CN109807490A - 异形焊丝、多股绞合焊丝及制备方法、制备用捻制调节器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异形焊丝、多股绞合焊丝及其制备，以及多股绞合焊丝制备用捻制调节器，所述异形焊丝的横截面为扇环形，且所述扇环形的两侧分别设有楔头和/或楔槽。多股绞合焊丝，包括至少3根如权利要求1所述的异形焊丝，所述异形焊丝呈螺旋形相互绞合，且相邻两个焊丝单丝的楔头和/或楔槽相互配合；所述焊丝单丝的扇环形外侧圆弧所在圆的直径与该异形单丝绞合成的多股绞合焊丝的直径是相同的。本发明的异形焊丝螺旋绞合后呈现出近圆柱状形态，显著改善了送丝过程中出现的变形、扭转、振动等不利情况，制得的多股绞合焊丝具有更好的导电稳定性。

Description

异形焊丝、多股绞合焊丝及制备方法、制备用捻制调节器

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种异形焊丝、多股绞合焊丝及制备方法、制备用捻制调节器。

背景技术

多股绞合焊丝，也即绞股焊丝，是由多根单丝按照一定的结构螺旋绞合而成的。随焊丝的送进，多股绞合焊丝焊接电弧发生旋转，对熔池起到了实时搅拌作用，有利于电弧能量及化学组分的均匀分布，有利于熔池气体的逸出、夹渣的上浮，大大提高了焊缝质量。多股绞合焊丝有利于提升焊缝品质，因而在军工、航天航空、海工、承压设备等特殊领域得到了较好的推广应用。

目前市场上多股绞合焊丝的单丝都是圆截面的，绞合后表面即出现了不规则形状的凹槽及圆弧凸起，这不但会增大导电嘴的磨损，而且不利于送丝及导电的稳定性。另外，为了提高送丝稳定性，在实际生产制造过程单丝的直径、绞股的捻距等工艺参数需要达到非常高的控制精度，无形之中又增大了生产成本。

申请号为201610412976.9的发明专利为了解决上述问题提出了一种多股绞合焊丝表面处理的方法，也即通过锻打等物理方式使多股绞合焊丝的表面呈近似圆柱形。该方案的确解决了多股绞合焊丝的送丝稳定性及导电稳定性难题，同时也增大了生产成本(主要有添置专用锻打设备及焊丝表面油污清理等)，延长了交货周期，更重要的是上述方案使原始单丝发生不可逆变形，致使焊接电弧出现了某种程度的不稳定性。为了既保证多股绞合焊丝的焊接电弧稳定性，又解决其送丝稳定性和导电稳定性，本发明提供一种新型多股绞合焊丝。

发明内容

为了解决背景技术中存在的难题，本发明提供一种异形焊丝、多股绞合焊丝及制备方法、制备用捻制调节器。

本发明所采用的技术方案为：

一种异形焊丝，所述异形焊丝的横截面为扇环形，且所述扇环形的两侧分别设有楔头和/或楔槽。为了去除毛刺并防止划伤焊丝或者操作者，作为优选，所述扇环形的顶角均为圆角。

一种多股绞合焊丝，所述多股绞合焊丝包括至少3根如上所述的异形焊丝，且所述异形焊丝呈螺旋形相互绞合而成的(即整体呈圆柱形)。可以有中心丝，也可以无中心丝。如果有中心丝，则中心丝的横截面是圆形的。

所述多股绞合焊丝可以是由同种材质的单丝组成的，也可以由不同材质的单丝组成的。

所述异形焊丝的扇环形外侧圆弧所在圆的直径与该异形单丝绞合成的多股绞合焊丝的直径是相同的。焊丝单丝的扇环形外侧圆弧半径相同且位于同一圆上(这个圆的直径也即多股绞合焊丝的公称直径)，目的在于使多股绞合焊丝呈圆柱形，便于焊接操作，否则多股绞合焊丝各单丝绞合不紧密，容易散开，而表面有沟槽，无法正常焊接。

作为优选，异形焊丝的扇环形内侧圆弧所在圆的直径是相同的(相应的多股绞合焊丝无中心丝时)，或与该异形焊丝绞合成的多股绞合焊丝的中心丝直径是相同的(相应的多股绞合焊丝有中心丝时)。

无中心丝时，各扇环形单丝的内侧圆弧半径都相同或位于同一圆上；有中心丝时，各扇环形单丝的内侧圆弧半径都相同且位于同一圆上，这个圆也即中心丝。

所述异形焊丝的厚度(即横截面扇环外侧圆弧中心点与内侧圆弧中心点之间的距离)为该异形焊丝绞合成的多股绞合焊丝直径的40％～45％(多股绞合焊丝无中心丝时)，或30％～35％(多股绞合焊丝有中心丝时)。

