具有优良电弧稳定性的镀铜实芯焊丝制造技术

公开了一种在焊接过程中具有优异电弧稳定性的用于ＭＡＧ焊接的镀铜实芯焊丝，其中通过高速镀铜将用于ＭＡＧ焊接的实芯焊丝浸渍在镀铜溶液中以获得０．２－１．０微米厚的镀层制得用于ＭＡＧ焊接的实芯焊丝，镀层含有总计１００－１０００ｐｐｍ的铁、碱金属（钠）和碱土金属（镁、钙），其中碱金属（钠）和碱土金属（镁、钙）的含量范围为１０－５００ｐｐｍ。根据本发明专利技术，即使使用高速电镀法也能获得在焊接过程中具有优异的送丝性和电弧稳定性的用于ＭＡＧ焊接的镀铜实芯焊丝。

【技术实现步骤摘要】
具有优良电弧稳定性的镀铜实芯焊丝
本专利技术是关于一种镀铜实芯焊丝(copper welding solid wire)，更具体地，是关于一种具有优良电弧稳定性的镀铜实芯焊丝。
技术介绍
一般地，无论是哪种焊丝，如实芯焊丝(solid wire)或药芯焊丝(flux coredwire)，从焊缝(welded bead)质量或由于焊接飞溅(welding spatter)引起的维护方法(maintenance process)角度考虑，电弧稳定性是电弧焊接的一个非常重要的因素，许多人认识到电弧稳定性与焊丝送丝性(feedability)密切相关。尤其是，最近已开发了用于焊接的无镀层实芯焊丝。正如该名字所隐含的，无镀层焊丝不经过电镀步骤。结果，焊丝的铁表面与焊接喷嘴直接接触，因此出现了喷嘴过度磨损、电弧稳定性下降、电弧稳定性间隔受限等问题。这就是为什么95％以上的熔化极活性气体保护电弧焊(metal active gaswelding，MAG welding)焊丝都镀有铜的原因。然而，关于提高电弧稳定性和焊接材料送丝性的大部分研究主要集中在焊丝的表面模式或表面平整制剂(surfacing preparations)上，而关于镀铜的电镀溶液(浴)的研究非常少。对于镀铜，间歇式电镀在许多电镀工厂中广泛应用。许多添加剂均可商购得到。然而，由于在用于焊接的实芯焊丝的生产过程中，高速拉丝的同时在焊丝表面涂覆润滑剂以及在2秒钟内进行具有优异电镀附着性的高速在线电镀沉淀是非常困难的工作。为此，大多数研究都通过在电镀之后进行湿式拉拔(wet drawing)或表面处理来解决镀铜焊丝的问题。-->例如，日本专利特开昭56-144892公开了关于提高镀铜实芯焊丝送丝性的技术，该技术通过热处理形成氧化层以通过湿式拉拔(wet drawing)在表面形成孔并对这些孔提供液体润滑剂。日本专利特开平6-218574公开的另一种提高电弧稳定性的方法是用碱金属氧化物涂覆焊丝表面并进行退火沉淀。然后，将焊丝酸洗后镀铜。另一方面，日本专利特开平7-299583公开了一种通过将钾、钙和其它化合物加入到用于涂覆最终焊丝表面的表面平整制剂(表面处理剂)中来提高送丝性和电弧稳定性的技术。此外，日本专利特开平6-218574公开了一种技术，该技术将柠檬酸盐、卤素化合物、磷酸盐施用于焊丝表面，接着在氮气气氛下退火以在焊丝表面沉积碱金属，然后进行镀铜。仔细研究这些技术之后，本专利技术人决定研究一种更优化的电镀溶液组合物及其连续高速镀铜方法。结果发现，通过确保优异的焊丝送丝性，我们能够制备具有优异电镀附着性和优异电弧稳定性的镀铜实芯焊丝。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种镀铜实芯焊丝，其特征在于，通过在镀铜溶液中使用无机添加剂而具有优异电镀附着性，通过在镀层中沉淀碱金属(纳)和碱土金属(镁、钙)而同时具有优异送丝性和电弧稳定性。为了实现上述目的和优点，提供了一种MAG焊用镀铜实芯焊丝，其中，MAG焊用实芯焊丝上形成有厚度为0.2-1.0微米的铜镀层，所述焊丝由0.01-10重量％的碳、0.3-1.0重量％的硅、0.7-2.0重量％的锰、0.001-0.030重量％的磷、0.001-0.030重量％的硫、0.01-0.50重量％的铜以及余量的铁和不可避免的杂质组成，铜镀层中Fe、碱金属(Na)和碱土金属(Mg，Ca)的总含量为100-1000ppm，同时碱金属(Na)和碱土金属(Mg，Ca)的总含量为-->10-500ppm。本专利技术的另一方面提供了一种具有优异焊用电弧稳定性的MAG焊用镀铜实芯焊丝的制备方法，该方法包括将由0.01-10重量％的碳、0.3-1.0重量％的硅、0.7-2.0重量％的锰、0.001-0.030重量％的磷、0.001-0.030重量％的硫、0.01-0.50重量％的铜以及余量的Fe和不可避免的杂质组成的MAG焊用实芯焊丝在30-50℃下在含有200-300克/升的CuSO4·5H2O、30-50克/升的H2SO4、10-40克/升的Fe、1.0-10克/升的Mg、0.1-1.0克/升的Na、0.1-1.0克/升的Ca、1.0-5.0克/升的Cl和0.01-0.1克/升的EDTA(乙二胺四乙酸)的镀铜溶液中浸渍1.5-2.5秒钟。