CN100381246C - 一种无镀铜实芯焊丝的制备方法 - Google Patents
一种无镀铜实芯焊丝的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种无镀铜实芯焊丝制备方法，无镀铜实芯焊丝是用如下步骤制成：处理无镀铜实芯焊丝原料或加工过程的半成品的表面，使其表面粗糙度Ra为0.3～5μm；再经质量百分浓度为3%～5%的草酸水溶液浸泡10～60min，水冲洗，干燥，浸渍于载体润滑剂中1～10min，340℃～400℃烧结10～60min，经固体润滑剂润滑拉拔成一种无镀铜实芯焊丝，本发明解决了焊丝表面经拉丝模挤压变形产生的纵向划痕缺陷，使丝表面平滑、光亮，长时间焊接，润滑皮膜不剥落，避免了因划痕及润滑剂残留物的存在而使在焊接过程中出现由于送丝软管及导电嘴堵塞引起送丝不畅，最终导致断弧等现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种无镀铜实芯焊丝及其制备方法。
背景技术
传统的气体保护实芯焊丝为提高导电性和防锈能力，多采用镀铜方式，但由于铜的存在，降低了熔滴的表面张力，使熔滴颗粒度大，短路小桥爆破时引起大颗粒飞溅。而且如果镀层与基体金属结合力小，使镀层脱落，会引起送丝软管和导电嘴堵塞，降低送丝稳定性，最终导致电弧不稳；另外，镀铜工艺产生的废液会造成环境污染，在焊接过程中产生的铜烟尘对焊工身体健康造成危害。有人采用钙基或钡基或钙基+钡基或钙基+钡基+钠基的固体润滑剂拉拔无镀铜实芯焊丝，但这类润滑剂受热粘度大，附着力强，软化温度点高，同时此类润滑剂不溶于水，无镀铜实芯焊丝因冷加工后所附着的残留物用水很难除掉，倘若采用硫酸、盐酸等强酸清洗，焊丝表面光亮度下降，粗糙，金属基体表层受到破坏。也有人用水分散固体粉末(PTFE)涂在焊丝表面上，经干燥使焊丝表面形成润滑皮膜后再进行冷加工，但是，在使用时，长时间的焊接，润滑皮膜时有剥落，送丝软管受阻，导电嘴堵塞，降低送丝稳定性。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种既提高润滑效果，在应用焊丝时，长时间的焊接，涂覆膜不易剥落、防锈能力强的一种无镀铜实芯焊丝。
本发明的第二个目的是提供一种无镀铜实芯焊丝的制备方法。
本发明的技术方案概述如下：
一种无镀铜实芯焊丝，用如下步骤制成：处理无镀铜实芯焊丝直径为5.5mm的原料或加工过程的半成品的表面，使其表面粗糙度Ra为0.3～5μm；再经质量百分浓度为3％～5％的草酸水溶液浸泡10～60min，水冲洗，干燥，浸渍于载体润滑剂中1～10min，340℃～400℃烧结10～60min，经固体润滑剂润滑拉拔成一种无镀铜实芯焊丝。
所述处理无镀铜实芯焊丝原料或加工过程的半成品的表面的方法可以是用体积百分比浓度为15％～18％的硫酸水溶液，在45℃～65℃，浸泡20～60min，水冲洗，所述硫酸为98％的浓硫酸，再经质量百分浓度为1.5％～2％的碳酸钠水溶液浸泡10～40min，水冲洗。也可以是用喷丸处理，钢球直径0.7～3μm，时间1～3min。
一种无镀铜实芯焊丝的制备方法，包括如下步骤：处理无镀铜实芯焊丝直径为5.5mm的原料或加工过程的半成品的表面，使其表面粗糙度Ra为0.3～5μm；再经质量百分浓度为3％～5％的草酸水溶液浸泡10～60min，水冲洗，干燥，浸渍于载体润滑剂中1～10min，340℃～400℃烧结10～60min，经固体润滑剂润滑拉拔成一种无镀铜实芯焊丝。
