O fio de soldadura sólido tradicional é revestido com cobre na superfície do fio de aço semi-acabado, o que pode aumentar a condutividade eléctrica e a resistência à corrosão do fio e do bocal de soldadura, e reduzir a fricção com a mangueira de alimentação ou o bocal de soldadura. A espessura do revestimento do fio revestido a cobre é geralmente de 0,2 ~ 0,8μm. No processo de soldadura, uma parte do elemento de cobre funde-se na soldadura, o que reduz as propriedades mecânicas das juntas de soldadura, especialmente a resistência ao impacto e o alongamento a baixa temperatura. O cobre também se oxida em partículas de cobre e escapa para o ar, o que é prejudicial para a saúde humana após a inalação. A produção de fio de soldadura revestido a cobre também produzirá resíduos ácidos e poluição para o ambiente. Com base nestas razões, fios sem cobre ou fios sem cobre tornaram-se populares e são preferidos pelos soldadores. Aqui vamos apresentar como são produzidos os fios de soldadura sem revestimento de cobre.

A história do fio de soldadura sem revestimento de cobre

A empresa sueca ESAB tem vindo a desenvolver fio sem cobre desde 1997, altura em que foi inicialmente designado por ECOIG e mais tarde renomeado Autrod. Em 2002, a ESAB inventou um fio sem cobre utilizando a Tecnologia Avançada de Tratamento de Superfície (ASC) e chamou-lhe Aristorod. Este tratamento faz com que a superfície do fio de soldadura escureça ou adicione outra camada protectora à superfície, assegurando simultaneamente o acabamento da superfície, o que lhe confere uma boa condutividade eléctrica, estabilidade de alimentação do fio, resistência à ferrugem e desempenho de soldadura, tendo sido amplamente utilizado em diversos campos.

Desde 2002, a Kobe Steel e a Sumitomo Metal Industrial Co., Ltd. também forneceram uma série de fios sólidos sem cobre para soldadura MAG e CO2. A Kiswell Corporation da Coreia do Sul também solicitou uma patente para a invenção de um fio de soldadura sem cobre, que utiliza óleo de tratamento de superfície contendo metal alcalino ou composto de metal alcalino-terroso, composto de Zn e composto de hidrocarboneto para revestir a superfície do fio de soldadura, e controla rigorosamente a quantidade de revestimento (0,003~0,006g em 1kg de fio de soldadura).

Alguns académicos japoneses propuseram que a superfície revestida do fio de soldadura com MoS2, WS2 ou C melhorasse a sua alimentação; alguns propuseram que o fio de soldadura fosse revestido com compostos de potássio, compostos de enxofre, poli-isobutileno para reduzir os salpicos; há algumas patentes que propõem a utilização de uma mistura de óleo mineral de hidrocarbonetos e óleo vegetal, bem como uma mistura de MoS2, WS2, C, PTFE, ácidos gordos, sabão metálico, etc., revestido o fio para produzir um fio sem cobre.

Como é produzido o fio que não é de cobre?

  • Processo de lubrificação com ácidos gordos duros

Agente de pressão extrema de sabão metálico de lubrificante do tipo estearato com um agente antiferrugem e uma certa quantidade de pó metálico, como zinco, cobre, alumínio, titânio, etc., misturado em partículas de lubrificação para trefilagem. A dimensão das partículas do pó metálico não é superior a 325#, e a fracção de massa é geralmente de cerca de 10% (até 30%), de modo a que a massa total do lubrificante ligado à superfície do fio seja de cerca de 0,01% ~ 0,25% do fio, e o pó metálico seja de 0,001% ~ 0,10%.

  • Processo de lubrificação líquida solúvel em água

Os lubrificantes líquidos solúveis em água são adequados para fios de soldadura com baixo teor de hidrogénio. Em primeiro lugar, o fio semi-acabado é decapado electroliticamente com uma solução de 15% ~ 25% H2SO4.

Em segundo lugar, o fio de soldadura após a limpeza é puxado 1 ~ 2 vezes com uma taxa de compressão de 5% ~ 25%. O lubrificante de estiramento é composto por sabão de sódio solúvel em água e inibidor de ferrugem inorgânico solúvel em água. A fórmula típica é: a fracção de massa de ácido gordo duro de triglicéridos de sódio e cromato de sódio é 0,75% e 0,75% respectivamente, o resto é água, e a fracção de volume de inibidor de ferrugem é 0,3% ~ 1,5%.

