CN1244430C - 电弧焊的实心焊丝 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电弧焊的实心焊丝，包括：未镀铜焊丝表面的平部分，其中平部分的显微维氏硬度(Hv)为115-310，平部分的算术平均粗糙度(Ra)为0.01-0.30μm。此实心焊丝是基于与传统实心焊丝不同的新概念。电弧焊用未镀铜实心焊丝具有优秀的喂入性，从而提高了焊接可加工性。由于实心焊丝制造过程未镀铜，从而减少了制造过程的能源消耗；并且由于不产生铜烟而改善了焊接工作环境。

Description

电弧焊的实心焊丝
发明领域
本发明涉及自动或半自动电弧焊的焊丝，更具体地，涉及用于半自动电弧焊的未镀铜改进焊丝，其中未镀铜改进焊丝的喂入性超过镀铜的实心焊丝。
背景技术
最近，随着自动或半自动焊接工艺的发展，气体电弧焊实心焊丝的应用得到明显增大，特别是在钢结构、汽车制造、造船和建筑行业。
在这种类型的实心焊丝中，通常在实心焊丝表面镀铜，以保证载流的特性，特别是保证喂入性。但是，正在大量使用的镀铜实心焊丝存在下面公知的问题。
(a)在制造焊丝的拔丝过程中，部分镀铜以细铜粉的形式从焊丝上分离，并且分离的铜粉残存在焊丝表面细小突起和凹陷处。接着细粉由于缆绳或焊嘴内壁与焊丝的摩擦而从焊丝上脱落，脱落的细粉积聚在焊嘴内部造成堵塞，从而破坏焊丝的喂入性。
(b)由于铜是软的，由于焊嘴内壁的摩擦造成铜本身的剥离，从而破坏焊丝的喂入性。
(c)在焊接过程中电弧的高温使铜蒸发并产生铜烟，从而损害人身健康。
日本公开特许公报平1-166899、平2-284792、平7-47490、平7-223087、平7-328789、平8-197278、平9-323191等提出了改进上面(a)和(b)中提到的喂入性的方法。
为了解决喂入性的问题，上述日本公开特许公报包括以下的过程：
(1)涂覆脂肪酸金属盐；
(2)涂覆金属皂和油的混合物；
(3)进行表面渗碳，在渗碳层形成裂纹并用润滑剂填充裂纹；
(4)在表面上形成人造的突起和凹陷，并在突起和凹陷中填充润滑剂；
(5)在焊丝表面形成突起，确定粗糙度并用润滑剂填充不平的表面；和
(6)在焊丝表面涂覆MoS2、WS2、TiO2等的混合物。
上面的日本公开特许公报的上述过程未能彻底解决上述问题(a)和(b)。
为了解决几个与镀铜有关的问题，开发了几种没有镀铜的实心焊丝。
上述问题(c)的解决是通过不在焊丝上镀铜，但与焊丝喂入性相关的几个问题仍然存在。为了解决与焊丝喂入性有关的几个问题，提出了不同的改进技术，例如，日本专利2682814和日本公开特许公报平11-147174、2000-94178、2000-317679、2001-191195等等。这些技术包括以下过程：
(1)形成特殊的表面区域，在特殊表面区域上涂覆MoS2、油、碱金属等，同时使表面涂覆物质的量小于2.0g/m2；
(2)在焊丝上涂覆MoS2并在焊接导管中分离MoS2，从而改善焊丝喂入性；
(3)使用临时性粗糙的精轧辊在表面上形成突起和凹陷，并用MoS2、WS2、C、Na、K、Cs等填充突起和凹陷，从而提高焊丝的喂入性；
(4)将C、TiC、WC、Al2O3、SiO2、FeO、ZnO、SnO、TiO2、FC、MoS2、BN、WS2、FeS、TiN、CrN或Sn、Zn、Cu或Fe粉与水溶性聚合物一起粘附在焊丝上，或者在焊丝涂油，从而提高焊丝的喂入性(涂覆绝缘的无机粉末，如C、TiC等，并涂覆导电的无机粉末，如Sn、Zn等)；
(5)限制焊丝中所含O：10-300ppm，S：0.0005-0.02％，C：0.005-0.15％，Si：0.2-1.2％和Mn：1.0-2.2％；限制从10kg焊丝的焊丝表面上分离的C：0.005-3.0％；限制焊丝中所含的Ti：0.10-0.35％或分离的C/S+O的比例，或焊丝表面涂覆MoS2；和限制分离的C/MoS2的比例；从而提高焊丝喂入性。
虽然执行了上述过程(1)到(5)，但未镀铜的焊丝喂入性仍不超过镀铜的焊丝。因此，应该提高未镀铜焊丝的喂入性。
即，非常需要开发提高未镀铜焊丝的喂入性的技术，使未镀铜焊丝的喂入性超过镀铜焊丝。
本发明的发明者发现，表面粗糙度、特殊表面区域、突起和凹陷、各种涂层材料等因素，对于待调节的镀铜的和未镀铜的实心焊丝都不能改善其喂入性，而喂入性是实心焊丝的最重要性能。
因此，通过研究运动的焊丝与导管或焊嘴之间的表面摩擦，本发明的发明者发现，如果将能减小摩擦的物质在整个平表面上涂覆足够的数量，则未镀铜实心焊丝能达到优秀的喂入性，因为理想的实心焊丝表面像镜子表面一样平。这种观点是基于当油滴在镜子的玻璃表面并且将物品放在玻璃上滴的油上时出现的完全无摩擦运动的事实。
本发明的发明者使用一种新的方法实施这一观点，这种方法不同于传统方法，是通过限制焊丝表面的显微特性、选择适当的涂层材料并保证一个稳定的来源用于将润滑剂涂层材料涂在焊丝表面，从而保证明显提高未镀铜实心焊丝的喂入性。
发明内容
因此，考虑以上问题提出本发明。本发明的目的是提供一种电弧焊的未镀铜焊丝，其中未镀铜改进焊丝的喂入性超过镀铜的实心焊丝。
根据本发明的一个方面，实现上述目的是通过提供一种电弧焊的实心焊丝，包括：焊丝表面的平部分，其中平部分的显微维氏硬度(Hv)为115-310，并且平部分的算术平均粗糙度(Ra)为0.01-0.30μm。在这种条件下，焊丝表面上单位面积内的富润滑剂区的面积比调节在15-88％。并且，优选地在焊丝表面涂覆从MoS2、BN及其混合物中选择的至少一种成分，涂覆量为0.002-0.40g/m2。
使用与传统制造观念不同的新制造观念，本发明提供一种电弧焊的实心焊丝，焊丝未镀铜但具有优秀的喂入性。而且，本发明的未镀铜实心焊丝的喂入性等于或高于传统镀铜实心焊丝的喂入性，从而提高了焊接的可加工性。并且，由于不需要使用镀铜的工艺，减少了能量消耗。并且，由于不产生铜烟，改善了焊接工作环境。
