实心焊丝的生产方法技术

一种有效生产没有电镀铜的实心焊丝的方法，所述方法由下述步骤组成：在用于拉丝的干燥固体润滑剂帮助下用辊模拉丝，用于拉丝的干燥固体润滑剂至少含有硬脂酸钠或硬脂酸钾；用清洗设备除去焊丝表面上的润滑剂；将用于焊丝进料的润滑剂涂布在已经用上油设备拉拔的焊丝表面上。用辊模高速拉丝可以将原料钢丝制成具有成品焊丝或近成品焊丝直径的实心焊丝。拉丝步骤后面是清洗步骤和润滑剂涂布步骤，这些步骤都是在线完成的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及没有电镀铜的(在本申请的说明书和权利要求书中，可以用简称“焊丝”代替“实心焊丝”)。
技术介绍
在CO2气体保护电弧焊接和MIG焊接中通常使用细实心焊丝(直径为0.8-1.6mm)。在使用时，实心焊丝缠绕在卷轴上或置于包装桶中。用进料辊将实心焊丝从卷轴(或包装桶)中拉出，然后塞入包封有管道电缆的衬套中，最后通过衬套将其送往位于焊接位置处的焊矩的喷嘴上。上述管道衬套是用螺旋缠绕的钢丝制成的软导管。它通常是3-6m长，有时候10-20m长，这取决于与焊接位置的距离。不管工作地点在哪里，焊丝都应当以恒定速度稳定进料，例如在造船厂中，台阶或弯头会使空间受限或使空间受阻。这种稳定进料是焊丝最重要的特征之一，称之为焊丝进料性能。当用进料辊将其塞入导管衬套时，焊丝由于与导管衬套内部的摩擦而受到进料阻力。在直导管衬套中，这种进料阻力不会大到出现进料方面的问题。但是，在很长的导管衬套或陡然或多处弯曲的导管衬套中，进料阻力会增大到进料力不能再平衡的程度，从而导致进料性能受到极大破坏。因此，为了保证稳定进料，必须降低由于与导管衬套的摩擦导致的进料阻力。降低进料阻力和改善焊丝进料性能的普通方法是用电镀铜或润滑剂涂布焊丝表面。顺便提及，电镀铜会产生额外的极大改善拉伸性能、导电性和防锈性的效果。不幸的是，具有电镀铜或润滑剂涂层的实心焊丝具有很多缺点。即，当用进料辊挤压实心焊丝时，过量的润滑剂易于被刮掉。刮掉的润滑油残余物进入导管衬套并在其中集聚，使进料阻力不规则地增加。电镀铜也会产生类似的问题。从电镀铜上刮掉的残余物会导致进料阻力急剧增加的严重问题。另外，用于电镀铜的氰化合物是环境污染源。在这样的情况下，目前迫切需要一种没有电镀铜的实心焊丝。实心焊丝上电镀铜的作用是作为润滑涂层改善进料性能和在焊丝生产过程中改善拉伸性。因此，要有效拉伸没有电镀铜的实心焊丝，则需要良好的能够取代电镀铜的润滑剂或者不需要电镀铜的改善的拉伸技术。上述细实心焊丝是使大直径丝(简称为“原料”)通过一系列孔模或辊模生产的。上述不需要电镀铜的技术例如公开在日本专利特开平10-296488中。它规定了拉丝模的断面缩减率，从而防止丝在高速拉伸过程中发生断裂。例如，日本特许公开专利2000-117486提出了另一种防止进料阻力不规则增加的方法。其依赖于能够牢固地粘着在丝上的改善的润滑剂。在生产没有电镀铜的实心焊丝时，待拉伸的原料需要进行表面处理，例如磷酸盐处理和硼化处理，以保证丝表面和拉伸润滑剂之间具有良好的粘着性。这样的表面处理会产生生产成本和环境污染方面的问题。常用的润滑剂是钙皂，这是一种干燥固体润滑剂。不幸的是，因为钙会对电弧稳定性产生极其有害的影响，所以在拉伸(拉伸至最终直径或中间直径)后必须通过退火、碱法脱油、酸洗和用有机清洗剂清洗的方法除去钙皂。这同样会产生生产成本和环境污染方面的问题。相反，用于CO2气体保护电弧焊接的实心焊丝遇到的困难是，如果焊丝具有紧凑光滑的表面，则难以保证预定量的润滑油。这一问题可以通过将焊丝表面略微糙化解决。表面糙化的焊丝可以使加入的润滑油均匀地涂布在其长度方向上。参见日本特许公开专利2000-107881。人们已经提出了多种类似的技术。其中的一个设计方案是在干法孔模拉丝和湿法孔模拉丝之间插入辊模拉丝，从而降低由湿拉丝得到的断面缩减率。该目的是通过下述措施达到的将最终焊丝的表面糙化到使表面不规则处能够牢固地保持加入的润滑油的程度。参见美国专利6079243。有人提出的一种方法是将辊模上预先形成的表面粗糙度转移到焊丝表面上。最终的焊丝能够有效地保留进料润滑剂。参见日本专利特开平10-249576。有人提出一种在保持足够大表面粗糙度的同时改善拉伸性的技术。