[发明专利]一种新型药芯焊丝的制造方法及其生产的药芯焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型药芯焊丝制造方法，这种方法的优越性是:在保证所需药芯填充率的前提下，它能生产直径小于1.6mm甚至小于1.0mm的药芯焊丝，并且能够实现大规模批量生产。

背景技术

与实心焊丝相比较，药芯焊丝具有焊接生产效率高、焊接成本低、焊丝和焊层成分灵活易调等优点，可以满足各种生产和质量需求。在焊接过程中，药芯焊丝的熔化金属物分布比实心焊丝更加均匀，并且热量分布范围广，向外传输速度快，温度梯度小。使用药芯焊丝，还可以减少由于热量集中导致的基体烧穿透现象。药芯焊丝的这些特点，也限制了其使用场合和焊接位置，特别是在仰焊与立焊中使用难度较大，不易控制熔化金属物的流动和分布。使用直径较小的药芯焊丝有助于突破这些限制。市场上常见的药芯焊丝直径多数是2.8mm或更大，只有少数药芯焊丝能做到1.6mm的直径。生产小直径药芯焊丝的技术难点在于小直径药芯焊丝的直径减小同时，其包皮厚度也受到限制，这直接造成了其药粉填充率受到限制。当药粉填充率增加到一定数值时，由于其包皮过薄，在生产过程中，很容易发生断丝的现象，这使得焊丝与焊层的性能都会受到负面影响。所以，生产出符合性能要求的小直径的药芯焊丝非常困难，生产具有理想耐磨性能的小直径耐磨药芯焊丝则更加有挑战性。

现行的药芯焊丝的生产方法与实心丝材的生产方法基本相似，主要包括轧制成型、粗拉减径、细拉减径、最后精拉成品。由于实心焊丝可以采用加工间退火，塑性良好、杂质含量少的成品丝材可以拉制变形到亚毫米级的直径，甚至微米级的成品。而药芯焊丝由于填充药粉的存在，为避免粉末颗粒间的粘结并形成连续低电阻的药芯，利用退火提高变形量的方法不能应用在药芯焊丝的生产。由于药芯粉末不连续，药芯焊丝的变形集中在外层包皮的管壁。对应1.6mm直径的药芯焊丝，包皮的管壁厚度通常只有0.2mm左右。在耐磨药芯焊丝管壁内，包含有高硬度的药芯颗粒。一旦硬质颗粒或杂质诱发管壁的局部变形或应力集中，药芯焊丝就会被拉断。市场上常见的焊丝多数是直径大于2.8mm【CN101402161B:一种磨料磨损的堆焊药芯焊丝，孙俊生等申请于2008】。设备设计与制造也是多数针对生产大直径焊丝的需求【CN202877288U：一种用于生产直径2.0以上药芯焊丝的轧辊，李明军等申请于2012】。为了生产小直径的药芯焊丝，通常不得不牺牲药粉填充率，直接损害最终的焊材质量性能【CN102974956B:一种堆焊药芯焊丝，刘玉双等申请于2012】。针对药芯焊丝生产的这些特点，本发明提出一种新的药芯焊丝生产方法，用以制备和生产直径小于1.6mm的药芯焊丝。在同等钢带和药粉的条件下，原来最小直径为1.6mm的药芯焊丝，应用本发明提出的新方法，进一步变形，制成最小直径小于1.6mm，甚至小于1.0mm的药芯焊丝。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种新型药芯焊丝的制造方法。它能生产制备直径小于1.6mm的药芯焊丝时，将药芯焊丝的包皮材料壁厚控制在较薄的水平，以保证所需药芯填充率和最终的焊层产品性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：将低碳钢带裁剪至合适宽度后，通过高温超声波清洗，去除表面污渍、油渍等；再将预处理好的钢带轧制成U型。利用履带式加粉装置将所需填充的药粉添加在U型的钢槽内，再将低碳钢带轧制成O型。通过拉拔机的连续加速拉拔，将直径减小至3.2mm-2.8mm左右。减径后的丝材，再通过轧机，使丝材截面积进一步减小到等效直径至1.6mm–1.0mm或更小的横截面为椭圆形丝材。再通过拉拔机，让丝材接近等速或微量加速通过一个或多个整形圆孔，从而得到均匀的超细药芯焊丝丝材。根据钢带的成分和力学性能，在最后的整形拉伸中，可以应用少量的变形，使成品焊丝的表面更光滑，并且获得具有规则的圆形横截面。具体的制备流程如图1所示。

在以上说明中，是以低碳钢钢带举例，以方便说明。其它合金钢带，或其它金属和其合金，包括铝及铝合金带，铜及铜合金带，镍及镍基合金带，锌及锌合金带等，也都适用在本发明所涉及的方法中。在带材被轧制成O型后，减径变形方法可以有以下选择。可以是粗拉减径到一定的直径；也可以是用轧制减径到一定的直径；还可以是两种变形方法的结合实现减径到一定的直径。