单位面积内的富润滑剂区的面积比调节到上述范围内。这样，不能耗尽应用于焊丝平部分的减摩物质，从而实现优秀的喂入性。
并且，当在焊丝表面涂覆从MoS2、BN及其混合物中选择的至少一种成分，涂覆量为0.002-0.40g/m2时，由于本发明的富润滑剂区完全由凹陷形成，而凹陷中的拉拔润滑剂被彻底去除，因此富润滑剂区能充分地被从MoS2、BN及其混合物中选择的至少一种成分充满，从而达到优秀的喂入性。
附图说明
结合附图，并参考以下的详细描述，本发明的上述和其它目的、特征和其它优点将变得更加清楚，其中：
图1是放大的显微图(×200)，表示本发明的焊丝表面；
图2是解释本发明改善焊丝喂入性原理的图；
图3是对比本发明焊丝表面与传统焊丝表面粗糙度的曲线；
图4表示确定焊丝喂入性的引导缆的排列。
具体实施方式
本发明的详细描述如下。首先，本发明基于以下四个因素：
(1)焊丝表面平部分的显微维氏硬度(载荷1g)；
(2)焊丝表面平部分的粗糙度(Ra)；
(3)焊丝表面上单位面积内富润滑剂区面积的比例；以及
(4)从MoS2、BN及其混合物中选择的至少一种成分的涂覆量。
并且，本发明基本上包括以下过程：制备棒，酸洗，涂层，于拉拔，湿拉拔(包括低压缩表皮道次(low reduction skin pass))，电解清洗(根据碱性溶液和双极性方法)，涂防锈油和卷绕。
下面描述与基本过程相关的上述四个因素(1)-(4)。并且参考图1所示的放大显微图描述焊丝表面。
(1) 平部分显微维氏硬度的调节
焊丝表面的显微硬度是指图1所示放大显微图中白色部分(平部分)的硬度。这部分硬度的调节是通过完全处理程度和最终湿表皮道次(pass)。
焊丝表面的硬度通常正比于完全处理程序，但本发明的发明者发现，焊丝与引导缆或焊嘴之间的摩擦由焊丝表面下的一个微区的硬度所控制。这样，使用1g的载荷测量维氏硬度。重要的是，在1g载荷下测量的维氏硬度是指对应于焊丝表面下1μm区域的硬度。微区域的硬度不能仅通过完全处理程序调节。
因此，调节微区域的硬度是通过改变最终湿表面道次中处理程度在3～10％范围内，改变模具的完全角2α在8～40°范围内以及二者的综合。特别是，如果模具的完全角增大，最低压缩拉拔仅集中在焊丝表面，并且焊丝表面微区的硬度增大。当表皮道次中模具的完全角增大时，通过减小焊丝的压缩速率防止模具的痕迹出现在焊丝表面。
并且，当减小平部分的显微硬度时，在干拉拔过程期间执行中间退火过程，接着进行酸洗，涂层，干拉拔(低压缩速率)，湿拉拔(低压缩速度的表面道次)和除油。在干拉拔过程中使用WC模具，在湿拉拔过程中使用PCD金刚石模具。
(2) 算术平均粗糙度(Ra)的调节
焊丝表面的平部分仅通过干拉拔过程形成。但是，此时，平部分的粗糙度明显变差。本发明旨在减小平部分的粗糙度，如上述“镜面玻璃上的油”实例一样的作用。
因此，根据本发明，通过综合传统湿拉拔和低压缩速率表面道次调节湿拉拔过程。焊丝表面平部分的粗糙度可以减小，但传统湿拉拔过程必须与本发明结合在一起以有效地调节粗糙度。
(3) 焊丝表面上单位面积内富润滑剂区的面积比例的调节
优选地，富润滑剂区的面积的比例取决于拉拔润滑剂状态。
因此，本发明在上述基本过程中提供足够的富润滑剂区直到干拉拔过程，并且随后的湿拉拔过程放大这些平部分，从而调节富润滑剂区的面积。
优选地，在酸洗过程后使焊丝表面变粗糙，从而在干拉拔过程提供足够的富润滑剂区，强迫润滑拉拔(基于双模具)或压缩辊的润滑方法用于在拉拔过程提供足够的富润滑剂区。酸洗过程后，通过综合酸洗时间、酸洗温度等条件可以达到焊丝表面所需的粗糙度。
(4) 从MoS2 粉、BN粉或其混合物中选择的至少一种成分涂层
在从MoS2、BN或其混合物中选择的至少一种成分涂层时，将微粉混入防锈油中并且根据混合比调节焊丝的涂层量。
涂层的方法是将运动的焊丝夹在两片毛毡纸之间，并将油滴在毛毡纸上。
从上面的描述可以看出，根据本发明如图2所示调节焊丝表面平部分的硬度和粗糙度(调节粗糙度，从而使焊丝表面尽可能光滑，并且本发明并不执行形成严重的突起和凹陷并用润滑物质填充突起和凹陷的传统过程)。
并且凹陷完全形成富润滑剂区，其中的拉拔润滑剂被上述基本过程描述中的双极电解清洗完全去除。在凹陷处可以填充减摩物质，如MoS2、BN等，因此限制了焊丝表面上单位表面的富润滑剂区的面积比例。这样，没有耗尽焊丝表面平部分的MoS2、BN等，从而达到优秀的焊丝喂入性。
本发明通过一项新技术实现，这项新技术是基于“平部分表面层的硬度和光滑度、明显润滑剂的残留(在富润滑剂区的凹陷中)，以及特定润滑物质”；而不是通过传统技术实现，传统技术是基于“在焊丝表面形成突起和凹陷并涂覆物质”。各种因素的最佳值将在下面描述。
并且，由于被拉拔过程产生的热量软化的大量拉拔润滑剂残留在传统的富润滑剂区，虽然MoS2等物质涂覆在富润滑剂区，但这些不能被恰当地保持。在这一点上，本发明的富润滑剂区是能改善焊丝喂入性和解决上述问题的富物质区，是本发明的重要特性。
下面描述确定上述四个因素最佳值的实验。
(1) 平部分显微维氏硬度的最佳值
当在1g载荷下测量图1所示的平部分时，显微维氏硬度(Hv)的最佳值在115到310范围内。
当Hv低于115时，由于平部分非常软将产生条纹，因此在焊丝运动时焊丝表面变得非常粗糙，从而损害焊丝喂入性。如果Hv超过310，由于平部分非常硬，引导缆侧壁或焊嘴容易磨损和损坏，从而降低焊丝喂入性。
(2) 平部分算术平均粗糙度(Ra)的最佳值
图3是对比本发明焊丝表面和传统焊丝表面粗糙度的曲线。本发明焊丝表面的粗糙度与传统焊丝表面非常不同。传统焊丝表面的粗糙度源于突起和凹陷，而本发明焊丝表面的粗糙度源于凹陷。
为了优化本发明焊丝表面平部分的粗糙度，Ra的最佳值在0.01到0.30μm范围内。
