CN105414806A - 药芯焊丝一体化成型机组和药芯焊丝生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种药芯焊丝一体化成型机组，包括放带机、成型机和收线装置，所述成型机包括被动式轧架，所述收线装置的上游设有成型机出口稳速装置，所述成型机出口稳速装置和所述收线装置共用一个动力源。本发明还公开了采用上述成型机组生产焊丝的方法和采用上述方法生产的焊丝。本发明不但避免了工字轮收线时，由于焊丝乱绕排线所造成的焊丝收卷即时半径不稳定性对于焊丝收线速度的干扰，而且从根本上消除了稳速装置下级设备对稳速装置速度的不稳定影响因素。再加上采用成型机出口稳速装置使得速度的输出方式由不确定变为长期确定的输出方式，使得成型机组运行速度的稳定性提高了一个数量级，从而保证了填充率的稳定，提高了产品质量。

Description

药芯焊丝一体化成型机组和药芯焊丝生产方法

本申请是分案申请，本申请的母案申请的申请号是2010105593787，母案申请的申请日是2010年11月24日，申请人是天津三英焊业股份有限公司

技术领域

本发明涉及药芯焊丝生产技术领域，特别涉及一种药芯焊丝一体化成型机组和药芯焊丝生产方法。

背景技术

目前，以主分类号为B23K35/40(即分类名称为“钎焊或焊接用焊丝或焊条的制造”)以及说明书中出现“药芯焊丝”四个字这两个条件进行检索，可以发现在中国已经公开的发明专利如下：1)CN93115833.8，用盘圆制造药芯焊丝的轧制方法；2)CN96117079.4，利用陶瓷生产设备同步生产电焊条的方法；3)CN97102700.5，焊丝制造工艺；4)CN200410043645.X，自动化陶瓷管状丝材制丝设备及制丝方法；5)CN200410097611.9，兼容制造纳米涂层连续电焊条、短电焊条的方法；6)CN200610058129.3，有芯焊条及其制造方法；7)CN200610111508.4，用于焊接不锈钢的药芯焊丝的制造方法及其产品；8)CN200610069557.6，一种利用钢板边角料生产焊接材料的方法；9)CN200710078814.7，用于制造诸如药芯焊丝的充粉式焊接管的方法；10)CN200710056707.4，一种采用盘圆钢线材制造药芯焊丝的工艺；11)CN200710114456.0，药芯焊丝制造方法；12)CN200910061623.9，药芯焊丝成型机的填充率在线测量控制方法及装置；13)CN200910097003.0，药芯焊丝采用湿混烧结药粉的制造方法；14)CN200910250700.5，药芯焊丝拉拔制造中的表面处理方法及装置；15)CN200810068960.6，被动式药芯焊丝成型机；16)CN200910191653.1，药芯焊丝表面清洗涂油及其装置；17)CN201010003697.X，药芯焊丝的制造方法；18)CN200410057948.7，用于制造有缝焊剂芯焊丝的方法；19)CN201010111030.1，焊剂的充填方法。

其中CN96117079.4、CN200410097611.9、CN200610069557.6主要公开的是利用某些原材料或设备制造焊条的方法或设备，只是在说明书中提及这些方法可以避免药芯焊丝高昂的制造成本，生产出一种性能可以接近药芯焊丝的焊接材料，“药芯焊丝”四个字只是在背景技术中提到，而并非专利所要处理的对象。所以说，这三个专利并不能列入药芯焊丝的生产技术范畴。

CN200710114456.0和CN200910097003.0的重点则在于介绍药芯焊丝所用的药粉的配方和药粉的生产过程，并非在药芯焊丝生产线或者说是药芯焊丝成型机领域有重大的突破。

CN93115833.8介绍了一种采用盘圆钢线材制造药芯焊丝工艺，主要是包括在盘圆钢线材上轧制出U型槽、加粉、合口、减径等步骤，其主要特点是无需进行中间退火环节，可大幅度降低生产成本，但实际上该专利经过审查后，其法律状态为“专利申请的视为撤回”，虽然我们不肯定其究竟是什么原因被视为撤回的，但考虑到盘圆法不经退火直接生产药芯焊丝曾经在上世纪90年代中后期昙花一现，但到了本世纪几乎销声匿迹，在国内的100多条药芯焊丝生产线中，采用盘圆法生产药芯焊丝的不足10％这一事实，完全可以认为这种方法的实用性欠佳，在成本与钢带法生产药芯焊丝相比有着明显优势的情况下，该方法或者说是采用这种思路制造药芯焊丝仍然没有大幅度普及。由于盘圆钢线材在轧制出U型槽后，其冷作硬化已经非常严重，难以进行以后的合口作业，很容易出现纵向的裂缝，该技术有着难以克服的障碍。至于其他的不利原因则在CN200710056707.4中阐明。所以该专利也极有可能是被审查员的通知书列举出若干条不具备新颖性、创造性或实用性的理由后，申请人放弃答复意见而被视为撤回的。

CN200710056707.4介绍的是另外一种采用盘圆钢线材制造药芯焊丝的工艺，主要是利用冷连轧机将盘圆钢线材轧制成药芯焊丝专用精密钢带，并经过退火热处理成为易于被普通的成型机和拉丝机使用的钢带原料。其重点在于怎样制造这种药芯焊丝专用精密钢带，用什么样的材料制造钢带，怎样控制相关的工艺参数等。该专利主要是在药芯焊丝专用精密钢带的制备方法上有了重大的技术突破，而其中提及的使用药芯焊丝成型机组来完成药芯焊丝半成品的生产也是用现有的普通的连轧式药芯焊丝成型机或轧拔一体的药芯焊丝成型机，也并没有在药芯焊丝成型机这一设备上有显著的突破。

CN200910250700.5和CN200910191653.1则是公开了两种清除药芯焊丝拉拔过程中的润滑剂，并涂覆上新的用于在焊接降低送丝阻力的新润滑剂的焊丝制造方法，重点在于焊丝的后期表面处理，也与药芯焊丝成型机无关。

CN200910061623.9和CN201010111030.1是关于药芯焊丝生产过程的送粉环节的专利，CN200910061623.9提出通过控制在药芯焊丝送粉器的供料系统中增设了一段中间料管，并且在该中间料管中安装了上料位传感器和下料位传感器，来把将重量负担在皮带上的药粉重量控制在一定范围内，并且通过上下料位传感器的检测，保证药粉流量的监控，再加上钢带测速装置测量钢带运行速度来实现填充率的在线测控；CN201010111030.1的主要特点则在于是将药粉(在专利原文中称之为焊剂)层从送粉皮带送出后，药粉层冲击到送粉皮带对面上的挡板上，并经过挡板向下均匀流动到运动中的U型槽钢带中，主要是利用上述冲击和下落过程破坏掉原有药粉层中的在药粉加工过程中所形成的药粉结块，保证送粉过程的均匀，进而保证填充率的稳定性及药芯焊丝的质量。虽然上述两发明对送粉技术的改进不容否认，但也仅仅是针对送粉器的改进，而并非针对整台药芯焊丝成型机的整体设计的革新。

至于CN97102700.5、CN200610058129.3、CN200610111508.4、CN200710078814.7、CN201010003697.X、CN200410057948.7则是外国企业或在中国的外资企业为了占领中国药芯焊丝生产技术中的知识产权阵地而申报的专利：

CN97102700.5是日本铁溶接工业株式会社申报的使用电极加热的方式对无缝焊丝进行加热以实现中间退火和去除药粉中的H元素含量的专利。

CN200610058129.3则是美国林肯环球公司申报的关于在成品焊丝上涂覆焊接时用的送丝润滑剂以及送丝润滑剂的成分以及与涂覆送丝润滑剂相关的工艺控制，属于焊丝的表面处理工艺；

CN200610111508.4是韩国的基斯韦尔株式会社申报的关于不锈钢焊丝的制造工艺的专利，主要步骤包括成型、粗拉、光亮退火和精拉等，侧重于药芯焊丝的拉拔过程。

CN200710078814.7是法国液体空气焊接公司在中国申报的关于使用激光焊接将有缝药芯焊丝合口后的缝隙焊合并且尽量减少对钢带外皮内的药粉的破坏方面的工艺类专利，可以获得与无缝药芯焊丝相当的密封效果，也并非对药芯焊丝成型机的重大改进。

CN201010003697.X是日本神户制钢所申报的药芯焊丝生产工艺类的专利，主要内容为将药芯焊丝专用钢带裁剪后形成的毛刺和飞边卷在焊丝的内表面，以保证焊丝表面光洁度。

CN200410057948.7是日本神户制钢所申报的药芯焊丝生产工艺类的专利，主要侧重于从焊丝的第一道拉拔到成品直径或接近于成品直径时，全程使用辊模拉丝，以及使用硫基的耐高压润滑剂。