所述处理无镀铜实芯焊丝原料或加工过程的半成品的表面的方法是用体积百分比浓度为15％～18％的硫酸水溶液，在45℃～65℃，浸泡20～60min，水冲洗，所述硫酸为98％的浓硫酸，再经质量百分浓度为1.5％～2％的碳酸钠水溶液浸泡10～40min，水冲洗。也可以是用喷丸处理，钢球直径0.7～3μm，时间1～3min。
所述载体润滑剂按重量百分比包括下述组分，平均粒径＜0.5μm的带负电的聚四氟乙烯树脂悬浮液25％～60％，非离子粘合剂0.1％～2.0％，阴离子表面活性剂1％～15％，余量为水，混合，调节pH值为8～10。
所述载体润滑剂也可以按重量百分比添加功能材料，包括MoS26％～12％或石墨8％～16％或硼酸钾8％～16％或硼酸钠8％～16％。
所述非离子粘合剂为聚苯硫醚树脂或三聚氰酰胺树脂或聚乙烯醇或醇酸树脂。
所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠或丁基萘磺酸钠。
本发明的优点：
本发明的一种无镀铜实芯焊丝，解决了焊丝表面经拉丝模挤压变形产生的纵向划痕缺陷，使丝表面平滑、光亮，长时间焊接，润滑皮膜不剥落，避免了因划痕及润滑剂残留物的存在而使在焊接过程中出现由于送丝软管及导电嘴堵塞引起送丝不畅，最终导致断弧等现象。同时由于焊丝表面的载体润滑剂具有化学性能稳定的特点，因此，提高了焊丝的防锈性；也避免了镀铜工艺产生的废液处理造成的环境污染，从根本上解决了铜烟尘对人体的危害。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种无镀铜实芯焊丝，用如下步骤制成：用体积百分比浓度为18％的硫酸水溶液浸泡直径为5.5mm的无镀铜实芯焊丝原料的表面，所述硫酸为98％的浓硫酸，45℃浸泡50min，待丝表面氧化皮膜完全去掉后，用水冲洗直至裸露出金属基体，再经质量百分浓度1.5％的碳酸钠水溶液浸泡20min，水冲洗，使其表面粗糙度Ra为2μm，再经质量百分浓度为5％的草酸水溶液浸泡30min，水冲洗，干燥，浸渍于载体润滑剂中1min，400℃烧结10min，经固体润滑剂润滑拉拔成直径为1.2mm的一种无镀铜实芯焊丝。
载体润滑剂的制备是：用平均粒径＜0.5μm，pH值为8的带负电的聚四氟乙烯树脂悬浮液25g，聚苯硫醚树脂0.5g，十二烷基硫酸钠6g，水68.5g，混合制成。
实施例2
一种无镀铜实芯焊丝，用如下步骤制成：用体积百分比浓度为15％的硫酸水溶液浸泡直径为3.6mm的加工过程的半成品的表面，所述硫酸为98％的浓硫酸，65℃浸泡50min，水冲洗，再经质量百分浓度2％的碳酸钠水溶液浸泡20min，水冲洗，使其表面粗糙度Ra为3μm，再经质量百分浓度为5％的草酸水溶液浸泡30min，水冲洗，干燥，浸渍于载体润滑剂中1min，400℃烧结10min，经固体润滑剂润滑拉拔成直径为1.2mm的一种无镀铜实芯焊丝。
载体润滑剂的制备是：用平均粒径＜0.3μm，pH值为10的带负电的聚四氟乙烯树脂悬浮液60g，聚乙烯醇2g，十二烷基硫酸钠3g，水35g，混合制成。
实施例3
一种无镀铜实芯焊丝，用如下步骤制成：将直径为3.6mm的加工过程的半成品的表面进行喷丸处理，经直径为0.7μm钢球撞击无镀铜实芯焊丝原料的表面，使丝表面生成凸凹面，撞击时间1min，处理使其表面粗糙度Ra为2μm，再经质量百分浓度为3％的草酸水溶液浸泡30min，水冲洗，干燥，浸渍于载体润滑剂中1min，400℃烧结10min，经固体润滑剂润滑拉拔成直径为1.2mm的一种无镀铜实芯焊丝。