如果粗糙度Ra小于0.01μm，拉拔过程中的润滑状态变差，通过模具痕迹等不能达到稳定生产。因此，粗糙度Ra必须大于0.01μm。并且，算术平均粗糙度(Ra)超过0.30μm时，焊丝表面突起增大，因此阻力增大，从而损害喂入性。
(3) 焊丝表面单位面积上富润滑剂区的面积比例的最佳值
如上所述，本发明的富润滑剂区在拉拔和电解清洗后完全由凹陷形成。
特殊的润滑物质保持在凹陷中，以提高润滑效果。很明显，凹陷的面积比与焊丝喂入性相关。如果焊丝通过焊接缆，MoS2、BN等从富润滑剂区供应到平部分。根据本发明，焊丝表面上单位面积的富润滑剂区的面积比例为15-88％。
当面积比小于15％时，不能充分提供润滑物质，从而降低喂入性。当面积比超过88％时，从引导缆或焊嘴上脱落的润滑物质量增多，从而降低焊丝喂入性。
(4) 从MoS2 粉、BN粉或其混合物中选择的至少一种成分的涂层量的 最佳值
如上所述，粉末状的两种物质，或者分别单独涂覆，或者按0∶100％到100∶0％之间任何比例的混合物涂覆，后一种情况与前一种情况达到相同的效果。当MoS2和BN单独涂覆或涂覆至少一种成分时，上述条件达到相同的效果。而且，涂层的最佳量在0.002到0.40g/m2之间。
当涂层量小于0.002g/m2时，残留在凹陷底部的MoS2或BN数量不足，从而降低焊丝喂入性。并且，当涂层量超过0.40g/m2时，从导管上脱离的MoS2或BN数量增多，从而引起堵塞并降低焊丝喂入性。
如上所述，因素(1)、(2)和(3)是相关的，并且在本发明中因素(1)、(2)和(4)也是相关的。这样，每种因素与其它因素相关。并且，如果因素(1)、(2)和(3)中一个因素的数值或者因素(1)、(2)和(4)中一个因素的数值超过最佳值范围时，焊丝的喂入性降低。因此，制造喂入性等于或高于镀铜实心焊丝的未镀铜实心焊丝，必须满足各个因素的最佳值/范围。这些被认为是本发明的特征。
下面给出一种测量焊丝喂入性、显微硬度、平均粗糙度(Ra)、焊丝表面单位面积上富润滑剂区的面积比例以及MoS2、BN等的涂层量的方法。
(1) 评估焊丝喂入性的方法
(a)焊丝喂入性表示是否以恒定的速度从焊嘴提供实心焊丝。如果焊丝喂入性差，则焊丝喂入不充分，电弧长，焊接电弧不稳定(焊接电弧增长)，焊接熔滴被电弧力弹起并溅落。因此，焊丝喂入性的优劣可以通过测量焊接预定时间后产生的溅落数量进行测量。
通过将厚12mm、宽10cm和长50cm的钢板放入大小为80cm×15cm×20cm的盒中，在钢板上焊接40cm长的焊缝2分钟，并且收集焊接过程中产生的溅落，在表1所示的条件下测量本发明实心焊丝和传统镀铜实心焊丝产生的溅落数量，单位是mg/min。在这种条件下，焊接引导缆基于图4所示的W型排列。作为一个对比实施例，在上述条件下使用镀铜实心焊丝。
表1
  焊丝直径(mm)  电压(v)  电流(A)  气体
  1.40   34   350  Ar和CO2的混合物
(b)除了溅落数量外，焊丝喂入性也用另一种方法评价。即，与W型排列不同，当引导缆在直径300mm的圆柱上缠绕两次后，测量起弧时间。由于在上述两圈缠绕情况下焊丝喂入程度非常差，焊接无规律，起弧和焊接工作最终停止。
焊接开始时刻和电弧停止时刻之间的时间成为测量焊丝喂入性优劣的参数。因此，使用上述方法对比本发明实心焊丝和传统实心焊丝。
(2) 测量平部分的显微维氏硬度(Hv)
测量硬度的焊丝表面的平部分在图1中放大了200倍，并且在1g载荷下测量维氏硬度。此时，在截面的圆周上间隔90度测量表面上4个点的硬度。在每个点测量硬度7次(n＝7)。将28个硬度值中的最大值和最小值去掉，取26个硬度值的平均值作为焊丝表面的硬度。
(3) 测量算术平均粗糙度(Ra)的方法
粗糙度根据日本工业标准JIS B 0601测量。
将任意截取的长度10cm的样品焊丝手工矫直，接着将焊丝浸入四氯化碳溶液中并将焊丝表面的涂层物质用超声波振动清除。
在三根焊丝的每一根上的圆周表面上相互垂直的四个方向上测量焊丝表面的粗糙度曲线(图3表示横向放大的粗糙度曲线以及清楚的平部分)。并且，在每根焊丝平部分的三个对应位置测量Ra。随后，总共测量了36个点的Ra值。
接着，将36个点对应的Ra值的平均值作为平均粗糙度(Ra)。
(4) 测量焊丝表面上单位面积的富润滑剂面积的比例
在焊丝圆周的四个垂直方向上测量如图1所示的富润滑剂区的20个显微图像，并且使用由325点组成的点阵的透明膜计算富润滑剂占据的阵点数量，从而计算单位面积上富润滑剂区面积的比例(根据数点方法)。将20幅图像对应的面积比的平均值作为单位面积上富润滑剂区面积的比例。
(5) 测量从MoS2 粉、BN粉或其混合物中选择的至少一种成分的涂层 量
截取长10cm的焊丝得到50个测试样品。测试样品浸泡在浓盐酸和水的溶液(1∶1)中10分钟。接着，将凹陷中包含的涂层物质完全分离。将溶液过滤并接着将残渣溶解在碱性溶液中。用感应耦合等离子(ICP)方法分析溶液中的Mo和B浓度。
并且，从Mo和B浓度中获得MoS2和BN的浓度，将转换的MoS2和BN浓度表示为单位面积的涂层量(g/m2)。
(6) 测量铜烟
测量了本发明未镀铜实心焊丝焊接以及传统镀铜实心焊丝焊接时的铜烟量。
在表1的条件下根据直线型排列的引导缆，焊丝焊接3分钟，通过微细的石英过滤器吸收产生的铜烟。接着，将过滤器吸收的微细颗粒溶于酸溶液中，用ICP方法分析铜的浓度，将铜的浓度表示为产生的铜烟的数量(mg/min)。
使用含C：0.070％，Si：0.72％，Mn：1.50％，P：0.016％，S：0.010％和Ti：0.20％的8mm、6.4mm和5.5mm棒状样品。
对棒进行酸洗过程和涂磷酸盐处理层过程。调节酸洗时间和酸的浓度，以改变富润滑剂区的面积，接着酸洗后大大改变了焊丝表面的粗糙度。
通过干拉拔过程和湿拉拔过程得到1.40mm的焊丝。在湿拉拔过程中，调节拉拔的压缩率和模具的完全压缩角度，以改变焊丝表面的单位面积上富润滑剂区的面积的比例和显微维氏硬度。根据双模具和压缩辊方法，使用强制润滑方法增大富润滑剂区的面积。
