Традиционная сплошная сварочная проволока покрывается медью на поверхности полуфабриката стальной проволоки, что может повысить электропроводность и коррозионную стойкость проволоки и сварочного сопла, а также уменьшить трение с подающим шлангом или сварочным соплом. Толщина покрытия омедненной проволоки обычно составляет 0,2 ~ 0,8 мкм. В процессе сварки часть медного элемента расплавляется в сварном шве, что снижает механические свойства сварных соединений, особенно ударную вязкость и удлинение при низкой температуре. Медь также окисляется в частицы меди и попадает в воздух, что вредно для здоровья человека после вдыхания. Производство сварочной проволоки с медным покрытием также приводит к образованию отработанной кислоты и загрязнению окружающей среды. Исходя из этих причин, немедные провода или неомедненные проволоки стали популярными и предпочитаются сварщиками. Здесь мы расскажем, как производятся сварочные проволоки без медного покрытия.

История сварочной проволоки с неомедненным покрытием

Шведская компания ЭСАБ занимается разработкой немедной проволоки с 1997 года, когда она была первоначально названа ECOIG, а затем переименована в Autrod. В 2002 году компания ЭСАБ изобрела немедную проволоку с использованием усовершенствованной технологии обработки поверхности (ASC) и назвала ее Aristorod. Эта обработка делает поверхность сварочной проволоки темной или добавляет другой защитный слой на поверхность, обеспечивая при этом чистоту поверхности, хорошую электропроводность, стабильность подачи проволоки, стойкость к ржавчине и качество сварки, широко используется в различных областях.

С 2002 года компании Kobe Steel и Sumitomo Metal Industrial Co., Ltd. также поставляют серию неомедненных порошковых проволок для MAG и CO2 сварки. Южнокорейская корпорация Kiswell также подала заявку на патент на изобретение сварочной проволоки без меди, в которой для покрытия поверхности сварочной проволоки используется масло для обработки поверхности, содержащее соединение щелочного металла или щелочноземельного металла, соединение Zn и углеводородное соединение, и строго контролируется количество покрытия (0,003~0,006 г на 1 кг сварочной проволоки).

Некоторые японские ученые предложили покрывать поверхность сварочной проволоки MoS2, WS2 или C для улучшения ее подачи; некоторые предложили покрывать сварочную проволоку соединениями калия, серы, полиизобутиленом для уменьшения разбрызгивания; в некоторых патентах предлагается использовать смесь углеводородного минерального и растительного масла, а также смесь MoS2, WS2, C, PTFE, жирных кислот, металлического мыла и т.д., покрывая проволоку для получения неомедненной проволоки.

Как производится немедная проволока?

  • Процесс производства смазочных материалов на основе твердых жирных кислот

Металлический мыльный агент экстремального давления смазки стеаратного типа с антикоррозийным агентом, и определенное количество металлического порошка, такого как цинк, медь, алюминий, титан и т.д., смешиваются в смазочные частицы для волочения проволоки. Размер частиц металлического порошка составляет не более 325#, а массовая доля обычно составляет около 10% (до 30%), так что общая масса смазки, прикрепленной к поверхности проволоки, составляет около 0,01% ~ 0,25% проволоки, а металлического порошка - 0,001% ~ 0,10%.

  • Процесс производства водорастворимой жидкой смазки

Водорастворимые жидкие смазочные материалы подходят для сварочной проволоки с низким содержанием водорода. Сначала полуфабрикат проволоки травят электролитическим способом в растворе H2SO4 15% ~ 25%.

Во-вторых, сварочная проволока после очистки вытягивается 1 ~ 2 раза со степенью сжатия 5% ~ 25%. Смазка для волочения состоит из водорастворимого натриевого мыла и водорастворимого неорганического ингибитора ржавчины. Типичная формула: массовая доля триглицерида натрия твердой жирной кислоты и хромата натрия составляет 0,75% и 0,75% соответственно, остальное - вода, а объемная доля ингибитора ржавчины составляет 0,3% ~ 1,5%.

