Le fil de soudure solide traditionnel est recouvert de cuivre à la surface du fil d'acier semi-fini, ce qui peut améliorer la conductivité électrique et la résistance à la corrosion du fil et de la buse de soudage, et réduire le frottement avec le tuyau d'alimentation ou la buse de soudage. L'épaisseur du revêtement du fil recouvert de cuivre est généralement de 0,2 ~ 0,8μm. Lors du processus de soudage, une partie de l'élément de cuivre fond dans la soudure, ce qui réduit les propriétés mécaniques des joints soudés, en particulier la résistance aux chocs et l'allongement à basse température. Le cuivre s'oxyde également en particules de cuivre et s'échappe dans l'air, ce qui est nocif pour la santé humaine après inhalation. La production de fils de soudure enrobés de cuivre produit également des déchets acides et pollue l'environnement. C'est pour ces raisons que nous avons décidé d'utiliser le fil de soudure enrobé de cuivre, fils non cuivrés ou les fils sans cuivre sont devenus populaires et sont préférés par les soudeurs. Nous présentons ici la méthode de fabrication des fils de soudure sans cuivre.

L'histoire du fil de soudure à revêtement non cuivré

L'entreprise suédoise ESAB développe des fils sans cuivre depuis 1997, sous le nom d'ECOIG, puis d'Autrod. En 2002, ESAB a inventé un fil sans cuivre en utilisant la technologie de traitement de surface avancée (ASC) et l'a baptisé Aristorod. Ce traitement assombrit la surface du fil de soudure ou ajoute une autre couche protectrice à la surface tout en garantissant la finition de la surface, ce qui lui confère une bonne conductivité électrique, une bonne stabilité d'alimentation du fil, une bonne résistance à la rouille et de bonnes performances de soudage.

Depuis 2002, Kobe Steel et Sumitomo Metal Industrial Co. ont également fourni une série de fils fourrés sans cuivre pour le soudage MAG et CO2. La société sud-coréenne Kiswell Corporation a également déposé une demande de brevet pour l'invention d'un fil de soudure sans cuivre, qui utilise une huile de traitement de surface contenant un composé de métal alcalin ou alcalino-terreux, un composé de Zn et un composé d'hydrocarbure pour recouvrir la surface du fil de soudure, et qui contrôle strictement la quantité de revêtement (0,003~0,006g pour 1kg de fil de soudure).

Certains chercheurs japonais ont proposé d'enduire la surface du fil de soudure de MoS2, WS2 ou C pour améliorer son alimentation ; d'autres ont proposé d'enduire le fil de soudure de composés de potassium, de composés de soufre, de polyisobutylène pour réduire les éclaboussures ; certains brevets proposent d'utiliser un mélange d'huile minérale hydrocarbonée et d'huile végétale, ainsi qu'un mélange de MoS2, WS2, C, PTFE, d'acides gras, de savon métallique, etc. pour enrober le fil afin de produire un fil sans cuivre.

Comment le fil non cuivré est-il produit ?

  • Procédé de lubrification à base d'acides gras durs

Savon métallique agent extrême pression de lubrifiant de type stéarate avec un agent antirouille, et une certaine quantité de poudre métallique telle que le zinc, le cuivre, l'aluminium, le titane, etc. La taille des particules de poudre métallique ne dépasse pas 325#, et la fraction de masse est généralement d'environ 10% (jusqu'à 30%), de sorte que la masse totale du lubrifiant fixé à la surface du fil est d'environ 0,01% ~ 0,25% du fil, et la poudre métallique est de 0,001% ~ 0,10%.

  • Procédé de lubrification liquide soluble dans l'eau

Les lubrifiants liquides solubles dans l'eau conviennent aux fils de soudage à faible teneur en hydrogène. Tout d'abord, le fil semi-fini est décapé électrolytiquement avec une solution de 15% ~ 25% H2SO4.

Deuxièmement, le fil de soudure après nettoyage est tiré 1 ~ 2 fois avec un taux de compression de 5% ~ 25%. Le lubrifiant de tréfilage est composé de savon de sodium soluble dans l'eau et d'inhibiteur de rouille inorganique soluble dans l'eau. La formule type est la suivante : la fraction massique de l'acide gras dur triglycéride de sodium et du chromate de sodium est de 0,75% et 0,75% respectivement, le reste est de l'eau, et la fraction volumique de l'inhibiteur de rouille est de 0,3% ~ 1,5%.