除此以外，CN200410043645.X是哈尔滨工业大学所申报的药芯焊丝生产设备方面的专利，其摘要如下：

一种自动化陶瓷管状丝材制丝设备及制丝方法，它涉及一种制造喷涂用的药芯喷涂丝和焊接用的药芯焊丝的设备及药芯喷涂丝和药芯焊丝的生产工艺。本发明机体上端拔丝毂的右侧依次设置有拔丝成形机构、药芯粉料注入装置、药芯丝皮整形装置、药芯丝皮校平去污装置和导向轮。将搅拌均匀的药芯粉末材料装入药芯粉料注入装置内。拔丝速度为每分钟30～35转，它是指拔丝毂的转速。本发明的设备具有功能齐全，适用范围广，实用性强；自动化程度高，使用性能可靠，制丝质量好；制丝工序少，生产效率高，体积小，移动方便；制丝方法具有容易掌握，只需一个人就可以生产的优点。

其适用对象是科研院校或生产喷涂丝材的小型企业，主要是为了生产小批量的药芯焊丝，而且该专利中并没有提及药芯粉料注入装置是怎样驱动的，而目前送粉装置怎样驱动、对钢带U型槽怎样送粉，以保证一个稳定的填充率已经成为了药芯焊丝制造业所面临的一个重要课题，而这件专利却完全没有涉及。此外，该专利也没有提及如何将焊丝或喷涂线材进行收卷，只是提到了将线材用拔丝毂进行拉拔，至于拉拔之后如何处理，那就不得而知了，根据其已经公开的资料，只能说是工人手工将拔丝毂上的几公斤或几十公斤丝材卸下。但对于工业化大批量生产药芯焊丝的企业而言，将焊丝收卷不仅仅是一个非常必要的事情，怎样收卷以保证整机运行的速度稳定也是一个非常重要的课题。所以一定意义上，如果不考虑该专利所要面对的是研究、试制、开发小批量的药芯焊丝或喷涂丝材的话，未公开介绍如何收卷这一环节，导致该专利的技术方案并不完整，缺乏实用性。

至于CN200810068960.6是贵州航天南海机电公司申报的一种“被动式药芯焊丝成型机”，其摘要内容如下：

一种被动式药芯焊丝成型机，属于金属制品行业机电设备，它由7-8组垂直轧辊和5-6组水平轧辊、焊芯药粉加粉装置以及机架组成，在加粉装置前三组垂直轧辊的轧辊截面形状结构为U形，加粉装置前后各设一组水平轧辊，加粉装置的后边设有4-5组垂直轧辊它和水平轧辊相间设置，该成型机运行性能稳定，结构紧凑集中，噪音小维修方便，操作简单无需电机驱动是一种高效低耗节能环保的成型设备。

就其公开的摘要内容和其权利要求1来说，我们并未发现什么比业内普遍采用的药芯焊丝成型机更加先进或与众不同之处，但由于该发明的最终审查结果尚未公开，所以我们还不能就说其没有发明专利所应具备的突出的实质性特点和显著的进步，当然我们更不能现在就说该专利具有发明专利所应具备的突出的实质性特点和显著的进步。

在国内药芯焊丝生产企业中，除少量的采用盘圆法生产药芯焊丝和极少量的用钢管法生产无缝药芯焊丝的外，绝大部分企业都采用的是钢带法生产药芯焊丝，钢带法生产药芯焊丝的基本步骤包括：将宽度为10mm～20mm左右的钢带轧制成U型槽，向U型槽内填充药粉，将填充好药粉的U型钢带合口，对合口后的焊丝进行轧制和/或拉拔减径，生产出成品焊丝。

在这一基本思路指导下，根据药芯焊丝成型机的传动方式和机器构造，国内的药芯焊丝成型机主要分为以下四大流派：

1、日本福知山系：该设备主要是上世纪90年代日本福知山公司输入到中国的药芯焊丝生产设备，并且被部分国内企业消化吸收。据公开的资料表示，这种设备已经在国内投产了25条药芯焊丝生产线，这一数字还仅仅是国内直接向日本购买的设备，并没有计算到国内企业仿制的设备，如果考虑到国内仿制的设备数量，这一数字应达到三四十条以上。

这种设备的主要特点为：对于成型机来说，采用了成型平轧架间隔主动的方式，即相邻的每两台在成型机平轧架中有一台有动力，另一台没有动力，而在每一台有动力的成型平轧架中，上下两根穿装有轧辊的轧辊轴是同时被通过各自的万向联轴器传递而来的动力驱动，带动轧辊对焊丝的成型和初步减径进行轧制。而且该成型机的每台平轧架体积较大，在机架的顶部安装有上轧辊轴承座的调整轴，旋转该调整轴通过一组齿轮传动副或蜗轮蜗杆传动副将动力传递到上轧辊轴承座，实现上轧辊轴承座的调整并压紧钢带或焊丝。

但是这种成型机的每台平轧架的体积较大，不但导致平轧架本身零件的制造困难，制造精度不易保证，而且还导致占地面积大，设备成本上升。此外，对于有动力的成型机平轧架来说，上下两个轧辊同时主动，虽然可以保证足够的轧制力，对于机械加工而成的轧辊而言，也仅仅能保证上下两个轧辊的轧制工作面相对于轧辊中心的半径尽可能的一致，不可能保证二者的半径完全一致，这样对于以相同的转速驱动的上下轧辊而言，上下轧辊的轧制线速度不完全一致，会导致被轧制的焊丝或钢带实际速度处于上下轧辊的轧制线速度的一个闭区间内，上轧辊、钢带或焊丝、下轧辊三者的线速度不可能完全一致，这样其中的两个速度不一样的表面之间不可避免的就会产生打滑现象。这样就影响了焊丝的表面质量，增大了后来的拉拔工序的拉拔阻力，同时也增大了焊接时的焊丝在塑料管之中运动的摩擦阻力，影响了焊丝的送丝性能。

“钢带成型法生产药芯焊丝的成型工艺及设备”，杨林等，轧钢，第27卷第2期，公开日为2010年04月15日，就记载了这样的一种药芯焊丝成型机。在本申请的母案申请中，审查员和复审委引用了该对比文件作为对比文件1。

在本申请的母案申请的复审决定中认为，对比文件1第45页2.2.2倒数第2段中记载了“第16架轧机后边布置1台卷筒拉拔机，作为整个轧制阶段的最终索引动力，以保证焊丝在整个轧制段始终处于张力状态并平稳高速运行”以及第45页第2栏记载了“采用活套可以使工字轮转速与拉丝卷筒转速相匹配又可使缠绕到工字轮上的焊丝紧实度均匀”，该卷筒拉拔机和活套构成了位于成型机组出口处且能够起到稳速牵引作用的装置，因此对比文件1公开了成型机出口稳速牵引装置。

但是，复审委的这种说法是错的，因为D1中所说的在第16架轧机后边布置一台卷筒拉拔机，如果把这个卷筒拉拔机理解为这个拉丝机组的最靠近轧机的卷筒，那么活套距离这个卷筒中间相隔3个卷筒以及至少3个摆动式的位置传感器，活套的速度协调作用不会对这最靠近轧机的卷筒的运行起到什么稳定速度作用。如果把这个“一台卷筒拉拔机”理解为整个拉丝机组，那么在本申请的母案申请的背景技术最后一段，已经说明了这样的拉丝机组，其实速度并不是足够的稳定，所以不应该将“成型机出口稳速牵引装置”理解为对比文件1的拉丝机组+活套的组合。所以对比文件1并没有公开“成型机出口稳速牵引装置”。说白了，就是因为有这个活套的存在，所以使得D1中的多联拉丝机不能成为一种速度稳定的拉丝机，所以有活套参与拉丝机的对比文件，都没有公开“成型机出口稳速牵引装置”。

至于倒立式拉丝机的事情，现有的专利文献都没有揭示出倒立式拉丝机能够实现“无拉力收线”或用它作为牵引装置比用其它的牵引装置的牵引速度要更加稳定的技术效果，所以现有技术是对本申请没有技术启示的。如果审查员不认同这一点，希望审查员找出证据，并充分说理。

本领域技术人员在申请日之前，是不需要倒立式拉丝机的速度很定的，在技术上没有这个需求。所以即使他们面对倒立式拉丝机，在没有证据证明他们知道倒立式拉丝机的牵引速度比普通拉丝机牵引速度稳定的情况下，也不能认为他们知道倒立式拉丝机具有稳速牵引的功能。