  • Процесс нанесения покрытия на поверхность

Поверхностное покрытие сварочной проволоки должно быть антикоррозийным и влагостойким, не нарушать стабильность дуги и металлургические свойства сварки.

Сверхтонкий графит, дисульфид молибдена и фторсодержащая смола без водорода в качестве агента для обработки поверхности сварочной проволоки или трихлорэтилен или четыреххлористый углерод в качестве растворителя, а также добавление небольшого количества CeO2, K2CO2, CsCO3 в качестве стабилизирующего дугу агента для улучшения характеристик сварочной проволоки может быть в зависимости от необходимости. Некоторые компании используют покрытие ингибитора ржавчины Nashk для производства неомедненная сварочная проволока. Его механизм предотвращения ржавчины заключается в том, что слой одномолекулярного осадка абсорбируется на поверхности металла, что блокирует микробатарейное воздействие на поверхность металла в атмосферной среде и препятствует возникновению электролитической коррозии.

Преимущества сварочной проволоки без медного покрытия

  • Небольшое количество сварочной пыли

При сварке сварочной проволоки с медным покрытием образуется немного желтого дыма, а сварочная проволока без медного покрытия выделяет синий и белый дым, то есть дым не содержит элемента Cu и снижает вред для сварщиков. В процессе сварки сплошной порошковой проволоки сажа образуется в основном в результате окисления паров металла, а Cu является основным вредным элементом, образующимся при сварке покрытой медью сплошной порошковой проволоки. Содержание Cu в неомедненной проволоке гораздо ниже, чем в традиционной неомедненной проволоке, поэтому неомедненная проволока более полезна для защиты здоровья сварщиков. Статистика показывает, что количество дыма без омедненной проволоки примерно на 20% меньше, чем с омедненной проволокой.

  • Мелкие брызги

неомедненной проволоки в процессе сварки образуется меньше брызг, что может обеспечить стабильно высокое качество сварных соединений и снизить объем работы по послесварочной очистке, которая в основном зависит от подбора параметров сварки.

  • Хорошие показатели дугообразования и подачи

Неомедненная сварочная проволока имеет хорошие характеристики дуги. Среднее время перехода капли в короткое замыкание короче, чем у проволоки с медным покрытием, и может выдерживать резкое изменение увеличенной длины проволоки во время сварки. Специальный процесс обработки поверхности исключает осыпание омедненного слоя, что позволяет поддерживать стабильную подачу проволоки в течение длительного времени, даже в состоянии высокой скорости, и может обеспечить более высокую эффективность сварки и осаждения.

  • Лучшая прочность и качество формовки

Традиционно считается, что медный слой более устойчив к ржавчине, поскольку железо более активно, чем медь. Однако результаты коррозионного испытания в соляном тумане (температура 30℃, влажность воздуха 80%, пребывание в 0,01% растворе NaCl в течение 2ч) показывают, что коррозия проволоки с медным покрытием более серьезная, чем у проволоки с медным покрытием.

Сделан вывод, что серьезная коррозия проволоки с медным покрытием происходит из-за быстрой коррозии гальванических элементов, которые легко образуются в месте, где крошечный медный слой трескается или медный слой отслаивается. Поверхность неомедненной проволоки не соприкасается с другими металлами и не образует гальванических элементов. Добавление антикоррозийной смазки делает ее антикоррозийную способность лучше, чем у проволоки с медным покрытием.

Сварочные эксперименты показывают, что качество сварки проволокой без медного покрытия явно лучше, чем проволокой с медным покрытием.

Проволока без медного покрытия в процессе сварки демонстрирует ряд преимуществ, таких как меньшее количество сварочного дыма, меньшее количество сварочных брызг, хорошая стабильность сварочной дуги и формирование сварного шва и т.д., является своего рода новой продукцией, которая является экологически чистой и экономичной, широко используется в машиностроении, строительной технике, аэрокосмической промышленности, мостостроении, обработке стальных конструкций и т.д., может рассматриваться как направление развития сплошной проволоки.