El alambre de soldadura sólido tradicional está recubierto de cobre en la superficie del alambre de acero semiacabado, lo que puede mejorar la conductividad eléctrica y la resistencia a la corrosión del alambre y la boquilla de soldadura, y reducir la fricción con la manguera de alimentación o la boquilla de soldadura. El grosor del revestimiento del alambre recubierto de cobre suele ser de 0,2 ~ 0,8μm. En el proceso de soldadura, una parte del elemento de cobre se funde en la soldadura, lo que reduce las propiedades mecánicas de las juntas de soldadura, especialmente la tenacidad al impacto y el alargamiento a baja temperatura. El cobre también se oxida en partículas de cobre y escapa al aire, lo que es perjudicial para la salud humana tras su inhalación. La producción de alambre de soldadura recubierto de cobre también producirá ácido residual y contaminación en el medio ambiente. Por todas estas razones, cables sin cobre o alambres sin cobre se han popularizado y son los preferidos por los soldadores. Aquí presentaremos cómo se fabrican los alambres de soldadura sin cobre.

Historia del alambre de soldadura sin revestimiento de cobre

La empresa sueca ESAB lleva desarrollando alambre sin cobre desde 1997, año en que se denominó ECOIG y posteriormente Autrod. En 2002, ESAB inventó un alambre sin cobre utilizando la tecnología de tratamiento avanzado de superficies (ASC) y lo denominó Aristorod. Este tratamiento hace que la superficie del alambre de soldadura se oscurezca o añada otra capa protectora en la superficie al tiempo que garantiza el acabado de la superficie, lo que hace que tenga una buena conductividad eléctrica, estabilidad de alimentación del alambre, resistencia a la oxidación y rendimiento de soldadura, ha sido ampliamente utilizado en diversos campos.

Desde 2002, Kobe Steel y Sumitomo Metal Industrial Co., Ltd. también han suministrado una serie de alambres tubulares sólidos sin cobre para soldadura MAG y CO2. Kiswell Corporation, de Corea del Sur, también solicitó una patente para la invención de un alambre de soldadura sin cobre, que utiliza aceite de tratamiento superficial que contiene metal alcalino o compuesto de metal alcalinotérreo, compuesto de Zn y compuesto de hidrocarburo para recubrir la superficie del alambre de soldadura, y controla estrictamente la cantidad de recubrimiento (0,003~0,006 g en 1 kg de alambre de soldadura).

Algunos estudiosos japoneses propusieron que la superficie recubierta del alambre de soldadura con MoS2, WS2, o C mejorar su alimentación; algunos propusieron el alambre de soldadura recubierto con compuestos de potasio, compuestos de azufre, poliisobutileno para reducir las salpicaduras; hay algunas patentes proponen utilizar una mezcla de aceite mineral de hidrocarburos y aceite vegetal, así como una mezcla de MoS2, WS2, C, PTFE, ácidos grasos, jabón metálico, etc, recubrió el alambre para producir un alambre libre de cobre.

¿Cómo se fabrica el alambre sin cobre?

  • Proceso de lubricación con ácidos grasos duros

Jabón metálico agente de presión extrema de lubricante tipo estearato con un agente antioxidante, y una cierta cantidad de polvo metálico como zinc, cobre, aluminio, titanio, etc., mezclados en partículas de lubricación para trefilado de alambre. El tamaño de las partículas del polvo metálico no es superior a 325#, y la fracción de masa es generalmente de aproximadamente 10% (hasta 30%), de modo que la masa total del lubricante adherido a la superficie del alambre es de aproximadamente 0,01% ~ 0,25% del alambre, y el polvo metálico es de 0,001% ~ 0,10%.

  • Proceso de lubricante líquido soluble en agua

Los lubricantes líquidos solubles en agua son adecuados para los alambres de soldadura con bajo contenido en hidrógeno. En primer lugar, el alambre semiacabado se decapa electrolíticamente con una solución de H2SO4 15% ~ 25%.

En segundo lugar, el alambre de soldadura después de la limpieza se estira 1 ~ 2 veces con una tasa de compresión de 5% ~ 25%. El lubricante de trefilado se compone de jabón de sodio soluble en agua e inhibidor de óxido inorgánico soluble en agua. La fórmula típica es: la fracción de masa del ácido graso duro triglicérido sódico y del cromato sódico es de 0,75% y 0,75% respectivamente, el resto es agua, y la fracción de volumen del inhibidor de óxido es de 0,3% ~ 1,5%.