载体润滑剂的制备是：用平均粒径＜0.3μm，pH值为9的带负电的聚四氟乙烯树脂悬浮液55g，聚乙烯醇1g，十二烷基硫酸钠6g，水38g，混合制成。
实施例4
一种无镀铜实芯焊丝，用如下步骤制成：将直径为5.5mm的无镀铜实芯焊丝原料的表面进行喷丸处理，经直径为3μm的钢球撞击无镀铜实芯焊丝原料的表面，使丝表面生成凸凹面，撞击时间3min，处理使其表面粗糙度Ra为5μm，再经质量百分浓度为4％的草酸水溶液浸泡10min，水冲洗，干燥，浸渍于载体润滑剂中10min，340℃烧结60min，经固体润滑剂润滑拉拔成直径为1.2mm的一种无镀铜实芯焊丝。
载体润滑剂的制备是：用带负电的聚四氟乙烯树脂悬浮液32g，聚乙烯醇1.5g，十二烷基硫酸钠3g，水63.5g，混合制成。
实施例5
一种无镀铜实芯焊丝，用如下步骤制成：用体积百分比浓度为16％的硫酸水溶液浸泡直径为3.6mm的加工过程的半成品的表面，所述硫酸为98％的浓硫酸，55℃浸泡30min，水冲洗，再经质量百分浓度2％的碳酸钠水溶液浸泡10min，水冲洗，使其表面粗糙度Ra为0.3μm，再经质量百分浓度为4％的草酸水溶液浸泡10min，水冲洗，干燥，浸渍于载体润滑剂中2min，360℃烧结20min，经固体润滑剂润滑拉拔成直径为1.2mm的一种无镀铜实芯焊丝。
载体润滑剂的制备是：用带负电的聚四氟乙烯树脂悬浮液55g，醇酸树脂1g，十二烷基苯磺酸钠1g，MoS26g，水37g，混合制成。
实施例6
一种无镀铜实芯焊丝，用如下步骤制成：用体积百分比浓度为17％的硫酸水溶液浸泡直径为3.6mm的加工过程的半成品的表面，所述硫酸为98％的浓硫酸，65℃浸泡40min，水冲洗，再经质量百分浓度2％的碳酸钠水溶液浸泡10min，水冲洗，使其表面粗糙度Ra为5μm，再经质量百分浓度为4％的草酸水溶液浸泡60min，水冲洗，干燥，浸渍于载体润滑剂中5min，380℃烧结30min，经固体润滑剂润滑拉拔成直径为1.2mm的一种无镀铜实芯焊丝。
载体润滑剂的制备是：用平均粒径＜0.3μm，pH值为8的带负电的聚四氟乙烯树脂悬浮液50g，三聚氰酰胺树脂0.8g，丁基萘磺酸钠3g，石墨16g，水30.2g，混合制成。
实施例7
一种无镀铜实芯焊丝，用如下步骤制成：用体积百分比浓度为18％的硫酸水溶液浸泡直径为5.5mm的无镀铜实芯焊丝原料的表面，所述硫酸为98％的浓硫酸，55℃浸泡30min，水冲洗，再经质量百分浓度1.5％的碳酸钠水溶液浸泡40min，水冲洗，使其表面粗糙度Ra为0.3μm，再经质量百分浓度为4％的草酸水溶液浸泡30min，水冲洗，干燥，浸渍于载体润滑剂中3min，80℃干燥，390℃烧结40min，经固体润滑剂润滑拉拔成直径为1.2mm的一种无镀铜实芯焊丝。
载体润滑剂的制备是：用平均粒径＜0.2μm，pH值为10的带负电的聚四氟乙烯树脂悬浮液60g，聚乙烯醇0.1g，十二烷基硫酸钠6g，硼酸钾8g，水25.9g，混合制成。
实施例8
一种无镀铜实芯焊丝，用如下步骤制成：用体积百分比浓度为15％的硫酸水溶液浸泡直径为5.5mm的无镀铜实芯焊丝原料的表面，所述硫酸为98％的浓硫酸，45℃浸泡60min，水冲洗，再经质量百分浓度1.5％的碳酸钠水溶液浸泡40min，水冲洗，使其表面粗糙度Ra为0.3μm，再经质量百分浓度为4％的草酸水溶液浸泡30min，水冲洗，干燥，浸渍于载体润滑剂中3min，80℃干燥，390℃烧结40min，经固体润滑剂润滑拉拔成直径为1.2mm的一种无镀铜实芯焊丝。