优选地，多股绞合焊丝无中心丝时，异形单丝的厚度为其直径的42％；多股绞合焊丝有中心丝时，异形单丝的厚度为其直径的31％。

所述异形单丝为组成相应的多股绞合焊丝所需的数量n与其上曲边面1所对的圆心角α之间存在如下关系：

所述楔头和楔槽是相配的，目的在于相邻单丝的咬合，便于捻制生产。

一种制造新型多股绞合焊丝的方法，包括：多根单丝经过捻制调节器在行业通用的整型模处形成多股绞合焊丝，并通过行业通用的定径模制得本发明所述的新型多股绞合焊丝。

所述捻制调节器为包含有多个均匀分布的万向球的圆盘，万向球内嵌有与所需绞合的异形焊丝相配的模具，用以调整多股绞合焊丝的捻距或捻角。捻制调节器通过异形焊丝一端连接焊丝盘，另一端连接整型模。当所需工艺参数调整合适后，万向球及其内部模具被固定，它们的方向和位置不再发生变化，以避免各单丝之间发生错位。

所述整型模是将从捻制调节器出来的已经调整好捻距或捻角的各种单丝绞合起来，初步制成多股绞合焊丝。

所述定径模是将整型模出来的初步多股绞合焊丝进一步咬合压实，并制得所需规格的多股绞合焊丝。

本发明所取得的有益效果如下：

1、提升多股绞合焊丝的送丝稳定性。异形焊丝螺旋绞合后呈现出近圆柱状形态，显著改善了送丝过程中出现的变形、扭转、振动等不利情况。

2、提升多股绞合焊丝的导电稳定性。本发明提出的新型多股绞合焊丝与导电嘴的接触面积增大了，由原来的线增大为面，显著提高了导电性能。稳定的送丝和导电性能有助于提高焊接电弧的稳定性，进而提升焊缝品质。

3、焊接熔敷率较大。同规格的本发明新型多股绞合焊丝与原有的多股绞合焊丝相比，凹槽较少，空间占有率较高，因而焊接熔敷率有较大程度的提升。

4、生产成本相对较低。仅需更换异形拉丝模等相关辅助件，不需增添焊丝表面整形或清洗等生产设备，不增加生产工序，最大限度地降低生产成本。

附图说明

图1为本发明的一种异形焊丝的横截面结构示意图。

图2为本发明的一种四丝结构的无中心丝的多股绞合焊丝示意图。

图3为本发明的一种五丝结构的有中心丝的多股绞合焊丝示意图。

图4为本发明的一种七丝结构的有药芯中心丝的多股绞合焊丝示意图。

图5为本发明的捻制调节器结构示意图。

图中：1.扇环形外侧圆弧，2.扇环形内侧圆弧，3.楔头，4.楔槽，5.异形焊丝，6.中心丝，101.圆盘，201.底座，301.中心丝通孔，401.万向球，501.异形单丝焊丝模具。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。

以下实施例中的异形焊丝的横截面结构均如图1所示，所述楔头和楔槽是相配的，目的在于相邻单丝的咬合，便于捻制生产，其咬合形式不仅限于图1所示的情形。捻制调节器如图5所示。

见图5，捻制调节器由带孔的圆盘101及底座201组成，圆盘中心设有供中心丝通过的中心丝通孔301。中心孔周围有八个孔，由外围异形焊丝通过。周围的八个孔内装有万向球401，万向球内安装有异形焊丝模具501，用于调节异形焊丝走向。新型多股绞合焊丝的结构及工艺确定后，其异形单丝的方向即可确定，万向球调节后由固定夹固定。该捻制调节器可适用于三丝、四丝、五丝、六丝及七丝多股绞合焊丝的生产。

以下实施例中多股绞合焊丝的制备方法，包括：多根单丝经过捻制调节器在行业通用的整型模处形成多股绞合焊丝，并通过行业通用的定径模制得本发明所述的新型多股绞合焊丝。

所述捻制调节器为包含有多个均匀分布的万向球的圆盘，万向球内嵌有与所需绞合的异形焊丝相配的模具，用以调整多股绞合焊丝的捻距或捻角。捻制调节器通过异形焊丝一端连接焊丝盘，另一端连接整型模。当所需工艺参数调整合适后，万向球及其内部模具被固定，它们的方向和位置不再发生变化，以避免各单丝之间发生错位。