如果审查员未能找到证据说明倒立式拉丝机为什么就比普通的拉丝机牵引线材更加稳定的原理，或者能找到证据说明本领域技术人员在申请日之前确实是明确的利用了倒立式拉丝机比普通的拉丝机牵引线材更加稳定的这个效果来实现其他的技术效果，那么是不能说本领域技术人员知道或容易想到倒立式拉丝机可以以更稳定的速度牵引线材。

2、天津大桥系：天津大桥焊丝公司上世纪90年代引进了美国hobart公司的药芯焊丝生产线，并进行了消化吸收，形成了自己的药芯焊丝主要生产设备，根据其自己装备和外销的数量，这种药芯焊丝成型机的数量也应达到三四十台。

这种设备的主要特点为：成型机的驱动方式为集中传动式，即采用一台功率较大的电机经减速装置减速并输出，驱动一根集中传动轴穿过药芯焊丝成型机中的所有平轧架和送粉器，每一台平轧架或送粉器再以不同的变速比将这一速度再次变换为自己所需的速度，但这种设计就对轧辊的轧制面半径和轧辊孔型的截面积有相当高的要求，一旦精度不能保证，就很容易造成机器彻底就转不起来或产品质量的大幅度下降。因为孔型一旦有明显的误差，那么焊丝或钢带所通过的轧制面的截面积就有变化，而钢带或焊丝的体积流量是稳定的，那么钢带或焊丝的在该轧辊出的速度就必然产生变化，各个轧辊之间的速度比也必然有变化，而轧辊轧制面的线速度是由轧辊的转速乘以轧辊轧制面的半径保证的，而轧辊的转速由集中传动轴经过每一台平轧架的变速装置转换来的，这种速度却是很难变化的。即使有变化，也只能通过改变每台平轧架内的减速比的方式，即改变传动齿轮的齿数来实现，但改变齿数也只能是提供数量非常有限的几种比较接近的传动比，不能完全适应轧辊孔型的截面积大小的随机变化。同理，轧辊半径误差的不良后果也是由这种原因造成的。

而要保证截面积的稳定，一方面是要工人在调整轧辊时，把轧辊调整到非常精确的位置以形成上下轧辊之间的确定的孔型，这就大幅度提高了工人的操作难度；另一方面则要保证轧辊加工的截面积的稳定性，而以目前国内的轧辊生产水平来说，对于最大直径为4mm或5mm，半径2mm～2.5mm的孔型而言，加工中出现几丝米的误差时间很正常的事情，所以截面积出现2％以上，乃至于5％的误差是在所难免了。如上所述，这种误差是很难用每台平轧架中的变速装置的减速比的变化来完全弥补的。而且在药芯焊丝成型机外销后，采购成型机的企业自己修磨已经磨损了的轧辊，由于其轧辊孔型的加工精度、加工经验、检验设备均难以达到与原生产厂的水平，这种孔型误差将会变得更大，严重的影响了设备的使用。

3、天津三英系：这种药芯焊丝成型机是我国在上世纪90年代初药芯焊丝行业开始起步时，由天津大学自主研制的药芯焊丝生产设备，经多年的实践摸索逐步改进发展而成。算上自己装备和外销以及国内部分企业仿制的数量，这种成型机的总数量已经达到六七十条以上，可以说占据了国内药芯焊丝成型机的半壁江山。

这种设备的主要特点在于：采用分体传动式驱动轧辊轧制焊丝，即成型机的每一台平轧架后都有电机经过减速机减速将动力传递给轧辊轴和轧辊，轧制钢带变形或焊丝减径，而且每台平轧架里只有下轧辊时主动的，上轧辊是通过被下轧辊带动的焊丝的运动而带动旋转的，这就不存在“福知山系”成型机中的上下轧辊速度不完全一致的问题。这一方式的优点在于电机的转速可以由变频器实现修改，无需调整中间传动装置即可调整轧辊转速。当轧辊精度不高时，即轧辊孔型的截面积不稳定或半径不稳定时(尤其是药芯焊丝企业轧辊磨损后，自己修磨不能保证其具备与原厂相同的加工精度时)，或重新更换轧辊后，工人的下压量不能保证绝对精确时，只需要重新输入电机控制的相关系数，即可达到新的合适的转速，保证了轧辊之间钢带或焊丝的体积流的稳定性。所以这种方法具备了对轧辊孔型的精度和轧辊半径的比较好的适应能力，降低了对轧辊制造水平的限制及工人操作难度的限制，使其具有比较广阔的市场。

但这种成型机也有自己的问题：由于采用了平轧架分别独立主动的驱动方式，所以整台成型机就需要大量的电机、减速机、联轴器等驱动或传动部件，给设备的运行保障带来了困难。而且由于平轧架的独立驱动，当主动的平轧架之间出现速度不协调时，会出现断丝或打滑的现象：当轧辊的压力比较大，对焊丝的摩擦力比较大时，整个系统就从最薄弱的地方——焊丝发生破坏，焊丝即被拉断；当轧辊的压力比较小时，即轧辊对焊丝的摩擦力较小时，整个系统就从最薄弱的地方——轧辊与焊丝的接触位置发生破坏，轧辊与焊丝之间发生打滑，一旦打滑，会导致焊丝表面光洁度降低，影响了焊丝质量。

4、南通晨曦系：这种设备可以说是对三英系药芯焊丝成型机的一种改进，在三英系的药芯焊丝成型机的平轧架中，上轧辊轴和下轧辊轴均是安装在上下轴承盒中，上下轴承盒与由钢板焊接而成的箱体之间为滑动配合，其滑动配合就至少有1～2丝米的间隙，这就增加了设备运行的振动。所以南通晨曦焊业将下轧辊轴承室与箱体变为一体，即下轧辊轴时直接插到箱体的水平通孔内的，上轴承室仍与箱体滑动配合，这样提高了箱体的刚度和对抗振动的能力，改善了焊丝的加工质量。此外，也提高了负责定位或合口用的立辊架的刚度，并将三英系成型机的平轧架安装用的螺钉由箱体两侧的翼板上移到了箱体下部，不用再为安装螺钉而增加平轧架的宽度，在相同轧架数量的条件下减少了成型机的长度。这些都属于对设备结构的小的优化，并没有在设备的设计思路上有什么质的飞跃。

随着药芯焊丝行业在我国的飞速发展(从上世纪90年代中期的年产几百吨到现在年产30～40万吨)，除了增加设备数量外，提高单台设备的产能就成为药芯焊丝生产企业的一个重要的扩产办法，制造药芯焊丝的钢带也从早期的截面为0.8mm*12mm＝9.6mm²变成了现在的截面为14～16mm²，这样在设备运转的线速度不变的情况下，即可将焊丝的产能扩大50％以上。但由于设备功率的限制和轧制方法本身的限制，就出现了实际上是用于收卷半成品焊丝的收线机为焊丝的轧制提供动力的问题。所述轧制方法本身的限制是指对于轧制较厚的钢带或由该钢带所制造的药芯焊丝而言，就需要较大的轧制力，而要提供较大的轧制力就需要轧辊对焊丝有较大的下压力，而获得较大的下压力是要通过提高轧辊的下压量来实现，但由于在减径阶段中的上轧辊下压量不能太大，下压量太大一方面可能导致上下轧辊相碰，会损坏轧辊，另一方面会破坏焊丝的圆度，即焊丝由正圆变成椭圆或上下两半皆为正圆、但中间会有少量的钢材被挤出成突起，这两种焊丝在后续的拉拔过程中会存在很大的难度，最后成品焊丝的圆度也难以保证。即焊丝是处于半轧半拉的状态，部分是被轧辊主动轧制，部分是被收线机拉着走。但采用这种方式为成型机提供动力会有以下问题：

1、收线机本身是收线用的，其核心功能是将线材收卷，而并非为整台机组提供很大的后张力。所以如果把收线机当成后张力的动力源使用，显然违背了设计的初衷，就必然会存在着某些结构强度上的问题，例如：拨叉拨动工字轮旋转时所需力量过大，违背了设计的初衷，拨叉的强度不能很好的满足要求；由于收线张力过大，工字轮所承担的力偏大，而且，在如此之大的收线张力下收紧的线，在经过热胀冷缩(主要是冷缩的问题)，会将工字轮箍的更紧，导致工字轮消耗严重；而且在巨大的收线张力作用下，丝杠式排线器的受力也必然随之增大，导致收线丝杠的磨损也较为严重。

2、而且，把收线机作为动力源，电机会存在着速度不稳定的问题：为了满足上述大张力的收线需要，收线机目前采用的是力矩电机，由于力矩电机的特点在于保持电机的输出力矩在一个稳定的范围内，而并非保证速度在稳定的范围内。所以为了稳定力矩，目前收线机的速度是不稳定的，相对于成型机组的电机总功率而言，大桥系为15kw电机带动集中传动轴，其余类型的药芯焊丝成型机总功率为20～25kw，收线机10kw以上的收线功率是非常巨大的扰动因素，会导致整机速度波动较大，进而影响填充率和表面粗糙度的稳定性。