  • Proceso de revestimiento de superficies

El revestimiento de la superficie del alambre de soldadura debe ser antioxidante y resistente a la humedad, y no perjudicar la estabilidad del arco ni las propiedades metalúrgicas de la soldadura.

Grafito ultrafino, disulfuro de molibdeno y resina de flúor sin hidrógeno como agente de tratamiento superficial del alambre de soldadura o tricloroetileno o tetracloruro de carbono como disolvente, y añadir una pequeña cantidad de CeO2, K2CO2, CsCO3 como agente estabilizador del arco para mejorar el rendimiento del alambre de soldadura puede ser de acuerdo a la necesidad. Algunas empresas utilizan el revestimiento inhibidor de óxido Nashk para fabricar alambre de soldadura sin cobre. Su mecanismo de prevención de la oxidación consiste en que la capa de sedimento molecular única se absorbe en la superficie metálica, lo que bloquea el efecto de microbatería en la superficie metálica en el entorno atmosférico e inhibe la aparición de la corrosión electrolítica.

Ventajas del alambre de soldadura sin revestimiento de cobre

  • Poco polvo de soldadura

Al soldar, el alambre de soldadura revestido de cobre produce un poco de humo amarillo, y ningún alambre de soldadura revestido de cobre emite humo azul y blanco, es decir, el humo no contiene elemento Cu y reduce el daño a los soldadores. En el proceso de soldadura del alambre tubular macizo, el hollín se produce principalmente por la oxidación del vapor metálico, y el Cu es el principal elemento nocivo producido durante la soldadura del alambre tubular macizo revestido de cobre. El contenido de Cu del alambre sin cobre es mucho menor que el del alambre tradicional sin cobre, por lo que el alambre sin cobre es más beneficioso para proteger la salud de los soldadores. Las estadísticas muestran que la cantidad de humo sin alambre revestido de cobre es aproximadamente 20% inferior a la del alambre revestido de cobre.

  • Pequeña salpicadura

El alambre sin cobre en el proceso de soldadura produce menos salpicaduras, lo que puede garantizar uniones de soldadura de alta calidad constante y reducir la carga de trabajo de limpieza posterior a la soldadura, que depende principalmente de la adaptación de los parámetros de soldadura.

  • Buen rendimiento de arco y alimentación

El alambre de soldadura sin cobre tiene un buen rendimiento de arco. El tiempo medio de transición de cortocircuito de la gota es más corto que el del alambre revestido de cobre y puede soportar el cambio brusco de la longitud extendida del alambre durante la soldadura. El proceso especial de tratamiento de la superficie hace que no se desprenda la capa revestida de cobre, que puede mantener estable la alimentación del alambre durante mucho tiempo, incluso en el estado de alta velocidad y puede obtener una mayor eficiencia de soldadura y deposición.

  • Mayor resistencia y calidad de conformado

Tradicionalmente, se considera que la capa de cobre es más resistente a la corrosión porque el hierro es más activo que el cobre. Sin embargo, los resultados de corrosión de la prueba de niebla salina (temperatura 30℃, humedad del aire 80%, permanencia en solución de NaCl 0,01% durante 2h) muestran que la corrosión del alambre con capa de cobre es más grave que la del alambre con capa de cobre.

Se llega a la conclusión de que la grave corrosión del alambre recubierto de cobre se debe a la rápida corrosión de las células galvánicas que se forman fácilmente en el lugar donde la diminuta capa de cobre se agrieta o la capa de cobre se desprende. La superficie del alambre sin cobre no entra en contacto con otros metales y no forma células galvánicas. La adición de grasa antioxidante hace que su capacidad antioxidante sea mejor que la del alambre recubierto de cobre.

Los experimentos de soldadura muestran que la calidad de conformado del alambre sin revestimiento de cobre es obviamente mejor que la del alambre con revestimiento de cobre.

Alambre sin revestimiento de cobre en el proceso de soldadura muestra una serie de ventajas, tales como menos humo de soldadura, menos salpicaduras de soldadura, buena estabilidad del arco de soldadura y formación de la soldadura, etc., es un tipo de nuevos productos que es respetuoso del medio ambiente y económico, ha sido ampliamente utilizado en el procesamiento mecánico, ingeniería de la construcción, aeroespacial, ingeniería de puentes, procesamiento de estructuras de acero, etc., puede ser considerado como la dirección de desarrollo de alambre sólido.