接着，焊丝经历双极型电解清洗过程并在表面处理后(涂覆防锈油和润滑物质)缠绕。
在表1所示条件下进行焊接，测量上述制造的焊丝的喂入性，并测量产生溅落的数量、断弧时间、铜烟量，等等。
下面的表2表示焊丝喂入性的特性，其中在单位面积上富润滑剂区的面积的比例不变的条件下改变显微硬度和算术平均粗糙度(Ra)。如表2所示，当显微维氏硬度(Hv)在115到310的范围内以及算术平均粗糙度在0.01到0.30μm范围内时，本发明的未镀铜实心焊丝的喂入性优于传统的镀铜实心焊丝。并且发现本发明的实心焊丝几乎不产生铜烟。
表2
Hv(1g) Ra(μm)   溅落量(mg/min)   起弧时间(sec)   铜烟(mg/min)   备注
110   0.008   3010   15   0.001   对比样品
  0.014   2610   26   对比样品
  0.200   2880   20   对比样品
  0.295   2980   17   0.001   对比样品
  0.310   2840   21   对比样品
115   0.009   2900   15   对比样品
  0.010   2380   60   本发明样品
  0.220   2400   47   0.001   本发明样品
  0.297   2310   48   本发明样品
  0.312   3120   20   对比样品
250   0.009   2990   15   对比样品
  0.013   2310   48   本发明样品
  0.250   2350   45   0.001   本发明样品
  0.292   2400   58   本发明样品
  0.305   2770   28   对比样品
310   0.007   3020   12   对比样品
  0.016   2400   47   0.001   本发明样品
  0.275   2310   58   本发明样品
  0.300   2200   59   本发明样品
  0.310   2850   14   0.001   对比样品
315   0.007   2900   15   对比样品
  0.011   2650   17   对比样品
  0.210   2700   20   0.001   对比样品
  0.290   2710   14   对比样品
  0.312   2760   13   对比样品
340   0.009   2900   14   对比样品
  0.012   2690   30   对比样品
  0.190   2710   25   对比样品
  0.295   2900   22   0.001   对比样品
  0.309   2980   12   对比样品
  镀铜实心焊丝   2410   42   5.02   传统样品
下面的表3到5表示单位面积上的富润滑剂区的面积比例影响焊丝喂入性。当面积比为15-88％，显微维氏硬度(Hv)为115-310，平均粗糙度为0.01-0.30μm时，可以理解的是，仅是满足上述要求的焊丝具有等于或高于传统镀铜实心焊丝的焊丝特性。并且，可以理解的是，本发明实心焊丝几乎不产生铜烟。表4和表5是表3的继续。
表3
  富润滑剂区面积比(％)   Hv(1g)   Ra(μm)   溅落量(mg/min)   起弧时间(sec)   备注
13   110   0.008   2910   18   对比样品
  0.200   3060   15   对比样品
  0.350   2880   20   对比样品
  200   0.007   2790   22   对比样品
  0.270   2810   23   对比样品
  0.340   3070   14   对比样品
  325   0.009   3120   12   对比样品
  0.290   2690   26   对比样品
  0.340   2880   30   对比样品
15   110   0.009   2910   19   对比样品
  0.230   2900   18   对比样品
  0.310   3010   15   对比样品
115   0.007   2780   29   对比样品
  0.010   2370   49   本发明样品
  0.210   2310   52   本发明样品
  0.295   2390   50   本发明样品
  0.314   2880   20   对比样品
  0.390   2700   24   对比样品
  190   0.007   2690   30   对比样品
  0.200   2400   58   本发明样品
  0.395   2910   -16   对比样品
310   0.008   3050   15   对比样品
  0.016   2370   49   本发明样品
  0.240   2340   58   本发明样品
  0.300   2330   60   本发明样品
  0.319   2810   17   对比样品
  0.400   2900   16   对比样品
  317   0.005   3010   14   对比样品
  0.290   3210   12   对比样品
  0.350   3110   12   对比样品
表4
  富润滑剂区面积比(％)   Hv(1g)   Ra(μm)   溅落量(mg/min)   起弧时间(sec)   备注
60   112   0.005   2780   30   对比样品
