CN106041351A - 一种绞合焊丝结构及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种绞合焊丝结构及其制造方法，属于金属焊接技术领域。它包括中心丝（1），所述中心丝（1）外围螺旋绞合有多股外围丝（2），所述中心丝（1）与外围丝（2）的直径不相等，所述外围丝（2）与中心丝（1）的直径比为0.40~0.77。本发明一种绞合焊丝结构及其制造方法，它能够解决传统焊丝直径不够大，直径增大时不易盘绕、刚直性差、能耗高、熔敷率低、焊接品质不均匀等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种绞合焊丝结构及其制造方法，属于金属焊接技术领域。
背景技术
基于钢材的熔化极电弧焊接是制造业的传统基础技术。焊接作为一种通用的共性技术，在制造业中被相当数量的企业用作关键的加工工艺。
根据我国产业类别的划分方法，这部分企业广泛分布在锅炉、压力容器、发电设备、核设施、石油化工、管道、冶金、矿山、铁路、汽车、造船、港口设施、航空航天、建筑、农业机械、水利设施、工程机械、机器制造、医疗器械、精密仪器和电子等行业中。这些企业在我国工业经济建设中影响深、涉及面广、具有举足轻重的影响和作用。据不完全统计，这些以焊接为主要加工技术（或焊接对其产品质量具有关键影响的）的企业数量达7000多家。
在工业发达国家，焊接用钢量基本达到其钢材总量的60%-70%。根据我国2020年国民经济发展的总体目标要求以及我国焊接行业的发展趋势预测，我国在“十三五”末将达到60%的水平。这就形成了对焊接生产效率和劳动力的可观需求。
据有关统计我国焊接材料总产量从2006年的320万吨增长至2014年的568万吨，当中焊条产量占比为44.2%；实心焊丝产量占比为35.3%；药芯焊丝产量占比为10.0%；埋弧焊材产量占比为10.5%。我国的焊材产量与美、日、欧的总和相当。我国作为世界第一焊接大国的地位可见一斑。但现在我国的焊接材料生产市场，已经被国际著名的焊接材料生产企业,利用独资,合资的形式所绝对占有。我国企业习惯的一种是以自然资源和低廉的劳动力成本等静态条件获取临时优势的方法，已经完全失效。我国的焊接材料，必须以技术创新为主导通过建立和加强自主能力，获取长期竞争优势。
焊接材料主要包括焊条、焊丝、焊带、焊剂、焊料等，随着我国焊接自动化水平不断提高，能适应自动化焊接的焊丝用量快速增长。提高金属电弧焊的焊接生产率是推动焊接技术发展的重要方面，而提高焊接熔敷率是提高焊接生产力的重要措施。焊丝直径的大小是焊接熔敷率的重要因素。作为焊丝要求具有一定的柔性和刚度，以便缠绕成盘，在使用过程中将缠绕于焊丝盘上的具有一定弯曲弧度的焊丝调直，具有一定的刚度，以便准确的送往熔池。传统的焊丝直径较小，不便于大型金属构件的焊接，然而过大的焊丝直径严重影响焊丝的柔性，特别是药芯焊丝，将无法成盘，即使成盘，在使用中很难调直，且使用过程中能耗过大，此不利于生产加工。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种绞合焊丝结构及其制造方法，它能够解决传统焊丝直径不够大，直径增大时不易盘绕、刚直性差、能耗高、熔敷率低、焊接品质不均匀等问题。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种绞合焊丝结构，它包括中心丝，所述中心丝外围螺旋绞合有多股外围丝，所述中心丝与外围丝的直径不相等，所述外围丝与中心丝的直径比为0.40~0.77。
所述中心丝的直径为1.0mm，所述外围丝的直径为0.4mm。
所述中心丝的直径为3.2mm，所述外围丝的直径为1.4mm。
所述中心丝采用实芯焊丝或药芯焊丝。
所述外围丝采用实芯焊丝或药芯焊丝。
一种绞合焊丝结构的制造方法，所述方法包括如下步骤：
步骤一、将单根焊丝卷绕至工字轮组件上；
步骤二、将多个绕有单根焊丝的工字轮组件安装于焊丝绞合设备上，其中第一个工字轮组件上的单丝作为中心丝，其余工字轮组件上的单丝作为外围丝，通过焊丝绞合设备将多股外围丝均匀绞合于单根中心丝上；
步骤三、绞合后的焊丝在牵引装置的作用下依次经过压线装置、矫直装置，最终进入收线装置进行收卷。