  • Processo de revestimento de superfícies

O revestimento da superfície do fio de soldadura deve ser anti-ferrugem e à prova de humidade, e não deve prejudicar a estabilidade do arco e as propriedades metalúrgicas da soldadura.

Grafite ultrafina, dissulfureto de molibdénio e resina de flúor sem hidrogénio como agente de tratamento de superfície do fio de soldadura ou tricloroetileno ou tetracloreto de carbono como solvente, e adicionar uma pequena quantidade de CeO2, K2CO2, CsCO3 como agente estabilizador de arco para melhorar o desempenho do fio de soldadura pode ser de acordo com a necessidade. Algumas empresas utilizam o revestimento inibidor de ferrugem Nashk para fabricar fio de soldadura sem cobre. O seu mecanismo de prevenção da ferrugem é que a camada de sedimento molecular único é absorvida na superfície do metal, o que bloqueia o efeito de micro-bateria na superfície do metal no ambiente atmosférico e inibe a ocorrência de corrosão electrolítica.

Vantagens do fio de soldadura sem revestimento de cobre

  • Pouca poeira de soldadura

Ao soldar, o fio de soldadura revestido a cobre produz um pouco de fumo amarelo, e nenhum fio de soldadura revestido a cobre emite fumo azul e branco, ou seja, o fumo não contém elemento Cu e reduz os danos para os soldadores. No processo de soldadura de arame tubular sólido, a fuligem é produzida principalmente pela oxidação do vapor metálico, e o Cu é o principal elemento nocivo produzido durante a soldadura de arame tubular sólido revestido a cobre. O teor de Cu do fio sem cobre é muito inferior ao do fio sem cobre tradicional, pelo que o fio sem cobre é mais benéfico para proteger a saúde dos soldadores. As estatísticas mostram que a quantidade de fumo sem fio revestido a cobre é cerca de 20% inferior à do fio revestido a cobre.

  • Pequenos salpicos

O fio sem cobre no processo de soldadura produziu menos salpicos, o que pode garantir juntas de soldadura de alta qualidade e reduzir a carga de trabalho de limpeza pós-soldadura, que depende principalmente da correspondência dos parâmetros de soldadura.

  • Bom desempenho de arco e alimentação

O fio de soldadura sem cobre tem um bom desempenho de arco. O tempo médio de transição de curto-circuito da gota é mais curto do que o do fio revestido a cobre e pode suportar a mudança brusca do comprimento alargado do fio durante a soldadura. O processo especial de tratamento de superfície não provoca a queda da camada revestida de cobre, que pode manter a alimentação do fio estável durante muito tempo, mesmo no estado de alta velocidade e pode obter uma maior eficiência de soldadura e deposição.

  • Melhor resistência e qualidade de conformação

Tradicionalmente, considera-se que a camada de cobre é mais resistente à ferrugem porque o ferro é mais activo que o cobre. No entanto, os resultados de corrosão do teste de névoa salina (temperatura 30 ℃, umidade do ar 80%, permanência em solução de NaCl 0.01% por 2h) mostram que a corrosão do fio revestido de cobre é mais grave do que a do fio revestido de cobre.

Conclui-se que a corrosão grave do fio revestido a cobre se deve à rápida corrosão das células galvânicas, que se formam facilmente no local onde a pequena camada de cobre se fende ou se desprende. A superfície do fio sem cobre não entra em contacto com outros metais e não forma células galvânicas. A adição de massa lubrificante antiferrugem torna a sua capacidade antiferrugem melhor do que a do fio revestido a cobre.

As experiências de soldadura mostram que a qualidade de formação da soldadura do fio não revestido a cobre é obviamente melhor do que a do fio revestido a cobre.

Fio sem revestimento de cobre no processo de soldadura apresenta uma série de vantagens, tais como menos fumo de soldadura, menos salpicos de soldadura, boa estabilidade do arco de soldadura e formação de soldadura, etc., é um tipo de novos produtos que é amigo do ambiente e económico, tem sido amplamente utilizado no processamento mecânico, engenharia de construção, aeroespacial, engenharia de pontes, processamento de estruturas de aço, etc., pode ser considerado como a direcção de desenvolvimento do fio sólido.