载体润滑剂的制备是：用平均粒径＜0.2μm，pH值为10的带负电的聚四氟乙烯树脂悬浮液60g，聚乙烯醇0.1g，十二烷基硫酸钠15g，硼酸钠16g，水8.9g，混合制成。
将载体润滑剂涂覆在经硫酸水溶液浸泡、碳酸钠水溶液浸泡或钢球撞击的喷丸处理、再经草酸水溶液处理后的无镀铜实芯焊丝原料表面上的方法，除了浸渍外，还可以采用涂刷或喷涂的方法。
如上实例中说明，采用本发明无镀铜实芯焊丝拉拔用的载体润滑剂，不仅使焊接时送丝流畅，电弧稳定，飞溅较小，防锈性好，而且杜绝了镀铜焊丝在焊接时产生的铜烟尘对环境的污染。成品焊丝表面平滑、光亮，是一种环保型的实芯焊丝。
附录：
1.无镀铜实芯焊丝原料的化学成份(wt％)：
| Mn | Si | Cr | Ni | Cu | S | P | |
| 0.07～0.15 | 1.40～1.85 | 0.85～1.15 | ≤0.20 | ≤0.30 | ≤0.20 | ≤0.025 | ≤0.025 |
2、焊接规范：
| 焊丝尺寸(φ，mm) | 1.2 |
| 焊接电流(A) | 170 |
| 焊接电压(V) | 26 |
| 焊接速度(cpm) | 5.6 |
本发明的使用效果：
焊接过程中焊丝送线性比较：(A：采用本发明制造的焊丝；B：市售某六种焊丝)
单位：100Kg
| 编号 | 堵嘴 | 断弧 | 评定 |
| A1(实施例1) | 4.5 | 4.6 | ○ |
| A2(实施例2) | 4.5 | 4.6 | ○ |
| A3(实施例3) | 4.7 | 4.7 | ○ |
| A4(实施例4) | 4.5 | 4.7 | ○ |
| A5(实施例5) | 4.6 | 4.6 | ○ |
| A6(实施例6) | 4.6 | 4.5 | ○ |
| B1 | 3.2 | 4.0 | △ |
| B2 | 3 | 4.0 | △ |
| B3 | 3.5 | 3.2 | × |
| B4 | 2.6 | 3.0 | × |
| B5 | 2.2 | 3.0 | × |
| B6 | 3 | 2.7 | × |
测定的方法是，使用100Kg的焊丝，在焊接时，不出现堵嘴，不出现断弧得分高。5分制：4.5～5.0 优 ○
4.5～4.0 良 ◎
4.0～3.0 可 △
3.0以下 劣 ×
Claims (3)
1.一种无镀铜实芯焊丝的制备方法，其特征是包括如下步骤：处理无镀铜实芯焊丝原料或加工过程的半成品的表面，使其表面粗糙度Ra为0.3～5μm；再经质量百分浓度为3％～5％的草酸水溶液浸泡10～60min，水冲洗，干燥，浸渍于载体润滑剂中1～10min，340℃～400℃烧结10～60min，经固体润滑剂润滑拉拔成一种无镀铜实芯焊丝。
2.根据权利要求1所述的一种无镀铜实芯焊丝的制备方法，其特征是所述处理无镀铜实芯焊丝原料或加工过程的半成品的表面的方法是用体积百分比浓度为15％～18％的硫酸水溶液，在45℃～65℃，浸泡20～60min，水冲洗，所述硫酸为98％的浓硫酸，再经质量百分浓度为1.5％～2％的碳酸钠水溶液浸泡10～40min，水冲洗。
3.根据权利要求1所述的一种无镀铜实芯焊丝的制备方法，其特征是所述处理无镀铜实芯焊丝原料或加工过程的半成品的表面的方法是用喷丸处理，钢球直径0.7～3μm，时间1～3min。
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