[发明专利]高强度合金焊丝的冷拉生产防锈方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊丝的制造方法，尤其是防止高强度合金焊丝表面生锈及改善合金焊丝加工性能而采用冷拉生产方法。

背景技术

高强度合金焊丝是一种低碳合金结构钢丝，主要用来生产φ1.2～2.0mm高强度焊丝，应用于重要工程机械、舰船、航天航空发射器构件的焊接。代表品种是H04SiMnCrNiMoV、H10SiMnCrNiMoV和H20SiMnCrNiMoV等，该合金焊丝必须具有良好的性能，尤其是对焊丝的抗拉强度、表面质量和氢含量要求较高，以防焊接后氢脆的发生。低碳合金焊丝在潮湿空气环境中，特别是在有外来电解质的情况下(如手汗或存在易吸潮的润滑剂污斑)，金属表面就会形成酸、碱、盐等弱电解质溶液，由于原电池的作用而引起焊丝表面的锈蚀。

防止生锈是焊丝冷拉生产的关键技术之一，因为使用生锈的焊丝，往往会使焊接部位出现气孔、夹渣、裂纹等一系列致命的缺陷，给焊丝企业的生产造成极大的困难。如何解决焊丝防锈性能低的问题已成为焊丝生产企业最棘手的技术难题之一。

现有高强度合金焊丝防锈技术有二类，一类是焊丝表面进行镀铜工艺后进行冷拉加工，达到防锈目的；另一类是以焊丝采用有气氛保护退火、真空包装工艺方式进行防锈处理，达到防锈目的。

第一类，焊丝通过退火软化电解酸洗清洗后，经镀铜工艺在焊丝表面形成铜保护层，二种材料间的覆合呈无缝隙整体结合，在后续拉拔深加工中镀铜层也同时延伸，然后拉拔成细的焊丝。焊丝依靠表面镀铜层隔绝与空气的接触，达到防锈的目的。

但是，这类方法存在一定的问题，对镀铜的废液及废气污染物的无公害处理提出了相当高的环保要求。同时，由于产品表面镀铜层经拉拔后非常薄，任何拉丝、擦伤都无法修复，因此产品的成料率波动较大，且难以控制。

第二类是焊丝采用再结晶退火软化，利用井式炉抽真空、充氩气保护。由于退火过程中有惰性气体保护，故焊丝退火后表面无氧化层，焊丝再经拉拔至细丝，成品焊丝在清洗线上进行超声波清洗至光亮状态，最后抽真空包装。

但是，这类方法也存在以下4方面的问题：

1.对退火装备提出很高技术性能条件要求。尤其是对退火装备的密封性、抽真空的设备配制和保护气氛的制备提出了苛刻的技术要求，同时退火装备的维护费用也较高。

2.焊丝退火生产的周期长、成本高。焊丝退火通常是将料装入炉罐中，再进行抽真空运行，然后通入保护气氛升温加热。由于加热源在炉罐外侧，炉内焊丝加热主要靠罐壁的辐射传热加热，而对流传热加热条件有限，因而焊丝加热均匀通常需要6～10小时的保温时间。保温结束后吊出炉罐，焊丝随炉罐冷却到室温需要更长的时间，以防止焊丝吊出温度过高而产生表面氧化现象。

3.焊丝退火组织性能存在差异。因为，焊丝再结晶退火的冷却速度对材料的组织状态有一定的影响，随着冷却速度的不同，最后的组织具有很大的不确定性。气氛保护的再结晶退火，焊丝冷却速度受炉罐外的环境温度差异和罐内装炉量的多少影响较大，而且受罐内冷却梯度的影响，在罐内靠近罐壁处焊丝的冷却速度明显比中央焊丝的冷却要快。因而，焊丝性能上存在一定的差异。

4.冷拉成品焊丝经超声波清洗至光亮状态，最后真空包装费用也较高，且运输不便，易破损。

发明内容

本发明的目的提供了一种高强度合金焊丝的冷拉生产防锈方法，主要采用无气氛保护退火装备，通过“退火分段冷却+冷酸酸洗+浸油+湿式拉拔”冷拉方法，生产高强度冷拉光亮合金焊丝，达到焊丝防锈的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案是，

高强度冷拉合金焊丝的防锈方法，其包括如下步骤：

a)焊丝退火

再结晶退火工艺参数是加温温度740℃±30℃，保温45～90分钟，保温后采用随炉冷却至640℃±30℃出炉爆水冷却方式；

b)热酸洗

焊丝热酸洗可采用硫酸或盐酸酸洗方法，具体工艺参数如下：

①硫酸槽溶液质量百分比配制为：H₂SO₄为10～20wt％，余量为水，其中对已使用过的硫酸溶液中铁盐含量需控制在Fe⁺⁺≤180g/1L；酸洗槽温度为60～85℃，焊丝酸洗时间控制在20～90min；

②盐酸槽溶液质量百分比配制为：HCl为10～15wt％，余量为水，其中对已使用过的盐酸溶液中铁盐含量需控制在Fe⁺⁺≤180g/1L；酸洗槽温度为40～80℃，焊丝酸洗时间控制在20～60min；

c)涂层

对酸洗后的焊丝进行表面润滑涂层处理；