该目的是通过用MoS2和WS2作为拉丝润滑剂和规定孔模拉伸导致的断面缩减率实现的。该技术是基于孔模拉伸导致的断面缩减率和粘附在焊丝上的润滑剂量之间的关系而实现的。参见日本专利特开平11-197878。还有人提出一种使羧酸钾粘附在焊丝表面上以改善电弧稳定性的技术。该目的是通过下述措施达到的用热水清洗拉伸的焊丝，然后使清洗后的焊丝一次性进行辊模拉丝或辊压。参见日本专利特开平3-77035。但是，上述技术不能实际应用于没有电镀铜的实心焊丝。换句话说，它们不能在保持焊丝有效生产率的同时使焊丝表面粗糙度大到足以保持足量的润滑油。没有电镀铜的实心焊丝的缺点是不能通过孔模高速拉丝，其原因如下。在生产实心焊丝时主要使用的孔模拉丝在润滑剂层上施加的剪切力比辊模拉丝大得多，这种剪切力会破坏润滑剂膜。当在不用硬脂酸钙润滑剂处理焊丝的情况下进行孔膜拉丝时，易于出现这样的问题。在上述由干法孔模拉丝和湿法拉丝组成的两段拉丝方法也牵涉到上述同样的问题。这种拉丝方法不适用于没有电镀铜的焊丝的高速拉丝，因为在拉伸性方面湿法拉丝次于干法拉丝。另外，如上述美国专利6079243所述，在拉丝过程中，焊丝的表面粗糙度急剧下降，因此，在从半成品阶段(其中制造表面粗糙度)至成品阶段的整个拉丝过程中，焊丝难以保持其表面粗糙度。在孔模拉丝和辊模拉丝中，上述作为拉丝润滑剂的MoS2和WS2不能提供充分的拉伸性，从而难以在没有电镀铜的焊丝上进行高速拉丝。另外，过量残留的这些润滑剂会使流经成品焊丝的电流不稳定，刮掉的润滑剂残渣会破坏焊丝的进料性能。因此，必须均匀涂布润滑剂，以使其均匀残留，最终又能够被均匀地洗去。这些问题会导致不能有效拉丝和质量不稳定。另外，如果不对原料钢丝进行充分的防锈处理而直接涂布硫化物(如MoS2和WS2)，则焊丝的耐蚀性将受到破坏。将表面粗糙度从辊模转移到焊丝表面上的缺点是难以控制经受磨损的辊表面。这将导致焊丝质量不稳定和由于频繁更换辊而使生产成本升高。辊模比孔模更适用于高速拉丝，因为它由一对夹持焊丝的对向辊构成。因为这样的结构使得辊模在拉丝过程中在润滑剂层上施加的剪切力比孔模小，因此不会经常造成润滑剂模的破坏。另外，即使在用无氢无机固体润滑剂进行拉丝的情况下，辊模与孔模相比，也不易阻塞，这种固体润滑剂不会随氢的增加而出现问题。如果主要用辊模对没有电镀铜的实心焊丝进行拉丝，则能够极大地改善拉丝速度和效率。但是，还从来没有人用辊模对没有电镀铜的实心焊丝在从原料至成品的过程中进行高速拉丝。假如焊接性能只取决于辊模，则在对焊接性能没有副作用的情况下对没有电镀铜的实心焊丝的拉丝速度就会受到限制。用辊模高速拉丝时，没有电镀铜的高强度钢焊丝的情况比普通低碳钢焊丝的情况出现的困难多(高强度钢包括高拉伸钢、合金钢和不锈钢，可以根据要焊接的工件进行选择)。与低碳钢焊丝相比，高强度钢焊丝需要更大的拉拔力，从而在辊模上产生更大的负荷。在拉丝过程中施加大作用力时，因为辊模及其支架的强度和刚度有限，所以辊模会变形和振动。这种振动会使焊丝与辊模间歇性地接触，从而在焊丝表面上留下小凹痕。这些凹痕会破坏焊丝直径精度，导致焊丝表面糙化。为了避免这样的问题，即使辊模拉丝可以实际应用，也必须降低拉丝速度。这样会降低拉丝效率，降低焊丝生产率。目前还没有只用辊模就能够在从原料钢丝至成品的过程中基本完成拉丝的例子。即使存在这样的例子，也不可能高速拉伸高强度实心焊丝。对辊模拉丝速度的限制归因于磨损和润滑问题(和孔模一样)。在对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过将原料钢丝拉拔成成品焊丝生产没有电镀铜的实心焊丝的方法，所述方法包括：将用于拉丝的干燥固体润滑剂涂布在焊丝表面上的步骤，用于拉丝的干燥固体润滑剂含有硬脂酸钠或硬脂酸钾中的至少一种；用辊模拉拔润滑剂涂布后的焊丝的步骤；从拉拔后的焊丝表面上除去拉丝润滑剂的步骤；和将用于焊丝进料的润滑剂涂布在已经除去了拉丝用干燥固体润滑剂的焊丝表面上的步骤。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小西良宏，清水弘之，横田泰之，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]