Der herkömmliche massive Schweißdraht ist auf der Oberfläche des halbfertigen Stahldrahtes mit Kupfer beschichtet, was die elektrische Leitfähigkeit und die Korrosionsbeständigkeit des Drahtes und der Schweißdüse verbessern und die Reibung mit dem Zuführungsschlauch oder der Schweißdüse verringern kann. Die Schichtdicke von kupferbeschichtetem Draht beträgt im Allgemeinen 0,2 ~ 0,8μm. Beim Schweißen schmilzt ein Teil des Kupfers in die Schweißnaht ein, was die mechanischen Eigenschaften der Schweißnähte, insbesondere die Schlagzähigkeit und die Dehnung bei niedrigen Temperaturen, verringert. Außerdem oxidiert das Kupfer zu Kupferpartikeln und entweicht in die Luft, was nach dem Einatmen für den Menschen gesundheitsschädlich ist. Bei der Herstellung von kupferbeschichtetem Schweißdraht entstehen außerdem Abfallsäure und Umweltverschmutzung. Aus diesen Gründen, kupferfreie Drähte oder kupferfreie Drähte haben sich durchgesetzt und werden von Schweißern bevorzugt. Hier stellen wir vor, wie kupferfreie Schweißdrähte hergestellt werden.

Die Geschichte des nicht kupferbeschichteten Schweißdrahtes

Die schwedische ESAB entwickelt seit 1997 kupferfreien Draht, der ursprünglich ECOIG hieß und später in Autrod umbenannt wurde. Im Jahr 2002 erfand ESAB einen kupferfreien Draht mit Hilfe der Advanced Surface Treatment Technology (ASC) und nannte ihn Aristorod. Diese Behandlung verdunkelt die Oberfläche des Schweißdrahtes oder fügt eine weitere Schutzschicht auf der Oberfläche hinzu, während sie die Oberflächengüte sicherstellt, wodurch er eine gute elektrische Leitfähigkeit, Drahtvorschubstabilität, Rostbeständigkeit und Schweißleistung aufweist und in verschiedenen Bereichen weit verbreitet ist.

Seit 2002 liefern Kobe Steel und Sumitomo Metal Industrial Co., Ltd. auch eine Reihe von kupferfreien Massivdrähten für das MAG- und CO2-Schweißen. Die südkoreanische Kiswell Corporation meldete ebenfalls ein Patent für die Erfindung eines kupferfreien Schweißdrahtes an, bei dem ein Oberflächenbehandlungsöl verwendet wird, das eine Alkali- oder Erdalkalimetallverbindung, eine Zn-Verbindung und eine Kohlenwasserstoffverbindung enthält, um die Oberfläche des Schweißdrahtes zu beschichten, wobei die Menge der Beschichtung streng kontrolliert wird (0,003-0,006 g auf 1 kg Schweißdraht).

Einige japanische Wissenschaftler schlugen vor, die Oberfläche des Schweißdrahtes mit MoS2, WS2 oder C zu beschichten, um den Vorschub zu verbessern; einige schlugen vor, den Schweißdraht mit Kaliumverbindungen, Schwefelverbindungen und Polyisobutylen zu beschichten, um das Spritzen zu reduzieren; es gibt einige Patente, die vorschlagen, eine Mischung aus Kohlenwasserstoff-Mineralöl und Pflanzenöl sowie eine Mischung aus MoS2, WS2, C, PTFE, Fettsäuren, Metallseife usw. zu verwenden, um den Draht zu beschichten und einen kupferfreien Draht herzustellen.

Wie wird kupferfreier Draht hergestellt?

  • Verfahren für harte Fettsäuren als Schmiermittel

Metallseife Extremdruckmittel des Stearat-Typs Schmiermittel mit einem Rostschutzmittel, und eine bestimmte Menge an Metallpulver wie Zink, Kupfer, Aluminium, Titan, etc., gemischt in Schmierung Teilchen für Drahtziehen. Die Teilchengröße des Metallpulvers beträgt nicht mehr als 325#, und der Massenanteil beträgt im Allgemeinen etwa 10% (bis zu 30%), so dass die Gesamtmasse des Schmiermittels, das an der Oberfläche des Drahtes haftet, etwa 0,01% ~ 0,25% des Drahtes beträgt, und das Metallpulver 0,001% ~ 0,10%.

  • Wasserlösliches flüssiges Schmiermittelverfahren

Wasserlösliche flüssige Schmiermittel sind für Schweißdrähte mit niedrigem Wasserstoffgehalt geeignet. Zunächst wird der halbfertige Draht elektrolytisch mit 15% ~ 25% H2SO4-Lösung gebeizt.

Zweitens wird der Schweißdraht nach der Reinigung 1 ~ 2 mal mit einer Kompressionsrate von 5% ~ 25% gezogen. Das Ziehschmiermittel besteht aus wasserlöslicher Natriumseife und wasserlöslichem anorganischem Rostschutzmittel. Die typische Formel lautet: Der Massenanteil von Natriumtriglycerid-Hartfettsäure und Natriumchromat beträgt 0,75% bzw. 0,75%, der Rest ist Wasser, und der Volumenanteil des Rostinhibitors beträgt 0,3% ~ 1,5%.