  • Processus de revêtement de surface

Le revêtement de surface du fil de soudure doit être antirouille et résistant à l'humidité, et ne pas nuire à la stabilité de l'arc et aux propriétés métallurgiques de la soudure.

Le graphite ultrafin, le disulfure de molybdène et la résine fluorée sans hydrogène comme agent de traitement de surface du fil de soudure ou le trichloréthylène ou le tétrachlorure de carbone comme solvant, et l'ajout d'une petite quantité de CeO2, K2CO2, CsCO3 comme agent de stabilisation de l'arc pour améliorer les performances du fil de soudure peuvent être adaptés en fonction des besoins. Certaines entreprises utilisent le revêtement antirouille Nashk pour fabriquer des fils de soudure. fil de soudure sans cuivre. Son mécanisme de prévention de la rouille est que la couche de sédiment moléculaire unique est absorbée sur la surface du métal, ce qui bloque l'effet de micro-batterie sur la surface du métal dans l'environnement atmosphérique et inhibe l'apparition de la corrosion électrolytique.

Avantages du fil de soudure non revêtu de cuivre

  • Peu de poussière de soudage

Lors du soudage, le fil de soudage enrobé de cuivre produit un peu de fumée jaune, et aucun fil de soudage enrobé de cuivre n'émet de fumée bleue et blanche, c'est-à-dire que la fumée ne contient pas d'élément Cu et réduit la nocivité pour les soudeurs. Lors du processus de soudage d'un fil fourré solide, la suie est principalement produite par l'oxydation de la vapeur de métal, et le Cu est le principal élément nocif produit lors du soudage d'un fil fourré solide enrobé de cuivre. La teneur en cuivre du fil sans cuivre est beaucoup plus faible que celle du fil traditionnel sans cuivre, de sorte que le fil sans cuivre est plus bénéfique pour la santé des soudeurs. Les statistiques montrent que la quantité de fumée produite sans fil enrobé de cuivre est inférieure d'environ 20% à celle produite par le fil enrobé de cuivre.

  • Petites éclaboussures

Le fil non cuivré utilisé dans le processus de soudage produit moins de projections, ce qui peut garantir des joints de soudure de haute qualité et réduire la charge de travail liée au nettoyage après soudage, qui dépend principalement de l'adéquation des paramètres de soudage.

  • Bonne performance en matière d'arc et d'alimentation

Le fil de soudage non cuivré a une bonne performance d'arc. Le temps moyen de transition en court-circuit de la gouttelette est plus court que celui du fil enrobé de cuivre et peut supporter le changement brutal de la longueur du fil pendant le soudage. Un processus spécial de traitement de surface permet d'éviter la perte de la couche de cuivre, ce qui permet de maintenir une alimentation stable du fil pendant une longue période, même en cas de vitesse élevée, et d'obtenir une meilleure efficacité de soudage et de dépôt.

  • Meilleure résistance et qualité de formage

Traditionnellement, on considère que la couche de cuivre est plus résistante à la rouille car le fer est plus actif que le cuivre. Cependant, les résultats de corrosion de l'essai au brouillard salin (température 30℃, humidité de l'air 80%, séjour dans une solution de NaCl 0,01% pendant 2h) montrent que la corrosion du fil revêtu de cuivre est plus grave que celle du fil plaqué de cuivre.

On en conclut que la grave corrosion des fils revêtus de cuivre est due à la corrosion rapide des cellules galvaniques qui se forment facilement à l'endroit où la minuscule couche de cuivre se fissure ou se détache. La surface du fil non cuivré n'est pas en contact avec d'autres métaux et ne forme pas de cellules galvaniques. L'ajout d'une graisse antirouille rend sa capacité antirouille supérieure à celle du fil recouvert de cuivre.

Les expériences de soudage montrent que la qualité de la formation de la soudure du fil non revêtu de cuivre est nettement meilleure que celle du fil revêtu de cuivre.

Fil non revêtu de cuivre dans le processus de soudage présente une série d'avantages, tels que moins de fumée de soudage, moins de projections de soudure, une bonne stabilité de l'arc de soudage et une bonne formation de la soudure, etc., est une sorte de nouveau produit respectueux de l'environnement et économique, a été largement utilisé dans le traitement mécanique, l'ingénierie de la construction, l'aérospatiale, l'ingénierie des ponts, le traitement de la structure en acier, etc.