所述整型模是将从捻制调节器出来的已经调整好捻距或捻角的各种单丝绞合起来，初步制成多股绞合焊丝。

所述定径模是将整型模出来的初步多股绞合焊丝进一步咬合压实，并制得所需规格的多股绞合焊丝。

实施例1

如图2所示，四丝结构的无中心丝的新型多股绞合焊丝，规格为φ1.6mm，由四根异形焊丝螺旋绞合而成。四根异形焊丝的结构尺寸完全相同，异形焊丝的扇环形外侧圆弧1所在圆的直径与多股绞合焊丝横截面圆的直径是相同的，都为1.6mm，扇环形厚度为多股绞合焊丝直径的45％，也即0.72mm，扇环形外侧圆弧1所对的圆心角为90度。需要说明的是，根据设计或工艺的需要，四种异形单丝也可以是不同材质的，且焊丝规格可以达到0.6mm～7.2mm不等。

实施例2

如图3所示，五丝结构的有中心丝的新型多股绞合焊丝，规格为φ2.4mm，由四根异形焊丝和一根横截面为圆形的实心中心丝螺旋绞合而成。中心丝的直径为0.72mm。外围四根异形焊丝完全相同，其扇环形外侧圆弧1所在圆的直径为2.4mm，扇环形外侧圆弧1所对的圆心角为90度；扇环形内侧圆弧2所在圆的直径为0.72mm；异形焊丝的厚度为多股绞合焊丝直径的35％，也即0.84mm。需要说明的是，根据设计或工艺的需要，四种异形单丝及中心丝也可以是不同材质的，且焊丝规格可以达到0.6mm～7.2mm不等。

实施例3

如图4所示，七丝结构的有中心丝的新型多股绞合焊丝，规格为φ7.2mm，由六根异形焊丝和一根横截面为圆形的包裹药芯的中心丝螺旋绞合而成。药芯中心丝的直径为2.88mm。外围六根异形焊丝完全相同，其扇环形外侧圆弧1所在圆的直径为7.2mm，扇环形外侧圆弧1所对的圆心角为60度；扇环形内侧圆弧2所在圆的直径为2.88mm；异形焊丝的厚度为多股绞合焊丝直径的30％，也即2.16mm。需要说明的是，根据设计或工艺的需要，六种异形焊丝也可以是不同材质的，药芯中心丝也可采用适宜的药粉，且焊丝规格可以达到0.6mm～7.2mm不等。

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)

1.一种异形焊丝，其特征在于：所述异形焊丝的横截面为扇环形，且所述扇环形的两侧分别设有楔头和/或楔槽；

和/或，所述扇环形的顶角均为圆角。

2.一种多股绞合焊丝，其特征在于：包括至少3根如权利要求1所述的异形焊丝，所述异形焊丝呈螺旋形相互绞合，且相邻两个焊丝单丝的楔头和/或楔槽相互配合；所述焊丝单丝的扇环形外侧圆弧所在圆的直径与该异形单丝绞合成的多股绞合焊丝的直径是相同的；

和/或，所述异形焊丝的数量n与其扇环形外侧圆弧所对的圆心角α之间存在如下关系：

3.根据权利要求2所述的多股绞合焊丝，其特征在于：所述异形焊丝无中心丝，所述异形单丝的扇环形内侧圆弧半径相同；

和/或，所述异形焊丝厚度为所述多股绞合焊丝直径的40％～45％。

4.根据权利要求2所述的多股绞合焊丝，其特征在于：所述异形单丝的厚度为该异形焊丝外侧圆弧所在圆直径的42％。

5.根据权利要求2所述的多股绞合焊丝，其特征在于：还包括一根圆柱形的中心丝，所述异形焊丝围绕所述中心丝绞合，所述异形焊丝的扇环形内侧圆弧半径等于中心丝的半径；

和/或，所述异形焊丝厚度为所述多股绞合焊丝直径的30％～35％。

6.根据权利要求5所述的多股绞合焊丝，其特征在于：所述异形单丝的厚度为该异形焊丝外侧圆弧所在圆直径的31％。

7.根据权利要求5所述的多股绞合焊丝，其特征在于：所述中心丝中包裹有药芯。

8.如权利要求2至7中任一项所述的多股绞合焊丝的制备方法，其特征在于：包括将所述异形焊丝经过捻制调节器调整捻距和/或捻角后送入整型模绞合并经定径模定径后形成所述多股绞合焊丝。

9.一种如权利要求8所述的捻制调节器，其特征在于：包括底座和安装在底座上的圆盘，所述圆盘上开设有多个通孔，每个通孔中均装有一个万向球，所述万向球内嵌有与所需绞合的异形焊丝相配的模具。

10.根据权利要求9所述的捻制调节器，其特征在于：所述圆盘中心开设有中心丝通孔。