中国战略性新兴产业研究与发展:焊接材料与装备
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7.2 无镀铜焊丝及其制造技术

无镀铜焊丝的生产过程基本做到了无酸、无碱、无重金属产生,实现了清洁化,大幅度减少了污染物排放。在焊丝使用过程中焊接烟尘排放少,没有重金属铜产生的有毒物质,有利于保护焊工的职业健康。焊丝表面没有铜层,因此不会出现由于镀铜结合力不好,在送丝轮上和送丝管中掉铜屑的现象。

7.2.1 无镀铜实心焊丝的发展

在熔化极活性气体保护焊(MAG),目前应用最多的焊接材料是气体保护焊镀铜实心焊丝。经过近二十年的使用,其工艺、性能、价格等具有较大的优势,采用镀铜实心焊丝已经成为MAG焊接的标准,在众多场合下气体保护焊镀铜实心焊丝很难被替代。但是随着节能减排绿色制造理念的提出,以及人们对焊接过程产生的烟雾对焊工职业健康危害关注度的提高,气体保护焊镀铜实心焊丝开始面临着新的挑战。在发达国家,无镀铜焊丝的使用已经有了很大的发展。随着我国焊接自动化的快速推广和国家环保的要求,传统的镀铜工序必将面临越来越严峻的挑战,国内焊丝厂家相继开展了无镀铜焊丝产品的研发制造。

近年来国内部分厂家,针对无镀铜焊丝进行了专项研究,使焊丝在生锈、导电嘴磨损、焊接烟尘等方面都有了明显的进步,如天津金桥进行了表面涂层的试制及设备的研制,同时采用独创的纳米级导电、润滑、防锈涂覆剂以及涂覆工艺,使焊丝质量有了明显提升。

7.2.2 润滑剂清洗

无镀铜焊丝在涂敷涂层前要尽可能地去除焊丝表面的润滑剂。无镀铜焊丝采用了特殊的润滑粉,其与镀铜焊丝用润滑粉相比,具备以下特点:

1)更容易清洗。

2)残留润滑粉对焊接过程影响小。

3)残留的润滑粉不会对无镀铜焊丝的表面质量造成影响。

配合先进的盘条在线清洗设备,润滑粉去除效果稳定,去除率相对较高,为后续无镀铜焊丝表面涂敷特殊涂层创造了有利条件,同时在生产过程中无有害物质添加,对环境无污染,符合环保生产的理念。

7.2.3 特殊涂层的设计

传统镀铜焊丝在焊接过程中会产生铜烟,对焊接人员身体造成危害,无镀铜实心焊丝采用的是活性涂层,对环境无污染。同时活性涂层具有低电阻、高吸附性、急速干燥、耐高温等特点,可增加焊丝的导电性,使焊接电弧更加稳定,加强焊丝的抗锈性,延长焊丝保存时间,降低导电嘴的磨损,减少更换频率。

随着国内厂家对活性涂层的不断改进和优化,无镀铜焊丝在焊接电弧、飞溅、成形、导电嘴磨损等重要指标方面的提升越来越明显。

7.2.4 活性涂层涂覆工艺的确定

国内厂家针对涂层膜厚度、涂层均匀性、涂层牢固性进行了研究,确定了各类最佳涂覆工艺。

7.2.5 无镀铜焊丝性能

在焊丝生锈、导电嘴磨损、焊接烟尘等用户最关心的问题上,无镀铜焊丝都有了明显的进步。在焊丝抗锈能力上,天津金桥的无镀铜焊丝已优于镀铜焊丝。在导电嘴磨损方面,无镀铜焊丝基本达到与镀铜焊丝持平的水平。在焊接烟尘方面,无镀铜焊丝因“铜烟”的消除,焊接烟尘量有一定下降。