3、此外，速度的输出方式也会导致速度不稳定的问题：由于成型机出口的焊丝较热，所以不可能采取精密层绕的方式收线(如果精密层绕于工字轮上，焊丝与焊丝之间没有间隙，那么一旦焊丝开始冷缩，工字轮受力极大)，即焊丝以乱绕的方式绕在工字轮上，所以除了最底下的一层焊丝外是以可以预见的位置绕在工字轮之外，其他的所有焊丝都是随机的(甚至是混沌的)绕在工字轮上的，每根焊丝焊丝将会绕在哪里，他之上的、之下的焊丝都是哪一根都是完全未知的，所以焊丝卷上因随机缠绕而形成的沟槽则更是随机的，那么由于焊丝在缠绕过程中，每一根焊丝在收卷时底下是不是沟槽，是波峰还是波谷，波谷有多深，波峰有多高，则是完全彻底的不可控的，而焊丝运行的速度v＝ω*r，ω为角速度，r为焊丝收卷的即时卷径，即时卷径会出现非常随机、突然、较大的波动，速度的稳定也就无从谈起。

4、目前的收线机的力矩控制是采用恒力矩控制的，即无论是空轮刚刚开始收线还是工字轮上的焊丝已经接近于收满，无论焊丝的收卷半径是多大，始终采用同样的收线力矩，那么在收线半径较小的时候，作用在焊丝上的收线力较大，而收线半径较大的时候，收线力则会出现降低，收线力的降低则会导致整机速度的不稳定，最终影响了产品的质量。即使借鉴了目前已有的收卷半径的计算方法来控制收线力矩的增长，虽然收线力矩是以一个符合某个数学模型的方式或者说是看似合理的方式增长了，但由于上一自然段中所论述的问题，实际的收卷半径不稳定，收线力也不可能稳定。

所以，有鉴于以上问题，现在有不少药芯焊丝企业都采用轧拔一体式药芯焊丝成型机来完成药芯焊丝半成品的制造，即用4～8联拉丝机代替成型机的一部分平轧架来实现焊丝的减径，并为焊丝提供一个比较稳定的整体运行速度，同时提高生产效率。但实际上由于在粗拉——即轧拔一体过程中的拉丝中，尤其是距离平轧架较近的拉丝阶段，焊丝较粗，无论是活套式拉丝机还是直线式拉丝机，焊丝上的张力较大，即各个拉丝毂之间通过焊丝传导的作用力也较大，各个拉丝毂之间的速度相互掣肘现象仍比较明显，第一个拉丝毂的速度仍不是非常稳定。所以轧拔一体的思路在稳定成型机的焊丝运行速度方面的作用也不是绝对理想。

此外，中冶焊接科技有限公司申请了《药芯焊丝自控加粉装置及自控方法》，申请号200910080064，公开日20100922，该专利是通过控制送粉皮带上的药粉重量，使药粉重量始终处于一个较低的水平，并保持比较稳定来实现，送粉皮带电机的负载较低且比较均匀，保证送粉皮带的运行速度的稳定性，从而保证填充率比较稳定。

武汉铁锚焊接材料申请了《药芯焊丝成型机的填充率在线测量控制方法及装置》，申请号200910061623.9，公开日20090923，是通过间隔式下粉，底层的药粉承担的重量较小，不会出现因为底层药粉承担的压力较大而导致的密度增大而最终导致药粉密度不均匀的问题，使得落到送粉皮带上的药粉密度比较均匀，从而在单位时间的送粉的体积有保证的情况下，提高了送粉的精度，从而提高填充率的精度。

日本神户制钢所申请了《焊剂的充填方法》，申请号201010111030.1，公开日20100901，该专利是通过将送粉皮带送出的粉打到一个导流板上，并由导流板将药粉送入药芯焊丝的C型槽内，破坏了药粉所粘结、凝结成的块，保证了药粉填充时的均匀性，避免了因C型钢带内的药粉出现结块的现象从而导致填充率不稳定的问题。

此外，本申请的申请人在20070205申请了《一种采用盘圆钢线材生产药芯焊丝的工艺》，申请号200710056707.4，公开日20080813，即审查员找到的D3，该专利中在说明书【0018】段提到“其厚度公差≤±0.02mm，典型值＝±0.005～0.01mm”在说明书【0030】段提到“与已申请的盘圆法相比，本发明采用高速精密冷连轧机组，解决了由盘圆钢线材直接轧制药芯焊丝其钢皮轧制精度不易控制的难题，由于药芯焊丝专用精密钢带尺寸精度高，使填充率精度大大提高。当填充率为15％时，填充率的绝对误差≤0.2％，比通常方法提高一倍以上”。而普通的制造药芯焊丝用的SPCC低碳钢钢带的公差一级品为≤0.06mm，这一点在申请日前出版的机械设计手册有关工程材料的钢铁部分可以查到。该专利主要是通过降低钢带的厚度公差的方法来提高焊丝的填充率稳定性。

以上列举出了国内外若干同行在解决药芯焊丝填充的问题上所采用的方法。如果还有，也无外乎就是以上几种思路或基于以上几种思路的衍生方法。

本领域的技术人员为了稳定填充率采用了以上方法，有破坏药粉结块的(日本神户制钢所)，有降低送粉皮带电机负载的(中冶焊接)，有减小并稳定底层药粉的压力的(武汉铁锚)，有通过减小钢带厚度、宽度方向上的公差的(三英焊业盘圆法)，但均没有通过提到稳定焊丝运行的整体速度，尤其是提高成型机出口速度的稳定性来提高填充率的稳定性的。就解决“提高填充率稳定性”的问题而言，所有本领域的现有技术对于本申请的技术方案没有启示。所以通过稳定出口速度来稳定药芯焊丝的填充率，这是现有技术中没有启示的，本领域技术人员是不知道可以通过这个稳定速度的方法来实现填充率的稳定的。如果审查员不这么认为，请审查员举出证据，并说明本领域技术人员是怎么知道要想解决填充率的稳定问题，是可以通过稳定出口速度来实现的。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种可提高填充率的稳定性，进而提高焊丝生产质量的药芯焊丝一体化成型机组，为此本发明还提供了一种采用该机组生产药芯焊丝的方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的第一技术方案是：一种药芯焊丝一体化成型机组，包括放带机、成型机和收线装置，其特征在于，所述成型机包括轧架，所述轧架为被动式轧架，所述收线装置的上游设有成型机出口稳速牵引装置，所述成型机出口稳速牵引装置和所述收线装置共用一个动力源，所述出口稳速牵引装置直接牵引焊丝以克服焊丝在轧辊、轧架各个环节中的阻力。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的第二技术方案是：一种采用上述成型机组生产焊丝的方法，包括以下步骤：1)将钢带从放带机放出，所述钢带的屈服强度大于300Mpa；2)成型机成型焊丝；3)成型机出口稳速牵引装置牵引焊丝，焊丝出口速度为成型机入口速度的1.6～1.8倍；4)成型机出口稳速牵引装置带动收线装置旋转，将焊丝收卷；5)最后用多联拉丝机对焊丝进行拉拔减径至焊丝成品直径。

本发明具有的优点和积极效果是：采用了无拉力收线装置，不但避免了工字轮收线时，由于焊丝乱绕排线所造成的焊丝收卷即时半径不稳定性对于焊丝收线速度的干扰，而且从根本上消除了稳速装置下级设备对稳速装置速度的不稳定影响因素。再加上采用成型机出口稳速牵引装置使得速度的输出方式由不确定变为长期确定的输出方式，使得成型机组运行速度的稳定性提高了一个数量级，从而保证了填充率的稳定，提高了产品质量。

采用送粉器与成型机出口稳速牵引装置联动，使得送粉速度始终与出口速度，即送粉流量与出口的焊丝流量保持了一个相对稳定的比例，从根本上提高了填充率的稳定性，填充率的标准差可以控制在0.1％以内，达到了国内药芯焊丝制造业的最高水平。

附图说明

图1是本发明实施例1的主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明实施例1的钢带烘干装置结构示意图；

图4是图3的左视图；

图5是本发明实施例1钢带测速装置结构示意图；

图6是图5的俯视图；

图7是本发明实施例1轧架的结构示意图；

图8是图7的主视图；

图9是图7的俯视图；

图10是图7的带有部分剖视的左视图；(图7-图12两图一张纸)