附图说明本专利技术的上述方面和特征将通过参照附图描述本专利技术的某些实施方式而变得更加明显，其中：图1为高速镀铜所得镀层表面的SEM(扫描电子显微)照片(放大倍数：1000倍)；图2为显示pH与EDTA络合物稳定常数(LogKf)之间关系的图；图3为显示铜镀层中铁含量、电阻率和断裂延伸率之间关系的图，其中，(a)显示铁含量与断裂延伸率之间的关系，(b)显示电阻率与断裂延伸率之间的关系；图4为显示电镀溶液中铁浓度与随浸渍时间变化的镀层厚度之间关系的图；图5为添加剂中所含的有机化合物粉末的SEM照片(放大倍数：2000倍)；图6为添加剂中所含的无机化合物粉末的SEM照片(放大倍数：50倍)；图7为由光学显微镜(放大倍数：400倍)拍摄的焊丝卷绕((焊丝的自-->身卷绕(taping-itselfofwire))部分的照片；图8为由光学显微镜(放大倍数：200倍)拍摄的焊丝直线部分的照片；图9为焊丝镀层的SEM照片(放大倍数：1000倍)；图10为第1号焊丝镀层的SEM照片(放大倍数：1000倍)；图11为阐述300安高电流下焊丝电弧稳定性评价结果的图；图12为阐述150安低电流下焊丝电弧稳定性评价结果的图；图13为由光学显微镜(放大倍数：500倍)拍摄的第17号比较例焊丝卷绕(焊丝的自身卷绕)部分的照片；图14为由光学显微镜(放大倍数：200倍)拍摄的第24号比较例焊丝直线部分的照片；图15为由光学显微镜(放大倍数：500倍)拍摄的第24号比较例焊丝卷绕(焊丝的自身卷绕)部分的照片；图16为由光学显微镜(放大倍数：500倍)拍摄的第30号比较例焊丝卷绕(焊丝的自身卷绕)部分的照片；图17为阐述300安高电流下第24号比较例焊丝电弧稳定性的图；图18为阐述150安低电流下第24号比较例焊丝电弧稳定性的图。具体实施方式下面参照附图对本专利技术的优选实施方式进行描述。本专利技术人意识到为获得高速镀铜，有三个目标要实现：(1)当对5.5毫米的线材进行拉拔时，所得直径为1.4-2.5毫米的焊丝表面对于电镀来说非常粗糙；(2)即使在电镀后也应当进行额外的加工如湿式拉拔或表面处理；以及(3)碱金属和碱土金属应当保留在镀层中。-->为了实现上述目标，本专利技术人决定仔细研究每一个步骤。首先，为了克服对于在电镀加工中使用的焊丝表面粗糙的问题，本专利技术人观察了原材料制造商的制钢方法和钢坯(billet)加工成5.5毫米线材的过程，并检查了酸洗前后的表面，所述酸洗用于移除表面的污垢(scales)。尤其是，本专利技术的专利技术人还进行了一项关于通过在对表面特性具有非常显著的影响的拉拔(drawing)过程中改变6-12块(blocks)的焊丝拉拔收缩率减小表面粗糙度的研究。然而，我们得出的结论是在高速工作中很难同时实现稳定生产和控制焊丝表面。虽然我们承认对于干式拉拔(dry drawing)和镀铜，很难实现焊丝的完美光滑表面。基于表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在焊接过程中具有优异电弧稳定性的用于熔化极活性气体保护电弧焊的镀铜实芯焊丝，其中，用于熔化极活性气体保护电弧焊的实芯焊丝上形成有厚度为０．２－１．０微米的铜镀层，所述实芯焊丝由０．０１－０．１０重量％的碳、０．３－１．０重量％的硅、０．７－２．０重量％的锰、０．００１－０．０３０重量％的磷、０．００１－０．０３０重量％的硫、０．０１－０．５０重量％的铜以及余量的铁和不可避免的杂质组成，铜镀层中铁、碱金属钠以及碱土金属镁和钙的总含量在１００－１０００ｐｐｍ范围内，同时碱金属钠以及碱土金属镁和钙的总含量在１０－５００ｐｐｍ范围内。

【技术特征摘要】
KR 2005-5-25 10-2005-00439341、一种在焊接过程中具有优异电弧稳定性的用于熔化极活性气体保护电弧焊的镀铜实芯焊丝，其中，用于熔化极活性气体保护电弧焊的实芯焊丝上形成有厚度为0.2-1.0微米的铜镀层，所述实芯焊丝由0.01-0.10重量％的碳、0.3-1.0重量％的硅、0.7-2.0重量％的锰、0.001-0.030重量％的磷、0.001-0.030重量％的硫、0.01-0.50重量％的铜以及余量的铁和不可避免的杂质组成，铜镀层中铁、碱金属钠以及碱土金属镁和钙的总含量在100-1000ppm范围内，同时碱金属钠以及碱土金属镁和钙的总含量在10-500ppm范围内。2、根据权利要求1所述的实芯焊丝，其中，用于镀铜的溶液由200-300克/升的CuSO4·5H2O、30-50克/升的H2SO4、10-40克/升的Fe、1.0-10克/...

【专利技术属性】
技术研发人员：黃后根，
申请(专利权)人：基斯韦尔株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]