  0.240   2730   28   对比样品
  0.390   2880   25   对比样品
255   0.007   2980   21   对比样品
  0.014   2290   68   本发明样品
  0.195   2340   61   本发明样品
  0.295   2390   64   本发明样品
  0.314   2770   35   对比样品
  0.385   2870   27   对比样品
  335   0.004   2810   21   对比样品
  0.185   2910   21   对比样品
  0.370   2760   26   对比样品
88   112   0.005   2690   22   对比样品
  0.205   2760   24   对比样品
  0.309   2960   20   对比样品
115   0.008   2840   16   对比样品
  0.010   2300   68   本发明样品
  0.200   2290   79   本发明样品
  0.290   2380   61   本发明样品
  0.310   2900   15   对比样品
  0.390   3010   14   对比样品
  184   0.015   2390   62   本发明样品
  0.215   2310   55   本发明样品
  0.300   2300   59   本发明样品
310   0.007   2680   31   对比样品
  0.012   2400   58   本发明样品
  0.245   2390   62   本发明样品
  0.300   2310   60   本发明样品
  0.305   2900   17   对比样品
  0.388   2880   16   对比样品
  319   0.004   2890   15   对比样品
  0.210   2970   15   对比样品
  0.370   2610   20   对比样品
表5
  富润滑剂区面积比(％)   Hv(1g) Ra(μm)   溅落量(mg/min) 起弧时间(sec) 备注
90   111   0.008   3040   12   对比样品
  0.280   3010   11   对比样品
  0.340   2930   17   对比样品
  198   0.003   2870   14   对比样品
  0.210   2810   18   对比样品
  0.390   2760   19   对比样品
  340   0.007   2740   20   对比样品
  0.200   2730   22   对比样品
  0.370   2930   17   对比样品
95   113   0.007   2680   24   对比样品
  0.280   2590   32   对比样品
  0.340   2710   30   对比样品
  289   0.009   2630   33   对比样品
  0.270   2780   28   对比样品
  0.330   2960   17   对比样品
表6到14表示涂覆MoS2、BN或其混合物的效果，其中单位面积上富润滑剂区的面积比不变。当涂覆MoS2、BN或其混合物的量为0.002-0.40g/m2，显微维氏硬度(Hv)为115-310，算术平均粗糙度(Ra)为0.01-0.30μm时，可以理解的是，与传统镀铜实心焊丝相比，仅是满足上述要求的焊丝具有优秀的焊丝喂入性。表7到表14是表6的继续。
表6
  涂层量(g/m2)   Hv(1g)   Ra(μm)   溅落量(g/min)  起弧时间(sec)   备注
  MoS2  BN  MoS2+BN
0.001 - -   110   0.008   2780   21   对比样品
  0.200   2660   20   对比样品
  0.370   2590   24   对比样品
  185   0.007   2770   25   对比样品
  0.190   2940   20   对比样品
  0.310   2590   27   对比样品
  320   0.009   2690   27   对比样品
  0.018   2640   24   对比样品
  0.305   2810   20   对比样品
0.002 - -   112   0.004   2710   21   对比样品
  0.185   2840   20   对比样品
  0.340   2790   22   对比样品
  115   0.006   2660   22   对比样品
  0.010   2180   278   本发明样品
  0.330   2680   30   对比样品
  310   0.010   2290   290   本发明样品
  0.300   2200   355   本发明样品
  0.350   2610   31   对比样品
  317   0.006   2780   29   对比样品
  0.220   2660   27   对比样品
  0.310   2590   28   对比样品
表7
  涂层量(g/m2)   Hv(1g) Ra(μm)   溅落量(g/min) 起弧时间(sec) 备注
  MoS2  BN MoS2+BN
0.280 - -   111   0.007   2700   26   对比样品
  0.240   2610   34   对比样品
  0.330   2660   30   对比样品
115   0.006   2570   38   对比样品
