用于二氧化碳气体保护弧焊的非镀铜实心焊丝制造技术

本发明专利技术涉及一种用于ＣＯ＃－［２］气体保护弧焊的非镀铜实心焊丝。通过控制焊丝表面的１０点平均粗糙度（Ｒｚ）为０．１０－９．００μｍ以及焊丝表面的维氏显微硬度（Ｈｖ（１ｇ））为１２５－３１０，得到具有优异可喂入性的用于ＣＯ＃－［２］气体保护弧焊的非镀铜实心焊丝，保证在较低电流区焊接时减小飞溅产生的数量。因此，可以进行高效率的焊接操作，并且焊接质量高。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于二氧化碳气体保护弧焊的实心焊丝，焊丝表面没有镀铜；更具体地涉及用于二氧化碳气体保护弧焊的非镀铜实心焊丝，通过控制焊丝表面的粗糙度和显微硬度，提高焊丝的喂入性能或可喂入性。对于用于CO2气体保护弧焊的实心焊丝，通常使用所谓的镀铜实心焊丝，其中铜镀在焊丝表面。镀铜的原因是为了提高导电性、焊丝可喂入性以及耐蚀性。由于制造焊丝时在拉拔过程中存在焊丝与拔丝模之间的摩擦，将一部分镀铜从焊丝表面剥离，另一部分镀铜以铜粉的形式沉积在焊丝表面的凹陷处。在焊接过程中，由于焊丝与焊嘴之间的摩擦，铜粉从焊丝表面脱落并在焊嘴上积累。结果，焊嘴堵塞，从而导致焊接不稳定，产生大量的飞溅。除了铜粉外，镀铜焊丝还有以下问题(1)铜镀层比焊丝表面软，由于焊丝与焊嘴之间的摩擦，镀铜不可避免地从焊丝表面剥离，从而使焊接不稳定；(2)铜的熔点低，为1083℃，在焊接过程的超高温下容易蒸发，从而产生大量的烟。尽管镀铜焊丝有这些缺点，但焊丝表面的镀铜被认为必然能达到提高导电性的目的。考虑到上述问题，需要开发能满足各种特性的具有镀铜焊丝优势特性的非镀铜焊丝。同时，已经提出了没有镀铜的焊丝，例如日本特许公报2682814(电弧焊焊丝)，日本公开特许公报平11-147174(钢材用非电镀焊丝)。这些先前技术提出了在焊丝表面使用至少一种润滑粉末，如MoS2、WS2和C，或者润滑油涂层，用于提高焊丝的可喂入性。日本公开特许公报2000-117484公开了一种焊丝，在焊丝表面沿圆周方向具有预定波长的波状粗糙部分，因为将能谱测量中的峰值强度控制在所需的数值，其起弧性能优异。日本公开特许公报2000-317679公开了一种电弧焊的非电镀焊丝以及电弧焊方法，其中使用水溶性的高分子物质将预定数量的粒度较小的绝缘无机物粉末和导电无机物粉末粘结在焊丝表面，从而减少了烟或飞溅的数量。另外，日本公开特许公报平11-342494公开了一种用于二氧化碳弧焊的实心焊丝，其中焊丝的成分，在产生的飞溅中包含的C、Si和Mn，满足以下关系(10C+2Si+Mn)＝2.4至5.25重量％(wt％)，从而减少了飞溅的数量。上述焊丝已经改进为非镀铜焊丝，但并没有满足焊丝所需的所有特性。特别是，为了提高非镀铜焊丝的性能在焊丝表面涂覆细粉末的情况下，涂覆在焊丝表面的粉末不可避免地造成烟的产生。而且，由于难以将涂覆的粉末控制在适当的水平，涂覆在焊丝表面的粉末不均匀，从而增大了飞溅数量。同时，在自动焊接中，焊丝的可喂入性定义为由焊嘴前端送出的焊丝长度与进料辊旋转送出的焊丝长度之比。在焊接过程中，差的可喂入性可以增大电弧长度并造成焊接电流波动，从而增大飞溅的数量。由此，产生的飞溅数量可以用作反映焊丝可喂入性的标准。
技术实现思路
因此，考虑以上问题提出本专利技术。本专利技术的目的是提供一种CO2气体保护弧焊的非镀铜实心焊丝，提高了可喂入性，并且由于没有镀铜，从而减少了烟和飞溅的数量。根据本专利技术，本专利技术的上述目的和其它目的可以通过以下措施实现，即提供一种CO2气体保护弧焊的非镀铜实心焊丝，其中焊丝表面的10点平均粗糙度(Rz)为0.10-9.00μm，焊丝表面的维氏显微硬度(Hv(1g))为125-310。详细地，当CO2气体保护弧焊的非镀铜实心焊丝具有10点平均粗糙度(Rz)为0.10-9.00μm，维氏显微硬度(Hv(1g))为125-310时，所产生的飞溅数量明显减少，从而表现出优良的可喂入性。在维氏显微硬度试验中，如同所公知的，金刚石压头为四方棱锥形，在顶点处相对表面之间的夹角为136°，使用预定的力将金刚石压头压入试样的表面，去除压力后，测量压痕的对角线长度。