所述焊丝绞合设备包括自后至前依次布置的外放线架、多个轴承座装置、压线装置、矫直装置、牵引装置和收线装置，所述多个轴承座装置上均设置有空心轴，相邻两个空心轴之间设置有弓绞机船，所述弓绞机船上设置有工字轮组件，所述多个轴承座装置下方设置有联接传动轴，所述联接传动轴外侧设置有电机，所述电机与联接传动轴之间通过第一传动机构相连接，所述联接传动轴与多个轴承座装置上的空心轴之间通过第二传动机构相连接。
所述弓绞机船包括左右两个空心船轴，所述空心船轴上下两侧均设置有飞翼，所述左右两个空心船轴的飞翼之间设置有弓带，所述弓带外侧设置有放线嘴，所述空心船轴内端设置有轴承屋，所述左右两个空心船轴内端的轴承屋之间设置有船体，所述工字轮组件设置于船体上。
所述船体上的工字轮组件一侧设置有链条阻尼器和机械式张力调节装置。
所述最后一个空心轴后端设置有集线头。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明能够解决传统焊丝直径不够大，直径增大时不易盘绕、刚直性差、能耗高、熔敷率低、焊接品质不均匀等问题；
2、本发明不改变原有焊接材料的成份结构，生产过程为绞合制造的机械加工，对环境不造成任何的污染；
3、本发明焊接电弧属于连续旋转弧，熔池实现实时搅拌，熔池均匀、熔滴细颗粒多电弧过度，焊缝性能品质大幅度提高，各根焊丝熔化瞬间飞溅被旋转电弧带入熔池中形成几乎无飞溅的焊接过程，大量减少后道打磨工序的工作量，焊接过程烟雾大幅度减少；
4、本发明与传统焊丝比同等能耗条件下根据不同工艺的要求改变各单丝的结构、数量和直径搭配，极易实现具有熔敷效率高、线能量较低、焊接熔深大、低稀释率、操作更为简易，尤其适合大规范、高填充、高速度熔敷的焊接，从根本上颠覆了传统的焊接工艺；
5、本发明材料成分容易调控，绞合过程多丝中根据需要改变其中的某一根单丝成分或通过绞合进去任何一根药芯焊丝，通过药芯焊丝的药粉配方来满足工艺所需要的成分即可轻易达成工艺要求，较于单丝如需要改变成分需通过熔炼来完成，简化了操作过程和大额的成本节约，尤其为解决特殊工艺要求提供了便于操作的颠覆性措施。
附图说明
图1为本发明一种绞股焊丝结构示意图。
图2为本发明一种绞股焊丝结构的生产设备的结构示意图。
图3为图2的俯视图。
图4为图2中弓带绞合装置的结构示意图。
图5为图4的俯视图。
其中：
中心丝1
外围丝2
外放线架3
轴承座装置4
空心轴5
弓绞机船6
空心船轴6.1
飞翼6.2
弓带6.3
放线嘴6.4
轴承屋6.5
船体6.6
链条阻尼器6.7
机械式张力调节装置6.8
工字轮组件7
集线头8
压线装置9
矫直装置10
牵引装置11
收线装置12
电机13
第一传动机构14
联接传动轴15
第二传动机构16。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
参见图1，本发明一种绞合焊丝结构，它包括中心丝1，所述中心丝1外围螺旋绞合有多股外围丝2，所述中心丝1与外围丝2的直径不相等，所述外围丝2与中心丝1的直径比为0.40~0.77；
所述外围丝2与中心丝1的直径比优选为0.58~0.65，以0.618为最优选择；
所述中心丝1采用实芯焊丝或药芯焊丝；
所述多股外围丝2可以都采用实芯焊丝，也可以都采用药芯焊丝，也可以部分采用实芯焊丝部分采用药芯焊丝；
实施例1：1+10不等径单丝绞合二氧化碳气体保护绞股焊丝
本实施例的中心丝1采用φ1.0mm的药芯焊丝，外围丝2采用φ0.4mm的实芯焊丝，绞合焊丝直径为φ1.8mm。可以比现有Φ1.2mm和Φ1.8mmφ2.3mm二氧化碳气体保护实心焊丝焊接熔敷速度快，具有高效昂低耗的特点。
所述外围丝2的缠绕角为25°，螺旋线节距为9.43mm；
这种绞合焊丝是围绕中心丝的多丝缠绕的索状焊丝。在二氧化碳气体保护下，比等直径单根焊丝具有更好的柔软性，并且具有稳定的、平稳的、较宽范围的电流，电压波形，稳定的电弧形态确保焊件有合理的熔深和快速的焊接效果，在造船和钢性结构行业有显著的经济和效率提升作用。
实施2：1+10不等径单丝绞合埋弧焊丝
本实施例的中心丝φ3.2mm，外围丝φ1.4mm，绞合焊丝直径φ5.85mm，这种绞股焊丝的直径等效于φ0.60mmm单丝埋弧焊丝，但是其送丝柔性优良，绞合焊丝特有的电弧特性，使焊接电流，电压降低，其中心丝具有一定的冲击特性，能确保熔深，实现高效，低耗焊接的经济性能。
所述外围丝2的缠绕角为30°，螺旋线节距为25.0mm。
其制造方法如下：
步骤一、将单根焊丝卷绕至工字轮组件上；
步骤二、将多个绕有单根焊丝的工字轮组件安装于焊丝绞合设备上，其中焊丝绞合设备上最后一个工字轮组件上的单丝作为中心丝，其余工字轮组件上的单丝作为外围丝，通过焊丝绞合设备将多股外围丝均匀绞合于单根中心丝上；