  0.010   2010   320   本发明样品
  0.198   1980   410   本发明样品
  0.295   1880   520   本发明样品
  0.310   2700   39   对比样品
  0.345   2610   30   对比样品
310   0.005   2590   34   对比样品
  0.012   2080   228   本发明样品
  0.200   1970   610   本发明样品
  0.300   1810   780   本发明样品
  0.309   2600   39   对比样品
  0.371   2560   37   对比样品
  314   0.006   2710   28   对比样品
  0.210   2700   29   对比样品
  0.340   2670   30   对比样品
385   0.250   2710   31   对比样品
  0.370   2600   33   对比样品
0.400 - -   113   0.007   2700   29   对比样品
  0.180   2510   37   对比样品
  0.320   2590   38   对比样品
115   0.005   2680   36   对比样品
  0.010   1980   340   本发明样品
  0.220   2020   270   本发明样品
  0.295   1880   415   本发明样品
  0.305   2510   37   对比样品
  0.380   2640   31   对比样品
190   0.006   2730   31   对比样品
  0.200   1930   205   本发明样品
  0.290   1840   407   本发明样品
  0.310   2570   30   对比样品
  310   0.010   2300   295   本发明样品
  0.300   2200   380   本发明样品
  0.375   2640   31   对比样品
表8
  涂层量(g/m2)   Hv(1g) Ra(μm)   溅落量(g/min) 起弧时间(sec) 备注
  MoS2   BN MoS2+BN
0.410 - -   110   0.008   2780   27   对比样品
  0.150   2740   20   对比样品
  0.320   2800   21   对比样品
119   0.006   2610   29   对比样品
  0.014   2590   33   对比样品
  0.205   2710   30   对比样品
  0.290   2680   36   对比样品
  0.310   2590   39   对比样品
  0.400   2710   34   对比样品
  210   0.009   2690   36   对比样品
  0.170   2580   37   对比样品
  0.310   2610   39   对比样品
  320   0.020   2710   30   对比样品
  0.190   2770   31   对比样品
  0.315   2800   27   对比样品
0.650 - -   109   0.004   2710   27   对比样品
  0.150   2680   29   对比样品
  0.320   2640   30   对比样品
  195   0.002   2590   37   对比样品
  0.205   2610   30   对比样品
  0.340   2680   32   对比样品
  325   0.006   2710   30   对比样品
  0.180   2740   31   对比样品
  0.340   2800   27   对比样品
- 0.001 -   108   0.006   2790   29   对比样品
  0.250   2740   20   对比样品
  0.310   2880   20   对比样品
  245   0.005   2760   22   对比样品
  0.195   2900   20   对比样品
  0.380   2810   26   对比样品
  340   0.005   2670   29   对比样品
  0.230   2700   27   对比样品
  0.340   2740   29   对比样品
表9
  涂层量(g/m2)   Hv(1g)   Ra(μm)   溅落量(g/min)   起弧时间(sec)   备注
  MoS2   BN   MoS2+BN
- 0.002 -   107   0.004   2660   30   对比样品
  0.210   2770   31   对比样品
  0.320   2640   34   对比样品
  115   0.010   1980   305   本发明样品
  0.300   1900   415   本发明样品
  0.385   2710   38   对比样品
  235   0.002   2730   29   对比样品
  0.210   2040   270   本发明样品
  0.290   2100   240   本发明样品
  310   0.011   2010   298   本发明样品
  0.300   2200   305   本发明样品
  0.410   2870   25   对比样品
  340   0.006   2710   30   对比样品