图11是本发明实施例1送粉器的结构示意图；

图12是图11的B-C-B剖视图；

图13是图11的A-C-D-A剖视图；

图14是本发明实施例1送粉器上药粉切割装置的结构示意图；

图15是本发明实施例2的主视图；

图16是图15的俯视图；

图17是本发明实施例2钢带烘干装置的结构示意图；

图18是图17的左视图；

图19是本发明实施例2钢带测速装置的结构示意图；

图20是本发明实施例2送粉器的结构示意图；

图21是图20的B-A-B剖视图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1～图2，一种药芯焊丝一体化成型机组组，包括依次设置的被动式放带机100、超声波清洗装置200、钢带烘干装置300、成型机、成型机出口稳速牵引装置801和收线装置802，收线装置802和成型机出口稳速牵引装置801的组合为倒立式拉丝机800，成型机出口稳速牵引装置801为倒立式拉丝机800的拉丝罐，收线装置802为倒立式拉丝机800中被拉丝罐带动旋转的焊丝缠绕座。成型机出口稳速牵引装置上设有动力源803，成型机出口稳速牵引装置801设有放下的拨叉804，拨叉804伸入收线装置802中，带动收线装置802旋转。

上述被动式放带机100为双头放带机，该放带机适于送出无心钢带，即并没有缠绕到工字轮上的钢带，由钢带本身所形成的钢带卷。

请参见图3～图4，上述钢带烘干装置300，包括机座301，在机座上的钢带入口端设有气刷302，气刷的出口方向设有导向轮总成303，在机座的中部通过驱动装置和导轨安装有红外辐射烘干装置，在机座的钢带出口处也设有气刷，在出口处的气刷和红外辐射烘干装置之间还设有导向轮总成，前后两个导向轮总成可保证钢带运行过程中域红外辐射器的辐射面之间的距离不变。

红外辐射烘干装置包括红外辐射器304，红外辐射器的辐射面朝下，红外辐射器通过吊架305与滑板306相连，滑板为一槽钢，槽钢的底面朝下，滑板上还安装有V字形或圆弧形或椭圆弧形的反射板，反射板307与滑板固连，反射板307的中心线和红外辐射器304的轴线平行，反射板307与滑板306之间设有保温棉。

驱动装置包括气缸308，气缸尾部安装在机座301上，气缸位于机座上表面以下，气缸活塞杆的头部通过I接头309与连接杆310相连，连接杆与滑板支架311相连；滑板的底部与滑板支架相连，滑板支架与直线轴承312相连，直线轴承穿装在两根互相平行且平行于机座上表面的、且平行于气缸、并通过光杠支架313安装在机座上表面底面的光杠314上。

上述钢带烘干装置300的工作原理：

当钢带需要运行时，气缸308通过传动装置将红外烘干辐射装置推到位，即红外辐射器304对中，气刷302先用气刷对钢带吹气，吹去附着在钢带上的大部分水分，然后由红外辐射器对钢带进行辐射，由于辐射器的辐射面宽度大于钢带的宽度，所以在滑板上还设有反射板307，反射板将其余的能量反射到钢带背面上，实现能量的充分利用。然后在本烘干装置的出口处安装了气刷，能够吹去辐射器落在钢带上表面(即钢带成型合口后的内表面)的灰尘。

上述钢带烘干装置300采用气刷加红外辐射的方式烘干钢带，使用气刷以在线的方式吹去钢带表面的大部分水分，剩余的不易用气吹去的水分用红外的方式进行烘干，并且在钢带的下面还设有反射板，充分利用了红外辐射的能量，相比于原来的采用烘干管的形式节省了大量的能源，同时也减少了车间里的一种重要的热源，改善了工人的工作环境。

上述成型机由入口到出口依次安装有钢带测速装置400、三个卧式安装的被动式轧架500、送粉器600及其供料系统900、两个立式安装的被动式轧架500和辊模减径装置700。

请参见图5～图6，上述钢带测速装置400，包括基座401，基座401上通过测速轮轴410安装有测速轮409，测速轮轴410上还装有转速测量传感器的码盘，测速轮轴410与测速轮409和转速测量传感器的码盘之间均为键连接，转速测量传感器411通过连接板412固装在基座401上。

在测速轮409之前还设有钢带夹紧轮总成，摆杆钢带夹紧轮总成包括夹紧轮408和过渡轮406，夹紧轮408压接在过渡轮406上，夹紧轮408通过夹紧轮轴414固装在夹紧摆杆407上，夹紧摆杆407的一端铰接在基座401上，夹紧摆杆的另一端与夹紧动力源相连，优选的，夹紧轮轴414位于基座401和夹紧动力源之间。过渡轮406安装在过渡轮轴405上，过渡轮轴405与过渡轮406之间为键连接，过渡轮轴405与阻尼装置相连。过渡轮轴405通过轴承支承在基座401上。

阻尼装置为碟刹制动器413，过渡轮轴405的端部位于碟刹制动器413的两制动平面之间。

摆杆基座401上还设有压紧轮402，压紧轮402通过压紧轮轴安装在压紧摆杆403上，压紧摆杆的一端铰接在基座401上，压紧摆杆403的另一端与压紧动力源相连。压紧轮402压接在测速轮409上。

优选的，压紧动力源和夹紧动力源为同一动力源，为气缸404，该气缸404的活塞杆和尾部分别与压紧摆杆403和夹紧摆杆407连接，气缸404收缩时，可同时带动夹紧摆杆407和压紧摆杆403。

摆杆过渡轮406的钢带出口处位于测速轮409的钢带入口处的正上方，可增大钢带在测速轮409上的包角，减小打滑的可能性。

优选的，夹紧摆杆407和压紧摆杆403、夹紧轮408和压紧轮402、压紧轮轴和夹紧轮轴414均采用同样的尺寸和形状，方便制作和维护保养。

上述钢带测速装置400的动作原理为：

当钢带从测速装置经过时，通过钢带夹紧轮总成夹紧钢带，钢带带动过渡轮旋转，由于过渡轮轴被后面的碟刹制动器夹紧尾部，形成一个阻尼，当钢带的惯性或后面的钢带的推力不足以克服这一阻力时，该钢带夹紧轮总成即可将放带时速度的波动隔离开，不对测速轮的测速造成影响。测速轮通过键与测速轮轴连接，测速轮轴通过键与转速测量传感器连接，带动码盘旋转测量钢带的线速度。

上述钢带测速装置400的优点：

不但增大钢带在测速轮上的包角以及用压紧轮将刚刚开始绕在过渡轮上的钢带的曲率半径较小的弯压平、压实，避免钢带的刚度过大所导致的打滑现象。还在测速轮之间设有钢带夹紧轮总成，通过过渡轮和夹紧轮夹紧通过的钢带，同时过渡轮轴还与阻尼装置相连，增大了钢带通过此处的阻力，如果过冲过程中冗出的钢带力量不是足够大，不足以克服该阻力，那么钢带就无法冲过钢带夹紧轮总成，钢带的速度波动也就被隔离在钢带夹紧轮总成之外，避免了速度波动对测速轮测速、进而对送粉速度的影响。

请参阅图7～图10，上述被动式轧架500为剖分式结构，包括第一轧架508和第二轧架501两部分，第一轧架508和第二轧架501通过连接轴522和连接板511连接在一起，其中第一轧架508与连接轴522通过螺钉紧固，连接轴522的端部嵌在连接板511的限位沉孔内，连接板511通过连接板紧固螺钉513紧固在第二轧架501的侧面。

连接板511上还设有用于轴向固定连接轴522的螺钉512及其锁紧螺母。

第一轧架508和第二轧架501分别加工有垂直于侧面的孔，孔内通过滚动轴承穿有轧辊轴516，轧辊轴516的两侧均穿有深沟球轴承524和滚针轴承525，深沟球轴承524位于滚针轴承525的外侧，深沟球轴承524通过滚针轴承525和轴承压盖510定位，轴承压盖510紧固在轧架上，两滚针轴承525通过外侧的深沟球轴承524和内侧的套筒526和轴上的台阶定位。该轧架选用滚针轴承和深沟球轴承，两个深沟球轴承外侧通过轴承压盖压紧，而现有的轧架选用圆锥滚子轴承，并且为背靠背安装，存在轧辊轴膨胀后无法定位的问题。由于滚针轴承的滚针和内圈之间可以出现一定的轴向位移，以及装配间隙的存在，可以抵消膨胀所导致的长度增加，最终保证轧辊轴的轴向定位可靠。

轧辊轴516的一端穿有内定位套523，内定位套523一侧与轧辊轴516的台阶邻接，内定位套523的另一侧与轧辊517邻接，轧辊517的另一侧与锁紧轴套514邻接，锁紧轴套514另一侧与螺纹连接在轧辊轴上的锁母515邻接，内定位套523、轧辊517、锁紧轴套514均与轧辊轴516键连接，锁紧轴套514的外表面的横截面为正六方形。当出现重新穿钢带的情况时，操作者可通过扳子旋转锁紧轴套，带动轧辊旋转，将钢带送出，避免了被动式成型机中因轧辊无动力难以穿钢带的问题。

