cm左右的圈，增大送丝难度，测试不同焊丝在多少圈情况下可以顺利送丝，具体送丝性能结果见表1。

表1

盘绕圈数	盘绕2圈	盘绕2.5圈	盘绕3圈	盘绕3.5圈
					镀铜焊丝	送丝顺畅	送丝勉强	不能完成送丝	/
无镀铜有涂层焊丝	/	可以完成送丝	送丝勉强	不能顺利送丝
					无镀铜无涂层焊丝	送丝勉强	不能顺利送丝	不能完成送丝	/

由表1实验结果表明，从送丝性能上看，无镀铜有涂层焊丝优于镀铜焊丝，即无镀铜有涂层的气体保护焊丝的使用性能可达到与镀铜焊丝相似的结果，甚至优于镀铜焊丝。

对比焊丝的防锈能力，采用了镀铜焊丝、无涂层的无镀铜焊丝、带涂层的无镀铜焊丝放置在相同的实验环境下，其锈蚀情况见表2。其中，实验期间实验室的平均温度为20.25℃，平均湿度为75.0％。

表2

	24h	48h	96h	120h	备注
						无涂层无镀铜焊丝	未见生锈	有微小锈点	大面积锈蚀	发红锈蚀严重
有涂层无镀铜焊丝	未见生锈	未见生锈	有微小锈点	锈蚀增多
						镀铜焊丝	未见生锈	未见生锈	有明显锈蚀	大面积锈蚀

由表2实验结果表明，从防锈性能上看，无镀铜有涂层焊丝优于镀铜焊丝。

对比焊丝的使用工艺性能，实验采用不同焊丝，相同的焊接参数，进行焊接，并对飞溅、熔滴大小和焊缝成形进行对比。实验条件：焊接电流290A，焊接电压30V。其实验结果表3。

表3

配方	飞溅	熔滴大小	焊缝成形	备注
					无镀铜无涂层	较大	大	焊缝边部不直焊缝中心渣壳较多焊缝不光滑
镀铜焊丝	较小	大	焊缝边部较直焊缝中心渣壳较少焊缝较光滑
					无镀铜有涂层	小	小	焊缝边部较直焊缝中心渣壳少焊缝较光滑

由表3实验结果表明，从焊丝使用工艺上看，无镀铜有涂层焊丝优于镀铜焊丝，镀铜焊丝优于无镀铜无涂层焊丝。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等。