气体保护电弧焊用实芯焊丝制造技术

公开了一种用表面处理油处理的气体保护电弧焊用实芯焊丝，表面处理油包括：含有钠（Ｎａ）、钾（Ｋ）、钙（Ｃａ）和锌（Ｚｎ）的金属盐，以及非金属磷（Ｐ），和碳氢化合物，碳氢化合物含有选自酯基、羧酸基和链烷基组成的组中的至少两种官能团。根据本发明专利技术，用特殊液体表面处理剂处理的实芯焊丝比传统实芯焊丝表现出更优异的耐锈性和送丝性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及气体保护电弧焊用实芯焊丝，更具体地涉及用表面处理油表面处理的焊丝，从而为焊丝提供好的耐锈性和送丝性。
技术介绍
一般地，气体保护电弧焊用实芯焊丝(solid wire)应用于卷绕单元中需要一卷焊丝或者一包装桶焊丝的各种类型产品中。但是，这些产品在制造后过去一段较长的时间才能被消费者实际使用。因此，需要制造具有抗锈性(即，好的耐锈性)的实芯焊丝。另外，高效率和机器人焊接中使用的气体保护电弧焊用实芯焊丝需要平稳的送丝性。特别是，如果电焊线(welding cable)为长的刻痕(much intended)电焊线，并在恶劣的(rough)焊接环境(例如，大电流和高电压条件)中使用，则好的送丝性是绝对需要的。根据制造方法，气体保护电弧焊用实芯焊丝大致分为两类。一类是镀铜实芯焊丝。镀铜实芯焊丝的表面涂覆有镀铜层，用于保证好的导电性(或载流稳定性)、耐锈性(或耐蚀性)以及送丝性。但是，仅仅在镀层致密并且厚度均匀的情况下才能得到这些性能。不幸的是，实际上，在线批量生产(in-line mass production)系统与实验室的镀铜罐的完美环境相差很大，在线批量生产系统不可能得到这样完美的镀层。当镀铜厚度不均匀时，在实际焊接过程中，镀层在管道电缆(conduitcable)内剥落，并且剥落的镀层在管道电缆中聚集，造成对送丝性的破坏。此非均匀的镀层削弱了耐锈性，并导致焊丝表面生锈。另一类是无镀铜实芯焊丝。与镀铜实芯焊丝不同，无镀铜实芯焊丝需要粘附在表面上的一层稳定表面涂层来代替镀铜层的作用。此表面涂层为无镀铜焊丝提供耐锈性和送丝性。但是，由于非电镀(无镀铜)焊丝的钢基体暴露在空气中，因此表面生锈是不可避免的。特别是，无镀铜焊丝(copper free wire)的不均匀表面涂层不仅易于生锈，而且由于实际焊接过程中在电焊线中的摩擦而增大送丝载荷。为了解决镀铜和无镀铜焊丝的这些问题，目前已经开展了对焊丝表面的研究以及表面处理剂的开发。首先，实芯焊丝用表面处理剂一般有多种。例如，日本专利申请特开11-147194和11-147195披露了一种使用表面处理剂提高送丝性的方法。具体地，将由含有5-12个碳原子的碳氢化合物制成的润滑油应用到焊丝表面，润滑油和润滑颗粒化学结合在一起。另外，日本专利申请特开平6-262389披露了通过在焊丝表面涂覆防锈剂、抗锈润滑剂来改善送丝性的方法，其中抗锈润滑剂使用润滑油作为基质油并含有5-30％的有机钼化合物。日本专利申请特开平8-281471披露了通过在焊丝表面涂覆润滑剂来改善送丝性的方法，其中该润滑剂使用润滑油作为基质油并含有2-40％的含氯烃(chlorocarbon)。其次，有镀铜实芯焊丝用表面处理剂。例如，日本专利申请特开平1-166899披露了通过在焊丝表面涂覆润滑剂来保证送丝性的方法，其中该润滑剂是通过将高级脂肪金属盐或高级脂肪酸金属盐与高级脂肪酸的混合物分散到矿物油中形成的。另外，日本专利申请特开平2-284792披露了通过在焊丝表面施用含有羧酸钾盐或羧酸钠盐的油性润滑剂来改善送丝性和耐锈性的方法。第三，有无镀铜实芯焊丝用表面处理剂。例如，日本专利申请特开昭55-141395披露了通过在焊丝表面涂覆硫粉、MoS2和石墨的混合物来改善耐锈性的方法。另外，日本专利申请特开平11-147174披露了通过在焊丝表面铺展MoS2来改善送丝性的方法。而且，日本专利申请特开昭58-090397披露了通过在焊丝表面涂覆石蜡薄膜来保证送丝性和耐锈性的方法。日本专利申请特开昭58-135795和58-184095披露了通过使用固体表面处理剂来改善送丝性的方法，例如，分别使用石墨和MoS2。