轧架上还设有导向辊总成，导向辊总成包括导向辊调节装置和导向辊滑动装置，导向辊滑动装置的滑块502通过锁紧螺钉503与轧架相连，锁紧螺钉503穿过滑块的长孔与轧架螺纹连接。

滑块502上安装有导向辊轴518，导向辊轴518与滑块502螺纹连接，导向辊轴518和滑块502之间通过调节锁母521锁紧，导向辊轴518上通过轴承527安装有导向辊520，导向辊轴518的导向辊520外侧还设有第一锁紧母519和轴套528。

导向辊调节装置包括调节螺钉509，调节螺钉509与固定在轧架上的调节螺钉支架504螺纹连接，调节螺钉509在其螺钉头和调节螺钉支架504之间设有第二锁紧母505。

综上所述，在轧架的入口处安装导向辊总成，导向辊轴通过螺纹旋入到滑块中，一次调整到位后，通过锁母锁住，即可保证导向辊轴的轴向定位。每次更换导向辊和/或其内部的轴承时，只需将轴承及导向辊摘下，更换相应部件。除非导向辊无法保证其上的辊槽与轧辊对正，否则，无需通过旋转导向辊轴改变其轴向位置即可完成导向辊的更换保养。

第一轧架508靠近轧辊处设有下压螺钉507，下压螺钉507通过旋入第二轧架501中提供下压力，远离轧辊处设有用于抬起第一轧架508的起升螺钉506，起升螺钉506通过顶压第二轧架501提供上升力。

上述被动式轧架500的使用方法：

首先松开两个调整螺钉512，调节连接轴的轴向位置，调节到位后放下第一轧架508，并拧紧两个调整螺钉，完成第一轧架的轴向调整。拧紧下压螺钉507实现轧辊的压紧。当需要将第一轧架508抬起时，可通过旋转起升螺钉506实现。

当需要更换导向辊时，首先应松开调节螺钉509上的第二锁紧母505，接着旋转调节螺钉509使之对滑块502失去顶紧力，并松开锁紧螺钉503，采用如图7所示的卧式使用方式时，滑块502即可由于重力下降，两导向辊和焊丝之间即可松开。操作者通过松开第一锁紧母519，拆下轴套528，即可拆下导向辊和轴承，更换新的导向辊和/或轴承，安装导向辊的顺序与上述顺序相反。

当需要重新穿带时，由于本轧架为被动式，无法通过轧辊的主动旋转来输送钢带，所以锁紧轴套514外侧为六方，操作者可以通过扳子旋转锁紧轴套带动轧辊轴和轧辊，向后输送钢带。

上述被动式轧架500的优点在于：

1)一改以往轧架的上轴承座滑块平移的结构，采用剖分式结构，包括两部分，轧架的两部分通过连接轴和连接板的限位沉孔定位，保证两根轧辊轴相互平行，避免了现有结构因上轴承座头部上翘而导致的轧辊边缘相碰的问题，消除了由上文中所述原因造成轧辊损坏的可能性。

2)在轧架的入口处集成安装了导向辊总成，导向辊轴通过螺纹旋入到滑块中，一次调整到位后，通过锁母锁住，即可保证导向辊轴的轴向定位。每次更换导向辊和/或其内部的轴承时，只需将轴承及导向辊摘下，更换相应部件。除非导向辊无法保证其上的辊槽与轧辊对正，否则，无需通过旋转导向辊轴改变其轴向位置即可完成导向辊的更换保养。无需像原有的成型机组中采用独立的立辊架，更换定位辊过程需要重新安装立辊架后，为保证立辊架和平辊架的孔型对中而产生的大量的复杂的调整环节，将原有的多次调整环节改为一次调整到位后即定型。减少导向辊的调整次数，降低了生产过程对于工人的主观性操作的依赖，不但降低了工人的劳动强度和难度，提高了生产效率，还有利于提高产品质量。

请参阅图11～图13，上述送粉器600包括送粉皮带604、前轴601、后轴605，送粉皮带604张紧在前轴601和后轴605上，前轴601安装在前轴支架606上，送粉皮带6044绕过前轴6011，并与之摩擦连接，在前轴601之后还设有一根与其平行的支承轴602，支承轴602与前轴601摩擦连接，支承轴602安装在前轴支架606上。采用上述结构，前轴601的直径可减小到10mm，甚至减小到6mm，都不会影响送粉皮带4的张紧。

前轴601两端分别设有第一轴承607，前轴1两端的第一轴承607分别嵌在前轴支架606上设置的相互平行的滑槽内，以方便前轴的拆装。

支承轴602两端不装轴承，直接由其端部两侧的第四轴承612支承，支承轴602与第四轴承612摩擦连接，第四轴承612安装在与前轴支架606固接的第二螺钉613上。采用上述结构，前轴601的直径可减小到4mm，甚至小于4mm，都不会影响送粉皮带604的张紧。

前轴支架606上还设有导向轴总成603，导向轴总成603的高度低于前轴601的高度，与支承轴602相对于皮带604同侧设置，且位于支承轴602之后。导向轴总成603包括导向中轴615，导向中轴615安装在前轴支架606上，导向中轴615上通过第五轴承614支承有导向辊筒616，导向辊筒616上最好设导向凹槽，如图13所示。

上述送粉器600的工作原理为：

前轴601被支承轴602支承，前轴601所承受的送粉皮带604所需的张紧力就传递到支承轴602上，只需支承轴602有较大的刚度即可，前轴601只是起一个过渡作用，无需较大的直径以满足刚度需要，可以实现前轴直径的减小，从而降低送粉皮带604上表面与U型钢带609之间的距离；以及提高前轴601处的向心力，以减少药粉粘在送粉皮带上；从而减少粉尘污染，提高填充率的控制精度。

前轴601与支承轴602贴紧，所以前轴601的轨迹应该为以支承轴601的中心为圆心，以前轴半径与支承轴半径之和为半径的圆形轨迹，再加上前轴支架606上的导槽对第一轴承607的支承作用形成的直线轨迹，两条轨迹的交点即为前轴的位置。在皮带604的张紧力的作用下，即可将前轴601的位置固定。

皮带式送粉器的皮带604绕过前轴601后，向后折回时将作用力作用在前轴601上，前轴601通过第一轴承607将被滑槽的两侧限位，前轴601将主要作用力传递到支承轴上，将少量的作用力传递到对第一轴承限位的滑槽上，所以第一轴承可以选用较小的轴承，才可以将“前轴加支承轴”的配置变为现实。

此外，由于支承轴602和前轴601的旋转方向相反，即支承轴602表面的运动方向与皮带604的运动方向相反，所以皮带604不能与支承轴602接触，二者之间应留有缝隙，以避免二者接触，对皮带产生不必要的磨损。而要使皮带604与支承轴602之间留有一定的间隙，就要求皮带从前轴处将要张开一定的角度。但如果皮带直接从前轴返回到后轴处时，将无法满足这一角度要求，所以需要在支承轴602之后，前轴高度以下设置一导向轴总成603，以张开皮带来满足上述要求。

上述送粉器600的工作过程如下：

后轴605为主动轴，后轴605的转动拖曳皮带604运动，皮带604从送粉器的末级供料装置(图中未视出)处运输一定厚度和宽度的药粉，皮带604运动到前轴601时将药粉送下，然后皮带604经过导向轴总成导向返回后轴605处，从而避开支承轴602，后轴605拖曳皮带604运动。由于前轴601半径的减小，所以附着在皮带上的药粉的向心力要求就提高了，可减少药粉在皮带上的附着。

上述送粉器600的优点在于：

通过采用在前轴后增加支承轴的结构，减小前轴直径，大幅度增加向心力，提高向心力的门限，药粉与皮带之间的附着力更不容易达到可以保证药粉不离开皮带的水平，降低了药粉附着在皮带上的可能性；同时，利用支承轴而非前轴来承担载荷，仍可满足国内使用较厚皮带所需的较大张紧力；同时下粉高度还可以比原来降低一半以上，减少了药粉掉落到钢带U型槽中的动能，减少了粉尘的飞溅。不但降低了生产成本，还减少了导致下粉过程中的自发、随机、不可控的环节对填充率稳定性的影响，提高了产品质量，改善了工作环境，保障了工人的身体健康。

