目前國(guó)內(nèi)焊材制造廠都以鍍銅為前提,努力提高焊絲質(zhì)量。隨著藥芯焊絲的發(fā)展,將其送絲性和防銹性的研究成果移植到實(shí)心焊絲上后,對(duì)鍍銅的必要性產(chǎn)生了疑問(wèn)。通過(guò)總結(jié)CO2氣保護(hù)焊絲生產(chǎn)使用過(guò)程遇到的問(wèn)題,提出無(wú)鍍銅焊絲必須克服以下技術(shù)難點(diǎn)。

(1)防銹性

裸焊絲在焊接時(shí)若表面的潔凈度好,則其導(dǎo)電性及焊接穩(wěn)定性皆已足夠。但裸焊絲若無(wú)保護(hù)層,貯存時(shí)間短,且易生銹,無(wú)法滿足生產(chǎn)實(shí)際的需求。若單純?yōu)榱朔冷P,涂敷傳統(tǒng)的防銹介質(zhì)即可,但將使焊絲導(dǎo)電性及電弧穩(wěn)定性將下降,焊接時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量飛濺。

(2)導(dǎo)電性

焊絲表面的防銹層多為基礎(chǔ)油加上防銹添加劑,導(dǎo)電性差。若防銹層太厚,影響焊絲導(dǎo)電性,降低焊接電弧的穩(wěn)定性。必須在提高焊絲防銹性的同時(shí),不影響焊絲導(dǎo)電性。

(3)送絲性

鍍銅焊絲鍍銅膜經(jīng)定徑拋光,焊絲表面粗糙度下降,可減少焊絲與導(dǎo)管與導(dǎo)電嘴間的摩擦阻力,同時(shí)銅鍍層具有良好塑形,不易產(chǎn)生送絲時(shí)送絲輪打滑空轉(zhuǎn)現(xiàn)象。無(wú)鍍銅焊絲沒(méi)有鍍銅層包覆,需采取措施降低焊接時(shí)焊絲與導(dǎo)管以及導(dǎo)電嘴的磨損,防止送絲不良導(dǎo)致的停工損失。

(4)焊接飛濺

焊接飛濺大是CO2氣保護(hù)焊的共性問(wèn)題。無(wú)論鍍銅焊絲還是無(wú)鍍銅焊絲,若能通過(guò)冶金或合金話手段降低焊接飛濺,對(duì)改善焊接環(huán)境,提高焊接質(zhì)量具有重要意義。

無(wú)鍍銅焊絲若解決以上技術(shù)問(wèn)題,將具有環(huán)保與節(jié)能的雙重優(yōu)勢(shì),國(guó)內(nèi)外焊材企業(yè)競(jìng)相展開(kāi)這方面研究。瑞典伊薩公司自1997年開(kāi)始推出無(wú)鍍銅MAG焊絲,最初命名為后EcoMig更名為Autrod。2002年伊薩發(fā)明ASC焊絲表面處理技術(shù),并將其無(wú)鍍銅焊絲命名為AristoRod。2002年起,日本神戶制鋼和住友金屬工業(yè)股份公司也均能為用戶供應(yīng)MAG系列焊及CO2焊用無(wú)鍍銅實(shí)芯焊絲產(chǎn)品,韓國(guó)的基斯韋爾株式會(huì)社近幾年也申請(qǐng)了無(wú)鍍銅焊絲的發(fā)明專利。在國(guó)內(nèi),錦泰、三英、鑫宇等焊接材料公司也相繼開(kāi)始研制無(wú)鍍銅焊絲。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)焊接材料生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的無(wú)鍍銅焊絲,雖然省去了鍍銅工藝,消除了廢銅鍍液的排放,但卻依舊保留著原來(lái)的堿洗、酸洗等清洗工序,同時(shí)還增加了一道焊絲表面有機(jī)涂層工序,因此焊絲生產(chǎn)過(guò)程依舊存在大量的含酸堿廢液排放和含酸堿廢氣的排放和環(huán)境污染,而且噸焊絲生產(chǎn)能耗并沒(méi)有降低。而且由此還帶來(lái)新的技術(shù)問(wèn)題,即焊絲導(dǎo)電性能下降和焊接過(guò)程中導(dǎo)電嘴嚴(yán)重磨損,無(wú)法適用大電流焊接等問(wèn)題,所以無(wú)鍍銅焊絲在工程上一直得不到推廣應(yīng)用。

研究者在改進(jìn)無(wú)鍍銅實(shí)芯焊絲制造工藝,提高焊絲焊接效率,改善熔滴過(guò)渡形態(tài),降低焊接飛濺等方面做了許多嘗試。

研究發(fā)現(xiàn),在焊絲表面涂敷電離電位低的堿金屬鹽,逸出功低的堿金屬、稀土元素氧化物、表面活化物質(zhì)(氧化鋇)混合而成的活化劑,可細(xì)化了熔滴,降低了焊接飛濺率。文獻(xiàn)采用高速攝影驗(yàn)證了活性劑對(duì)熔滴的細(xì)化作用。

實(shí)驗(yàn)室也對(duì)CO2氣保護(hù)焊絲及無(wú)鍍銅焊絲做了較多研究。探索了在焊絲表面添加活性劑,通過(guò)降低熔滴表面張力,改善焊絲的熔滴過(guò)渡形態(tài),降低焊接飛濺的可能性。運(yùn)用機(jī)械合金化的方法可使含有脫氧劑和活性劑的涂層粉在焊絲拉拔時(shí)直接涂敷于焊絲表面,在焊接時(shí)能把涂層粉帶入焊接區(qū)域,從而影響焊接冶金過(guò)程,起到減小飛濺,改善焊縫成形的作用。同時(shí)也研究了拉拔前對(duì)焊絲進(jìn)行毛化后添加活性劑拉拔,使活性劑與焊絲表面形成冶金結(jié)合和焊絲表面添加活性劑對(duì)焊接電弧形態(tài)以及熔滴過(guò)渡的機(jī)理。