并且，日本专利申请特开平2001-252786披露了通过使用液体表面处理剂和上述固体表面处理剂的混合物来改善送丝性的方法。这些传统的表面处理剂在使用润滑油作为基质油的基础上含有润滑颗粒或粉状固体润滑剂。作为另一个例子，表面处理剂可以含有诸如MoS2或石墨的粉状固体润滑剂，或者这个或这些固体润滑剂和液体润滑剂的混合物。但是，含有粉状固体润滑剂的表面处理剂具有以下问题(1)当输送焊丝一段较长时间时，固体润滑剂在管道电缆中聚集并导致送丝性变差；(2)固体润滑剂比液体润滑剂的耐锈性差；(3)当施用在焊丝圆周表面时，固体润滑剂吸收空气中的潮气，并使用于焊接的焊接金属的氢含量增大；以及(4)含有碳族(carbon group)的固体润滑剂增大发烟量。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种使焊丝具有好的耐锈性和送丝性且不损坏焊丝可焊性的用于气体保护电弧焊用实芯焊丝的适当液体表面处理剂。上述目的通过开发一种含有金属盐、非金属化学元素例如磷和碳氢化合物的均匀液体表面处理剂来实现。通过将此均匀液体表面处理剂以特定范围的量铺展在焊接用焊丝上，可以改善气体保护电弧焊用实芯焊丝的耐锈性和送丝性。根据本专利技术的第一方面，提供一种用表面处理油处理的气体保护电弧焊用实芯焊丝，表面处理油包括含有钠(Na)、钾(K)、钙(Ca)和锌(Zn)的金属盐，非金属磷(P)，以及含有选自由酯基、羧酸基和链烷基(alkanegroup)组成的组中的至少两种官能团的碳氢化合物。根据本专利技术的第二方面，提供一种用本专利技术第一方面的表面处理剂处理的实芯焊丝，其中，以表面处理油的总重量为基准，该表面处理油包括分别转换成金属元素，含有0.05-0.85重量％Na+Ca、0.05-0.70重量％K和0.02-0.55重量％Zn的金属盐；0.10-0.80重量％的P；以及97.10-99.78重量％的碳氢化合物，碳氢化合物含有选自由酯基、羧酸基和链烷基组成的组中的至少两种官能团。根据本专利技术的第三方面，提供一种用根据本专利技术第一或第二方面的表面处理油处理的实芯焊丝，其中，表面处理油以每千克焊接用焊丝0.03-0.60克的量施用于焊丝表面。具体实施例方式下面将详细描述本专利技术。首先，解释构成本专利技术表面处理油的每种成分的功能及其添加方法。本专利技术使用的Na盐牢固地吸附在焊丝表面形成抗锈膜，从而起到防止焊丝表面生锈的功能。优选的Na盐是用Na表示的磺酸钠，其中R可以是任意的烷基，例如可以是碳原子数为3-20的各种烷基。本专利技术使用的K盐起到降低焊接过程中电离电压的作用，从而保证电弧稳定性和平稳的送丝性。优选的K盐是以C7H15COOK为代表的羧酸钾。类似于Na盐，本专利技术使用的Ca盐牢固地吸附在焊丝表面形成抗锈膜，从而防止焊丝表面生锈。优选的Ca盐是用2Ca表示的磺酸钙，其中R可以是任意的烷基，例如可以是碳原子数为3-20的各种烷基。本专利技术使用的Zn盐在用于焊接的焊丝表面形成保护膜，防止焊丝表面在通过管道电缆时被划伤，从而实现平稳的送丝性。优选的Zn盐是用RO4Zn表示的磷酸锌，其中R可以是任意的烷基，例如可以是碳原子数为3-20的各种烷基。本专利技术使用的非金属成分磷，是以磷酸酯的形式使用的。磷酸酯吸附在焊丝表面，并在金属之间形成低的摩擦系数。换言之，磷起到在焊接过程中为焊丝提供送丝性的作用。本专利技术使用含有至少两种官能团的碳氢化合物，其中的官能团选自酯基、羧酸基和链烷基。碳氢化合物的碳原子数可以为3-20。碳氢化合物吸附在焊丝表面，主要用于降低表面能，并在金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用表面处理油处理的气体保护电弧焊用实芯焊丝，表面处理油包括：含有钠、钾、钙和锌的金属盐，非金属磷，和碳氢化合物，碳氢化合物含有选自酯基、羧酸基和链烷基组成的组中的至少两种官能团。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金容哲，
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]