请参见图14，上述送粉器600上设有药粉切割装置，包括支架617，支架617安装在送粉器的前轴支架606上，拉开的拉簧619安装在支架617上，拉簧619位于送粉皮带604的上方，拉簧619与送粉皮带604之间的间距小于送粉器送粉皮带604上输送的药粉厚度。拉簧619的端部固定在支架617的侧壁上，拉簧619的每一圈的最下部与焊丝运行方向相垂直，即与送粉皮带604的运行方向平行。支架617与前轴支架606之间还设有用于调节拉簧619高度的垫片623。支架617包括两个L形支撑件，每个L形支撑件固接在送粉器前轴支架606的一侧。上述拉簧619可由下表面带有锯齿的刮板替代。

上述药粉切割装置的工作原理为：

药粉通过皮带式送粉器600从末级供料装置621中抽出后，输送至前轴处时，拉开的拉簧619或下部带有锯齿形的刮板将药粉的表层切开，即破坏了药粉在之前工序中所形成的药粉块。而且工人根据药粉层的厚度，可通过调节垫片的厚度使药粉切割装置处于合适的高度，以保证拉簧的每一圈的最下部或刮板的锯齿形部分能够将表层药粉切开，并且不要将大部分药粉阻拦在送粉皮带上。

上述药粉切割装置的优点在于：利用拉开的拉簧的每一环或下表面带有锯齿的刮板在焊丝U型钢带运行方向，即送粉皮带的前轴旋转方向上将上层药粉切开，即可把药粉所结成的块破碎，药粉利用自身重力进行即可分层，保证了送粉器在低速时下粉均匀，提高了在药芯焊丝成型机低速运行时药芯焊丝填充率稳定性，减少了起车和停车时工艺接头的负面效应。

上述送粉器的供料系统900包括大料仓和末级供料装置621，大料仓位于末级供料装置621上方，大料仓和末级供料装置621之间还设有至少1个过渡料斗，过渡料斗与大料仓都安装在料仓架上，过渡料斗为玻璃漏斗，在本实施例中，过渡料斗的数量为1。

上述供料系统900的动作原理为：

当皮带式送粉器600进行送粉时，药粉末级供料装置621中的药粉首先被输送走，由于末级供料装置621中的药粉减少，过渡料斗中的药粉会逐渐补充到末级供料装置621中，同理药粉也会从大料仓中补充到过渡料斗中。当大料仓中的药粉用完时，工人将空的大料仓吊走，此时过渡料斗中仍然充满药粉，对末级供料装置621底部的药粉保持着压力。很快，新的大料仓被放到料仓架上。从始至终，药粉高度的变化仅仅局限在大料仓的顶部和底部的范围内，末级供料装置621底部的粉压变化较原有的供料系统变化小，同时还避免了间隔送粉时的分层和飞溅问题。

上述辊模减径装置700从本质上讲，辊模与被动式成型机中的减径轧辊的作用原理是相同的，而且辊模的直径比减径轧辊的直径要小得多，所以轧制力也小得多，比使用没有辊模减径装置的被动式成型机进行减径要减小不少能量消耗。所以在立式安装的轧架之后采用辊模对焊丝进行减径，减少能量消耗，降低设备总功率。由于上述成型机组为被动式成型机组，轧辊、轧架、清洗烘干、放带等各个环节中的阻力均要由焊丝在倒立式拉丝机的拉丝鼓处的拉力来承担，考虑到生产焊丝的钢带性能限制，不能无限制的对焊丝进行减径，相当一部分的减径作业仍要由拉丝机来完成。所以本实施例中优选用三组辊模进行减径，减径到焊丝直径可以保证填充到钢带空腔中的药粉不会因未填满该空腔而窜动即可，剩余的减径作业由拉丝机来完成。

上述收线装置的动作原理：上述收线装置是指焊丝的收卷不是通过已经收卷的焊丝或者说紧绷在焊丝容器上焊丝对没收卷的焊丝施加拉力，或者说是即将收卷的焊丝是由已经收卷的焊丝对其施加拉力才收卷的，是通过重力的方式收卷。这样才能消除后续设备对稳速装置的干扰。因为无论是多联拉丝机还是稳速装置后加工字轮收线机的方式，都是对焊丝有拉力的，而且由于将较粗的焊丝张紧需要较大的拉力，而该拉力最终会转移到稳速装置上或者是多联拉丝机的第一个拉丝罐上，由于该拉力相对于拉丝机所输出的拉力都是一个不可忽略的拉力，所以一旦工字轮收线机(或多联拉丝机的第二个拉丝罐)与稳速装置(多联拉丝机的第一个拉丝罐)出现速度不协调，都会存在对稳速装置的干扰，而该干扰将直接导致填充率不稳定，即使加上活套缓冲速度突变，也会存在后张力不稳定对稳速装置速度的影响，同时考虑到成型机需要提高单卷的焊丝重量，所以选用倒立式拉丝机作为成型机组的稳速装置和收线装置。

上述收线装置的优点在于，在采用上述收线装置进行收线的过程中，由于焊丝的收卷不是通过已经收卷好的焊丝对尚未收卷好的焊丝的拉紧、拉直来实现收线的，而是通过重力使焊丝下落到线材缠绕座上。

本实施例采用倒立式拉丝机的线材缠绕座作为收线装置，由于收线装置是通过下置的拨叉带动线材缠绕座来实现其旋转的，由于线材缠绕座的重量是逐渐增加的，即时线材缠绕座的重量有变化，带来电机载荷的变化，这种变化的时间也是以小时计的，也是渐变的，也是可以预见的，相对于原有的工字轮收线方式的各种不确定的不稳定因素而言，其稳定性大幅度提高。

还有，采用线材缠绕座收线，也避免了工字轮收线中的工字轮损耗、拨叉拨盘损耗等问题。同时由于线材缠绕座底下的结构也比收线机简单的多，其可以损坏的部件也比工字轮收线机少许多，避免了因收线工字轮过热传导到收线机的部件上，导致收线机运行过热，其内部零件的损坏问题。

综上所述，本实施例具有以下优点：

1)采用气刷+红外辐射+气刷组合对钢带进行烘干，开关动作与主机是否运行联动，较以往采用热传导和对流的烘干管方式相比，可以实现即时的开/关，减少了停机时能量的浪费，同时减少了车间里的一个重要热源，并有效的减少了整台机组的长度。

2)在原有的测速装置上增加了过渡轮和测速轮的夹紧装置，将放带环节中的钢带速度波动隔离开，再加上减小包角等措施，可有效的避免打滑，使得测速装置可提供给控制系统一个有效的速度值。

3)采用剖分式轧架，可有效的避免上轴承座的头部上扬的问题，有效的保护轧辊、提高轧制精度，同时改变了轴系结构，可以保证在换辊时不用调整即可满足轧辊之间的对中要求，降低了工人的劳动负荷同时提高了机器的生产精度。

4)改进了送粉器的前轴结构，采用了“支承轴+前轴”的方式，可减小前轴的曲率半径，降低药粉在皮带表面的吸附量，并降低送粉高度，有利于降低飞溅量，改善工人的工作环境和机器运行环境并且有利于提高送粉精度。

5)采用辊模进行减径，避免了原有多台轧架的连轧方式速度不易协调的问题，同时有利于降低表面粗糙度。

6)采用倒立式拉丝机作为动力源，并兼具收线功能，保证整机运行时只有一台电机对焊丝的速度起作用，避免了速度不易协调的问题，同时采用线材缠绕座收线，可减少工字轮收线的拨叉拨盘损耗、工字轮损耗、飞轮等诸多原来所难以克服的问题。

实施例2：

请参见图15～16，一种药芯焊丝一体化成型机组组，包括依次设置的放带机100、超声波清洗装置200、钢带烘干装置300、成型机、成型机出口稳速牵引装置801和收线装置802。

上述成型机由入口到出口依次安装有钢带测速装置400、三个卧式安装的被动式轧架500、送粉器600及其供料系统900、三个卧式安装的被动式轧架500和辊模减径装置700。

本实施例与实施例1的不同之处在于：1)放带机100；2)钢带烘干装置300；3)钢带测速装置400；4)被动式轧架500；5)送粉器600；6)成型机出口稳速牵引装置801和收线装置802。本实施例的其余部分与实施例1相同。

1)上述放带机100采用主动放带设备，该放带设备已经在专利CN101850485A中公开。

2)钢带烘干装置300，请参见图17～18，包括机座301，在机座上的钢带入口端设有气刷302，气刷的出口方向设有导向轮总成303，在机座的中部通过驱动装置和导轨安装有红外辐射器，在机座的钢带出口处也设有气刷，在出口处的气刷和红外辐射烘干装置之间还设有导向轮总成，前后两个导向轮总成可保证钢带运行过程中域红外辐射器的辐射面之间的距离不变。