这里所用的术语“维氏显微硬度Hv”是指用压力除以压痕表面积所表示的硬度，其计算公式为Hv=2Pd2sina2=1.854Pd2]]>式中，P是压力(kg)，d是压痕的对角线长度(mm)。这里所用的Hv(1g)是表示使用1g的压力测量的维氏显微硬度。至于10点平均粗糙度(Rz)，在表示焊丝表面粗糙轮廓的轮廓曲线中，在焊丝的长度内以中心线为基准选出第三个最高峰以及第三个最低谷。10点平均粗糙度(Rz)定义为，轮廓中第三最高峰与第三最低谷之间的垂直距离，以微米为单位。下面描述调节焊丝表面的10点平均粗糙度和维氏显微硬度。焊丝的制造过程概括如下制备起始焊丝(ROD)，酸洗，喷砂，涂层，干拉拔，除油，湿拉拔和卷取。通过上述过程可以将焊丝表面的10点平均粗糙度和维氏显微硬度控制在本专利技术所需的范围内。下面，考虑到调节焊丝表面的10点平均粗糙度和维氏显微硬度，详细描述各个过程。为了增大最终焊丝的10点平均粗糙度，将起始焊丝用硫酸电解酸洗(在线)，去除起始焊丝表面的氧化膜。此时，通过改变电流密度，可以腐蚀起始焊丝的表面，从而使焊丝表面粗糙。对酸洗后的焊丝可以进行涂层或喷砂。喷砂明显增大焊丝表面的粗糙度。涂层、干拉拔和去油过程是焊丝制造的传统过程，对本专利技术的特征没有影响。如同下面将要详细描述的，焊丝表面的维氏显微硬度主要由湿拉拔过程控制。焊丝表面的维氏显微硬度一般随焊丝拉伸强度的提高而增大。但是，仅仅提高拉伸强度不能增大焊丝表面几微米到几十微米深的表面区域的显微硬度。在这一点上，可以考虑在拉丝模中压缩面积。如果在湿拉拔过程中最终拉丝模的压缩角(2α)增大到8°-40°，就可以增大焊丝表面几微米到几十微米深的表面区域的显微硬度。拉拔过程中较大的拉拔力可以在焊丝上产生模具的痕迹。为了避免这一现象，必须通过调节拉拔的次数将各个模具的可加工性降低到5-12％。具体地，为了将每个模具的可加工性降低到5-12％，如果最终模具的压缩角(2α)为8°，则拉拔次数控制在1-4次；如果大于8°，则拉拔次数控制在2-5次。作为实施例，当模具的压缩角(2α)为40°，2-5次弱的湿拉拔过程可以防止模具痕迹的出现。此时，由于焊丝的表面层基本已经加工硬化，拉拔过程造成的焊丝表面层硬化增大了维氏显微硬度，这是与焊丝总加工性成比例的。结果，优选地增大了焊丝表面的维氏显微硬度，由此表面硬度(Hv)可以达到300或300以上。另一方面，通过执行以下的过程可以将焊丝的维氏显微硬度(Hv)降低到100，所进行的过程顺序为干拉拔，退火，酸洗和湿拉拔。维氏显微硬度也与焊丝的拉伸强度有关。因此，可以理解的是，通过改变起始焊丝(ROD)的直径可以控制表面硬度。实施例下面通过本专利技术的实施例以及非限制性的对比实施例描述本专利技术的效果。制造了含有，按照焊丝的化学成分，0.06wt％的C，0.9wt％的Si，1.4wt％的Mn，0.014wt％的P，0.009wt％的S，以及0.11wt％的Ti，并且直径分别为8mm，6.4mm和5.5mm的起始焊丝(ROD)。这些焊丝在45℃的15％H2SO4溶液中电解酸洗。一些酸洗后的焊丝被进行喷砂，其它的则不进行喷砂。在喷砂过程中，通过改变不同的喷砂速度，如慢、中、快，可以改变焊丝的表面粗糙度。接着，用传统的磷酸盐膜(磷酸盐处理层)对焊丝进行涂覆，再用15％硼砂进行涂覆，然后干燥并卷取。从酸洗到涂层的过程是在线过程。随后，在传统条件下将焊丝干拉拔，从而得到1.3mm到2.5mm中等直径的干拉拔焊丝。在600m/min的速度下重复干拉拔12到16次。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于ＣＯ↓［２］气体保护弧焊的非镀铜实心焊丝，其中焊丝表面的１０点平均粗糙度（Ｒｚ）为０．１０－９．００μｍ，并且焊丝表面的维氏显微硬度（Ｈｖ（１ｇ））为１２５－３１０。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山冈幸男，宋根喆，金镕，
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]