药芯焊丝生产过程中几个问题的探讨 - 文章

药芯焊丝生产过程中几个问题的探讨

作者：山东聚力焊接材料有限公司王瑞刚张丽生

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摘要：本文针对药芯焊丝生产过程中存在的实际问题，从设备使用、药粉、钢带清洗、填充率、压丝率、拉拔力和拉拔速度等方面提出了相应的措施，以改善药芯焊丝生产质量不稳定的现状。
关键词：药芯焊丝；工艺过程；质量

随着工业技术的发展，焊接已广泛应用于国民经济的诸多行业，在我国经济建设中占有十分重要的地位，而作为第4代焊接材料——药芯焊丝, 已从多种焊接材料中脱颖而出，并得到广泛应用。药芯焊丝之所以能够快速发展，得益于其诸多优点[1]：（1）适用于各种焊接位置；（2）高效节能，比电焊条、实芯焊丝节能一半以上；（3）焊接生产效率高，是电焊条的3 ~5倍；（4）综合生产成本低；（5）焊接质量好；（6）药芯成分可依工艺生产要求方便、任意地调节。基于其后者独特的优越性能，表现出药芯焊丝对金属材料极强的适应性，能够设计各种熔敷金属成分，尤其对于某些特殊要求的焊接材料，更有其利用价值，因此，药芯焊丝在焊丝领域有广阔的拓展空间。

目前，我国在药芯焊丝配方方面的研究已不再是主要问题，阻碍药芯焊丝发展和应用的首要问题是焊丝质量的稳定性。而药芯焊丝内部添加物又都是粉状物，更增加了其轧制合格产品的难度。这主要体现在轧制中药粉的流动性大，易造成药粉分布不均匀，局部出现空松或断粉现象，不利于稳定焊接和确保焊接质量；某些药粉在轧制和拉拔过程中易于划伤或划破外皮，导致焊丝拉断；焊丝不够充实，挺度小，使用时易出现压扁、漏粉等现象。

2007年，我公司引进了一套钢带轧拔法药芯焊丝生产线，生产工艺流程如附图所示。

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药芯焊丝生产线生产工艺流程

我们利用该套设备进行了大量药芯焊丝的研制工作。本文针对药芯焊丝生产过程中存在的几个问题，从设备使用、药粉、钢带清洗、填充率、压丝率、拉拔力和拉拔速度等方面提出相应的措施，来提高焊丝质量的稳定性。

1设备使用

药芯焊丝生产线成形轧辊的相对位置对顺利生产尤为重要，因此必须做好设备的调试工作，尽可能地使所有轧辊处于相对位置，以确保成型接口呈直线；合理的调整轧辊的相对高度，以确保轧辊逐步、适当地减径。如接口为螺旋形时，当扭转程度较小时，会影响焊丝平稳顺利地轧制；而扭转过大时可能导致漏粉，进而在设备方面可将被动式轧机改进为分体传动式[2]，收到了良好的效果，常用药芯焊丝制造工艺综合比较如附表所示。

常用药芯焊丝制造工艺综合比较
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同时，初轧成形直径过大或过小, 都会影响到下道拉拔减径工序的焊丝质量。

2药粉

轧制前药粉要经过充分烘干，因为药粉易吸湿，用潮湿的药粉生产的药芯焊丝易使焊缝产生气孔、增氢、压坑甚至裂纹等缺陷，金属粉的常用烘干温度为100~150℃，矿物粉为400 ~600℃，如烘干不彻底，还会增加CO 气孔的倾向，发生如下的化学反应：

H2O→［H］+［OH］

CO2+［H］→CO+［OH］

药粉使用前要经过严格检验，项目包括成分、颗粒度、显微形状等。药粉成分的均匀与稳定性是影响成品药芯焊丝成分稳定的关键，并应严格控制药粉中杂质的含量。药粉的粒度需要严格控制，粒度太大会直接导致药芯焊丝的成分不均匀；颗粒过细会使药粉流动性下降，虽有利于保证焊丝填药时的充实，但却增加了药粉的比表面积，焊接时合金元素的氧化、烧损和蒸发增加，不利于有益元素向焊缝中过渡，一般药粉的颗粒度控制在60~100目。再就是药粉的显微形状越不规则，药粉的流动性越差，但是铁粉除外，海绵状的铁粉却有利于提高药芯的导电性能[2]。

3钢带清洗

在药芯焊丝的生产过程中，轧丝前钢带的清洗尤为重要，如果钢带上的油污清洗不干净，将会在轧丝工序中被包在焊丝里面，对焊丝质量造成严重影响，例如产生气孔甚至冷裂纹等缺陷，并且由于油污的存在还会影响到药粉的均匀性，致使焊丝施焊过程中的飞溅增大，因此建议生产中用超声波清洗法来彻底清洗钢带，通过超声波使液体分子激烈碰撞产生非常强大的冲击力将污物撞击下来，同时超声波具有乳化、搅拌、催化等作用。

4填充率

填充率为药粉占焊丝质量的百分比，其大小要适宜。填充率太低，焊丝填充不实，在后道工序中容易造成窜粉，并且焊接时容易受到送丝轮的挤压而被压扁，导致送丝不畅；同时焊丝由于空松，带入熔池的气体增加, 使焊缝的气孔倾向增大。填充率太高, 则会增加轧制、拉拔的难度，甚至导致钢带包不住药粉，致使药粉外漏，造成严重浪费并影响轧制的顺利进行。因此对于0.4~0.8mm厚的钢带，填充率一般控制在20%~35%之间（依成品线径的不同而有所不同）。

5压丝率

钢带在轧制成形和拉拔减径过程中会造成一定程度的加工硬化，使焊丝强度增加，塑性下降。压丝率越大, 需要的拉拔力就相应地增大，加工硬化现象就越明显，出现断丝的机率就增加，影响焊丝的正常生产。因此可适当控制各拉拔道次中的压丝率，以降低加工硬化现象，再就是可以在粗道次拉拔工序过程中，采用辊模来代替固定模拉拔，这样既可以防止焊丝生产过程中的扭转，又可以适当地增加压丝率，提高生产效率，经过生产总结出每道次的固定模具压丝率应控制在7%~10%之间。

6拉拔力和拉拔速度

在生产实际过程中，拉拔力与拉拔速度两者的合理控制，对于提高成品的表面质量同样起着至关重要的作用。拉拔力主要由压丝率、摩擦力和模具锥角三方面的因素来决定，其中压丝率、模具锥角作为主要因素来考虑，压丝率越大，所需要的拉拔力就越大，而在压丝率不变的情况下，焊丝出进模具的角度过大或过小，都会增大拉拔过程中的阻力[3]，造成不必要的断丝现象。同样，拉拔速度要讲求先低速启动后逐渐加大的原则，否则, 较大的变形抗力和处于冷状态焊丝较低的塑性回复性能都会给生产带来不利因素。

7结束语

对于药芯焊丝实际生产中存在的诸多问题，通过探讨，对其中的一部分提出了相应的控制措施，避免了生产过程中一些不必要问题的出现，当然，影响药芯焊丝质量的因素还有很多，有待在以后的研究工作中来解决，今后还需大家的共同努力来改进工艺，解决问题。

参考文献
[1] 张文钺. 21世纪我国焊接材料的发展前景[J]. 焊接技术,2009. 33~40.
[2] 何少卿,王朝前,吴国权. 药芯焊丝及应用[M]. 北京: 化学工艺出版社. 2009.
[3] 肖逸峰等.堆焊用药芯焊丝生产过程中的质量控制[J]. 热加工工艺. 2007,79~81.(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (4/9/2010)


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