红外辐射器304的辐射面朝下，红外辐射器通过吊架305与滑板306相连，滑板为一槽钢，槽钢的底面朝下，滑板上还安装有V字形或圆弧形或椭圆弧形的反射板，反射板307与滑板固连，反射板的中心线和红外辐射器的轴线平行，反射板与滑板之间设有保温棉。

驱动装置包括气缸308，气缸尾部安装在机座上，气缸位于机座上表面以下，气缸活塞杆的头部通过I接头309和销子310与摆杆连接，摆杆311的中部铰接在机座上；滑板的底面中部通过双耳312和销子与摆杆相连，滑板的底部平行安装有两个或四个直线轴承313，直线轴承穿装在两根互相平行且平行于机座上表面的、且平行于气缸、并通过光杠支架314安装在机座上的光杠315上。

上述钢带烘干装置300与实施例1中的钢带烘干装置的动作原理及优点相同。

3)钢带测速装置400，请参见图19，包括钢带夹紧轮总成，摆杆钢带夹紧轮总成包括夹紧轮408和过渡轮406，夹紧轮408通过夹紧轮轴安装在滑块417上，滑块417与定位导轨418适配，定位导轨418与基座401固连，夹紧动力源为螺旋传动装置，螺旋传动装置包括调节螺杆416，调节螺杆416穿装在调节螺杆支架415的孔内并与调节螺杆支架415螺纹连接，调节螺杆416端部与滑块417螺纹连接。通过旋转调节螺杆416，可使滑块417在导轨418内滑动，使夹紧轮408与过渡轮406夹紧钢带。该钢带测速装置的其它部分的结构与实施例1中的钢带测速装置的结构相同。

上述钢带测速装置400与实施例1中的钢带测速装置的动作原理及优点相同。

4)被动式轧架500采用现有技术中的成型机轧架。

5)送粉器600，请参见图20～21，与实施例1中送粉器的区别在于：支承轴2两端分别设有第三轴承11，安装在支承轴2两端的第三轴承11由固接在前轴支架6上的第一螺钉10支承。其余结构与实施例1中送粉器的结构相同，在此不在赘述。

6)成型机出口稳速牵引装置801和收线装置802，请参见图15～16，收线装置802为焊丝绕线座，成型机出口稳速牵引装置801为吐丝机，成型机出口稳速牵引装置801由电机803驱动，并通过传动轴804带动收线装置802旋转。成型机出口稳速牵引装置801吐出的焊丝经吐丝管805输送到收线装置802，收线装置802在成型机出口稳速牵引装置801的带动下进行无拉力绕线，吐丝管805设置在成型机出口稳速牵引装置801和收线装置802之间。

采用上述收线装置进行收线，由于焊丝的收卷不是通过已经收卷好的焊丝对尚未收卷好的焊丝的拉紧、拉直来实现收线的，而是通过推力使焊丝下落到焊丝缠绕座上，其优点与实施例1中收线装置的动作原理和优点相同。

实施例3：

一种采用上述实施例1或实施例2中所述的成型机组生产药芯焊丝的方法，选用屈服强度大于300Mpa的钢带，将钢带从放带机放出后，经过清洗装置的清洗，然后经过清水对清洗过后的运行中的钢带喷淋，冲去钢带表面清洗液，再经过超声波清洗槽尾部的气刷，吹去钢带表面的大部分水分。然后经过钢带干燥装置的前端的气刷的再次使用气体冲刷，去除剩余水分，接着红外辐射器对钢带表面进行照射，将热能以辐射的方式传递到钢带表面，烘烤掉钢带表面剩余的难以用吹气的方式去掉的水分。

利用钢带测速装置测量出钢带的即时运行速度，钢带测速装置将测量的钢带速度输送到控制系统，控制系统控制送粉器的动力源—伺服电机，伺服电机带动皮带式送粉器进行送粉，送出的药粉落入被成型轧辊轧制成U形的钢带中，然后经过合口和初步减径，由辊模进行大幅度减径后，生产出的药芯焊丝经倒立式收线机的拉拔后，由倒立式拉丝机卸下，卸到收线架上，最后转移到多联拉丝机对焊丝进行拉拔减径至焊丝成品直径，得到成品焊丝。

在上述药芯焊丝生产过程中，优选钢带的入口速度为70～100米/分，受钢带的强度限制，减径率不能过大，药芯焊丝的输出速度为入口速度的1.6～1.8倍。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种药芯焊丝一体化成型机组，包括放带机、成型机和收线装置，其特征在于，所述成型机包括轧架，所述轧架为被动式轧架，所述收线装置的上游设有成型机出口稳速牵引装置，所述成型机出口稳速牵引装置和所述收线装置共用一个动力源，所述出口稳速牵引装置直接牵引焊丝以克服焊丝在轧辊、轧架各个环节中的阻力。

2.根据权利要求1所述的药芯焊丝一体化成型机组，其特征在于，所述收线装置和所述成型机出口稳速牵引装置的组合为倒立式拉丝机，所述成型机出口稳速牵引装置为所述倒立式拉丝机的拉丝罐，所述收线装置为所述倒立式拉丝机中被所述拉丝罐带动旋转的焊丝缠绕座。

3.根据权利要求1所述的药芯焊丝一体化成型机组，其特征在于，所述收线装置为焊丝缠绕座，所述成型机出口稳速牵引装置为吐丝机，所述成型机出口稳速牵引装置通过传动轴带动所述焊丝缠绕座旋转。

4.根据权利要求1或2或3所述的药芯焊丝一体化成型机组，其特征在于，所述成型机由入口到出口依次安装有钢带测速装置、所述被动式轧架、送粉器及其供料系统，所述送粉器包括送粉皮带、前轴和后轴，所述送粉皮带张紧在所述前轴和所述后轴上，所述前轴安装在前轴支架上，所述前轴之后支承有与其平行的支承轴，所述支承轴与所述前轴摩擦连接，所述支承轴安装在所述前轴支架上，所述前轴两端分别安装有第一轴承，所述前轴两端的第一轴承分别嵌在所述前轴支架上设置的互相平行的滑槽内。

5.根据权利要求4所述的药芯焊丝一体化成型机组，其特征在于，所述被动式轧架包括相互平行的两根轧辊轴，所述两根轧辊轴上分别安装有轧辊，所述两根轧辊轴分别安装在第一轧架和第二轧架内，所述第一轧架和所述第二轧架通过连接轴和连接板固接在一起，所述连接板上设有限位沉孔，所述连接轴的端部装在所述连接板的限位沉孔内，所述连接板通过螺钉紧固在所述第二轧架的侧面，所述连接轴与所述轧辊轴平行，从钢带的入口至出口，所述轧辊依次为成型轧辊、合口轧辊、减径轧辊。

6.根据权利要求4所述的药芯焊丝一体化成型机组，其特征在于，所述钢带测速装置包括基座，所述基座上通过轴承支承有测速轮轴，所述测速轮轴上固装有测速轮，所述测速轮的上游设有钢带夹紧轮总成，所述钢带夹紧轮总成包括通过轴承支承在所述基座上的过渡轮轴、固装在所述过渡轮轴上的过渡轮和压接在所述过渡轮上的夹紧轮，所述夹紧轮通过轴承支承在夹紧轮轴上，所述夹紧轮轴固接在夹紧轮位置调节机构上，所述夹紧轮位置调节机构连接在所述基座上，所述过渡轮轴上连接有阻尼装置。

7.根据权利要求1所述的药芯焊丝一体化成型机组，其特征在于，该成型机组还包括依次设置的清洗装置和钢带烘干装置，所述清洗装置位于所述放带机的下游，所述钢带烘干装置在机座上的钢带入口端设有气刷，在机座的钢带入口端和出口端分别装有导向轮总成；在两个导向轮总成之间设置有滑板，红外辐射烘干装置安装在滑板上，滑板与驱动装置连接。

8.根据权利要求4所述的药芯焊丝一体化成型机组，其特征在于，所述送粉器上设有药粉切割装置，所述药粉切割装置包括固装在送粉器前轴支架上的支架和安装在所述支架上的药粉切割体，所述药粉切割体位于送粉器送粉皮带的上方，所述药粉切割体与所述送粉器送粉皮带之间的间距小于所述送粉器送粉皮带上输送的药粉厚度。

9.一种采用如权利要求1～8任意一项所述的成型机组生产焊丝的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将钢带从放带机放出，所述钢带的屈服强度大于300Mpa；

2)成型机成型焊丝；

3)成型机出口稳速牵引装置牵引焊丝，焊丝出口速度为成型机入口速度的1.6～1.8倍；

4)成型机出口稳速牵引装置带动收线装置旋转，将焊丝收卷；

5)最后用多联拉丝机对焊丝进行拉拔减径至焊丝成品直径。