  0.170   2840   22   对比样品
  0.320   2590   29   对比样品
表10
    涂层量(g/m2)   Hv(1g)   Ra(μm)   溅落量(g/min)   起弧时间(sec)   备注
MoS2   BN  Mos2+BN
- 0.400 -   109   0.005   2640     30   对比样品
  0.210   2740     27   对比样品
  0.315   2630     27   对比样品
115   0.008   2710     26   对比样品
  0.010   1708     410   本发明样品
  0.190   1700     590   本发明样品
  0.270   1680     620   本发明样品
  0.290   1910     610   本发明样品
  0.380   2640     31   对比样品
235   0.006   2700     33   对比样品
  0.016   1890     470   本发明样品
  0.210   1940     400   本发明样品
  0.260   1710     660   本发明样品
  0.295   1680     740   本发明样品
  0.360   2660     33   对比样品
  310   0.007   2740     30   对比样品
  0.300   2100     390   本发明样品
  0.320   2610     29   对比样品
  320   0.005   2740     29   对比样品
  0.205   2680     30   对比样品
  0.370   2660     34   对比样品
- 0.410 -   112   0.008   2710     34   对比样品
  0.240   2640     31   对比样品
  0.320   2700     27   对比样品
  215   0.007   2740     28   对比样品
  0.170   2670     30   对比样品
  0.330   2590     33   对比样品
370   0.015   2700     24   对比样品
  0.200   2690     21   对比样品
  0.270   2710     20   对比样品
  0.350   2700     24   对比样品
表11
    涂层量(g/m2)   Hv(1g) Ra(μm) 溅落量(g/min) 起弧时间(sec) 备注
Mos2 BN   MoS2+BN
- - 0.001   108     0.007  2710     29     对比样品
    0.190  2680     29     对比样品
    0.320  2730     27     对比样品
  195     0.006  2710     27     对比样品
    0.200  2740     31     对比样品
    0.330  2660     30     对比样品
  320     0.005  2890     30     对比样品
    0.205  2710     27     本发明样品
    0.340  2810     26     本发明样品
- - 0.002 107     0.008  2880     23     对比样品
    0.015  2760     21     对比样品
    0.210  2680     30     对比样品
    0.290  2700     27     对比样品
    0.315  2900     20     对比样品
    0.380  2910     19     对比样品
115     0.005  2810     22     对比样品
    0.010  2020     305     本发明样品
    0.190  1810     595     本发明样品
    0.295  1900     480     本发明样品
    0.315  2610     38     对比样品
    0.370  2700     34     对比样品
208     0.006  2740     37     对比样品
    0.019  2040     395     本发明样品
    0.215  2000     390     本发明样品
    0.296  1910     485     本发明样品
    0.315  2600     34     对比样品
    0.400  2730     34     对比样品
310     0.006  2710     30     对比样品
    0.017  1810     560     本发明样品
    0.240  1740     710     本发明样品
    0.300  1880     490     本发明样品
    0.311  2600     33     对比样品
    0.380  2600     39     对比样品
  318     0.009  2710     30     对比样品
    0.210  2800     21     对比样品
    0.290  2720     24     对比样品
表12
  涂层量(g/m2)   Hv(1g) Ra(μm)   溅落量(g/min) 起弧时间(sec) 备注
  MoS2  BN  MoS2+BN