参见图2、图3，所述焊丝绞合设备包括自后至前依次布置的外放线架3、多个轴承座装置4、压线装置9、矫直装置10、牵引装置11和收线装置12，所述多个轴承座装置4上均设置有空心轴5，相邻两个空心轴5之间设置有弓绞机船6，所述弓绞机船6上设置有工字轮组件7，所述多个轴承座装置4下方设置有联接传动轴15，所述联接传动轴15外侧设置有电机13，所述电机13与联接传动轴15之间通过第一传动机构14相连接，所述联接传动轴15与多个轴承座装置4上的空心轴5之间通过第二传动机构16相连接；
所述最后一个空心轴5后端设置有集线头8；
参见图4、图5，所述弓绞机船6包括左右两个空心船轴6.1，所述空心船轴6.1上下两侧均设置有飞翼6.2，所述左右两个空心船轴6.1的飞翼6.2之间设置有弓带6.3，所述弓带6.3外侧设置有放线嘴6.4，所述空心船轴6.1内端设置有轴承屋6.5，所述左右两个空心船轴6.1内端的轴承屋6.5之间设置有船体6.6，所述工字轮组件7设置于船体6.6上；
所述船体6.6上的工字轮组件7一侧设置有链条阻尼器6.7和机械式张力调节装置6.8；
步骤三、绞合后的焊丝在牵引装置的作用下依次经过压线装置、校直装置，最终进入收线装置进行收卷。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种绞合焊丝结构，其特征在于：它包括中心丝（1），所述中心丝（1）外围螺旋绞合有多股外围丝（2），所述中心丝（1）与外围丝（2）的直径不相等，所述外围丝（2）与中心丝（1）的直径比为0.40~0.77。
2.根据权利要求1所述的一种绞合焊丝结构，其特征在于：所述中心丝（1）的直径为1.0mm，所述外围丝（2）的直径为0.4mm。
3.根据权利要求1所述的一种绞合焊丝结构，其特征在于：所述中心丝（1）的直径为3.2mm，所述外围丝（2）的直径为1.4mm。
4.根据权利要求1所述的一种绞合焊丝结构，其特征在于：所述中心丝（1）采用实芯焊丝或药芯焊丝。
5.根据权利要求1所述的一种绞合焊丝结构，其特征在于：所述外围丝（2）采用实芯焊丝或药芯焊丝。
6.一种绞合焊丝结构的制造方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
步骤一、将单根焊丝卷绕至工字轮组件上；
步骤二、将多个绕有单根焊丝的工字轮组件安装于焊丝绞合设备上，其中第一个工字轮组件上的单丝作为中心丝，其余工字轮组件上的单丝作为外围丝，通过焊丝绞合设备将多股外围丝均匀绞合于单根中心丝上；
步骤三、绞合后的焊丝在牵引装置的作用下依次经过压线装置、矫直装置，最终进入收线装置进行收卷。
7.根据权利要求6所述的一种绞合焊丝结构的制造方法，其特征在于：所述焊丝绞合设备包括自后至前依次布置的外放线架（3）、多个轴承座装置（4）、压线装置（9）、矫直装置（10）、牵引装置（11）和收线装置（12），所述多个轴承座装置（4）上均设置有空心轴（5），相邻两个空心轴（5）之间设置有弓绞机船（6），所述弓绞机船（6）上设置有工字轮组件（7），所述多个轴承座装置（4）下方设置有联接传动轴（15），所述联接传动轴（15）外侧设置有电机（13），所述电机（13）与联接传动轴（15）之间通过第一传动机构（14）相连接，所述联接传动轴（15）与多个轴承座装置（4）上的空心轴（5）之间通过第二传动机构（16）相连接。
8.根据权利要求7所述的一种绞合焊丝结构的制造方法，其特征在于：所述弓绞机船（6）包括左右两个空心船轴（6.1），所述空心船轴（6.1）上下两侧均设置有飞翼（6.2），所述左右两个空心船轴（6.1）的飞翼（6.2）之间设置有弓带（6.3），所述弓带（6.3）外侧设置有放线嘴（6.4），所述空心船轴（6.1）内端设置有轴承屋（6.5），所述左右两个空心船轴（6.1）内端的轴承屋（6.5）之间设置有船体（6.6），所述工字轮组件（7）设置于船体（6.6）上。
9.根据权利要求8所述的一种绞合焊丝结构的制造方法，其特征在于：所述船体（6.6）上的工字轮组件（7）一侧设置有链条阻尼器（6.7）和机械式张力调节装置（6.8）。
10.根据权利要求7所述的一种绞合焊丝结构的制造方法，其特征在于：所述最后一个空心轴（5）后端设置有集线头（8）。
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