  • Verfahren zur Oberflächenbeschichtung

Die Oberflächenbeschichtung des Schweißdrahtes sollte rostfrei und feuchtigkeitsbeständig sein und die Stabilität des Lichtbogens und die metallurgischen Eigenschaften des Schweißens nicht beeinträchtigen.

Ultrafeine Graphit, Molybdändisulfid und Fluorharz ohne Wasserstoff als Schweißdraht Oberflächenbehandlung Agent oder Trichlorethylen oder Tetrachlorkohlenstoff als Lösungsmittel, und fügen Sie eine kleine Menge von CeO2, K2CO2, CsCO3 als Lichtbogen stabilisierende Mittel, um die Leistung des Schweißdrahtes zu verbessern kann nach dem Bedarf sein. Einige Unternehmen verwenden Nashk Rostschutzbeschichtung zur Herstellung von kupferfreier Schweißdraht. Der Mechanismus zur Verhinderung von Rost besteht darin, dass die einzelne molekulare Sedimentschicht auf der Metalloberfläche absorbiert wird, was den Mikrobatterieeffekt auf der Metalloberfläche in der atmosphärischen Umgebung blockiert und das Auftreten von elektrolytischer Korrosion hemmt.

Vorteile von nicht kupferbeschichtetem Schweißdraht

  • Wenig Schweißstaub

Beim Schweißen erzeugt kupferbeschichteter Schweißdraht ein wenig gelben Rauch, und kein kupferbeschichteter Schweißdraht stößt blauen und weißen Rauch aus, d. h. der Rauch enthält kein Cu-Element und verringert die Gefahr für die Schweißer. Beim Schweißen von massivem Fülldraht wird Ruß hauptsächlich durch die Oxidation von Metalldampf erzeugt, und Cu ist das wichtigste schädliche Element, das beim Schweißen von kupferbeschichtetem massivem Fülldraht entsteht. Der Cu-Gehalt von kupferfreiem Draht ist viel geringer als der von herkömmlichem kupferfreiem Draht, so dass der kupferfreie Draht die Gesundheit der Schweißer besser schützt. Statistiken zeigen, dass die Rauchmenge ohne kupferbeschichteten Draht etwa 20% niedriger ist als die von kupferbeschichtetem Draht.

  • Kleine Spritzer

Nicht-Kupferdraht im Schweißprozess erzeugt weniger Spritzer, was eine gleichbleibend hohe Qualität der Schweißverbindungen gewährleistet und den Arbeitsaufwand für die Reinigung nach dem Schweißen reduziert, der hauptsächlich von der Anpassung der Schweißparameter abhängt.

  • Gute Lichtbogen- und Einzugsleistung

Nicht-Kupfer-Schweißdraht hat eine gute Lichtbogenleistung. Die durchschnittliche Kurzschluss-Übergangszeit des Tropfens ist kürzer als die des kupferbeschichteten Drahtes und kann die scharfe Änderung der erweiterten Länge des Drahtes während des Schweißens aushalten. Eine spezielle Oberflächenbehandlung verhindert die Ablösung der kupferbeschichteten Schicht, so dass die Drahtzufuhr auch bei hohen Geschwindigkeiten lange Zeit stabil bleibt und eine höhere Schweiß- und Abscheidungsleistung erzielt werden kann.

  • Bessere Festigkeit und Umformqualität

Traditionell wird davon ausgegangen, dass die Kupferschicht rostbeständiger ist, weil Eisen aktiver ist als Kupfer. Die Korrosionsergebnisse des Salzsprühtests (Temperatur 30℃, Luftfeuchtigkeit 80%, Aufenthalt in 0,01% NaCl-Lösung für 2h) zeigen jedoch, dass die Korrosion von kupferbeschichtetem Draht gravierender ist als die von verkupfertem Draht.

Man kommt zu dem Schluss, dass die schwerwiegende Korrosion von kupferbeschichtetem Draht auf die schnelle Korrosion von galvanischen Zellen zurückzuführen ist, die sich leicht an den Stellen bilden, an denen die winzige Kupferschicht Risse aufweist oder die Kupferschicht abblättert. Die Oberfläche des kupferfreien Drahtes kommt nicht mit anderen Metallen in Berührung und bildet keine galvanischen Zellen. Durch die Zugabe von Rostschutzfett ist die Rostschutzwirkung besser als die des kupferbeschichteten Drahtes.

Die Schweißversuche zeigen, dass die Schweißnahtqualität des nicht kupferbeschichteten Drahtes deutlich besser ist als die des kupferbeschichteten Drahtes.

Nicht kupferbeschichteter Draht in den Schweißprozess zeigt eine Reihe von Vorteilen, wie weniger Schweißen Rauch, weniger Schweißspritzer, gute Schweißlichtbogen Stabilität und Schweißnahtbildung, etc., ist eine Art von neuen Produkten, die umweltfreundlich und wirtschaftlich ist, wurde weithin in der mechanischen Verarbeitung, Bauingenieurwesen, Luft-und Raumfahrt, Brückenbau, Stahlkonstruktion Verarbeitung, etc. verwendet werden, kann als die Entwicklungsrichtung der festen Draht werden.