- - 0.185 110   0.006   2780   19   对比样品
  0.019   2880   18   对比样品
  0.230   2740   16   对比样品
  0.290   2900   14   对比样品
  0.315   2890   14   对比样品
  0.395   2790   18   对比样品
  115   0.007   2910   19   对比样品
  0.010   2010   381   本发明样品
  0.300   2115   490   本发明样品
  205   0.007   2740   20   对比样品
  0.014   1960   320   本发明样品
  0.170   1890   480   本发明样品
  0.289   1930   500   本发明样品
  0.310   2600   39   对比样品
  310   0.008   2880   31   对比样品
  0.012   1880   410   本发明样品
  0.300   1910   370   本发明样品
320   0.008   2590   38   对比样品
  0.018   2710   32   对比样品
  0.210   2800   30   对比样品
  0.288   2830   27   对比样品
  0.310   2730   30   对比样品
  0.340   2660   33   对比样品
表13
  涂层量(g/m2)   Hv(1g)   Ra(μm)   溅落量(g/min)   起弧时间(sec)   备注
  MoS2   BN   MoS2+BN
- - 0.400   112   0.007   2740   30   对比样品
  0.150   2580   37   对比样品
  0.310   2730   36   对比样品
115   0.007   2820   30   对比样品
  0.010   1900   410   本发明样品
  0.190   1830   510   本发明样品
  0.294   1790   660   本发明样品
  0.308   2610   30   对比样品
  0.370   2710   31   对比样品
208   0.005   2680   32   对比样品
  0.020   1910   370   本发明样品
  0.170   1840   415   本发明样品
  0.293   1900   405   本发明样品
  0.314   2700   30   对比样品
  0.390   2660   31   对比样品
310   0.002   2780   30   对比样品
  0.021   2030   360   本发明样品
  0.180   2000   406   本发明样品
  0.300   1990   695   本发明样品
  0.310   2590   37   对比样品
  0.360   2710   34   对比样品
405   0.001   2710   34   对比样品
  0.205   2740   34   对比样品
  0.300   2800   30   对比样品
  0.340   2860   27   对比样品
表14
  涂层量(g/m2)   Hv(1g) Ra(μm)   溅落量(g/min) 起弧时间(sec) 备注
  MoS2  BN  MoS2+BN
- - 0.412 107   0.004   2890   30   对比样品
  0.021   2780   28   对比样品
  0.290   2730   24   对比样品
  0.310   2600   23   对比样品
  206   0.009   2680   26   对比样品
  0.187   2790   25   对比样品
  0.310   2710   24   对比样品
325   0.190   2810   18   对比样品
  0.205   2870   17   对比样品
  0.314   2760   18   对比样品
  0.330   2640   22   对比样品
如权利要求1所示的本发明提供一种电弧焊的未镀铜实心焊丝，通过调节焊丝表面平部分的显微维氏硬度和算术平均粗糙度而具有优秀喂入性。并且，本发明的未镀铜实心焊丝的喂入性等于或高于传统镀铜实心焊丝，从而提供焊接可加工性，并且，由于制造的实心焊丝未镀铜，减少了实心焊丝制造过程的能量消耗，并且由于不产生铜烟而改善了焊接工作环境。
根据权利要求2所述的本发明，送入焊丝表面平部分的减摩物质没有耗尽，从而达到优秀的喂入性。
根据权利要求3所述的本发明，由于富润滑剂区完全由凹陷形成，其中完全去除了拉拔润滑剂，因此富润滑剂区可以被MoS2、BN及其混合物中的至少一种成分完全充满，从而达到优秀的喂入性。
尽管为了解释的目的描述了本发明优选的实施例，但本领域一般技术人员应该理解的是，在不偏离权利要求限定的本发明范围和精神的情况下，可以进行各种修改、增添和替代。

Claims (2)

1.一种电弧焊的实心焊丝，包括：
未镀铜焊丝表面的平部分，其中平部分的显微维氏硬度为115-310，平部分的算术平均粗糙度为0.01-0.30μm，焊丝表面上单位面积的富润滑剂区面积比例为15-88％。
2.如权利要求1所述的实心焊丝，其中在焊丝表面涂覆选自MoS2、BN及其混合物中的至少一种，涂覆量为0.002-0.40g/m2。
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