CN1861309A - 非镀铜焊丝 - Google Patents

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Abstract

非镀铜焊丝，在平均电流为150～170A、尖端具有2～4mm的电流供应长度、尖端与母体材料之间的距离为20～24mm和焊丝弯曲的自由活套的直径为700～800mm的条件下，可进行CO2气体保护电弧焊，使得在电流为140～180A的条件下，焊丝和尖端间的电压降超过0.41V的概率大于70％，每10kg焊丝在其表面上负载0.25～1.5g的油，油是选自植物油、动物油、矿物油和合成油中的至少一种。焊丝在焊接时在它与尖端之间的滑动接触点能进行稳定的熔融，在连续焊接时没有突然固化，否则会在滑动接触点发生突然固化。焊丝有优异的焊丝供料性能和电弧稳定性，优异的焊接可加工性和最少的焊渣和烟气。

Description

非镀铜焊丝
技术领域
本发明涉及一种实芯焊丝或粉芯焊丝形式的非镀铜焊丝。
背景技术
使用细焊丝(直径0.8～1.6mm)用于MAG焊(用CO2或CO2+Ar)和MIG焊已是惯例。在焊接时，以下列方式从线轴或包装桶供应焊丝。用供料装置的供料辊从线轴(或包装桶)中拉出焊丝的一端，然后推到供料辊后的管道电缆的衬管(liner)中。这样，焊丝通过该衬管到达放在焊接现场的焊炬的尖端。
管道衬管是由螺旋缠绕的铜线形成的可弯曲导管。它通常长3～6m，有时长达10～20m。根据到焊接现场的距离选择足够的长度。即使管道电缆在窄的工作场所以Z字形或上下地放置，但是不管供料条件如何，都需要以恒定的速率稳定地输送焊丝。该供料性能是焊丝的重要特性之一。
当用供料辊推到衬管中时，由于与衬管内部的接触摩擦，所以焊丝面对着阻力。如果管道衬管几乎是直的，该阻力不足以大得阻止供料。但是，如果管道电缆很多次弯曲或急剧弯曲或过分伸长，将有较大的阻力。该增大的阻力将超过供料能力，从而使供料性能变差。
为了确保稳定的供料性能，需要降低来自管道衬管的阻力。降低供料阻力和提高供料性能的普通方式是向电弧焊丝表面涂敷润滑剂(液体或固体)。
已经提出了下列几种改进焊丝的供料性能的方法。
日本专利公开第Hei-08-157858号公报公开了将足量的油涂敷到焊丝表面上。
日本专利公开第Hei-06-285678号公报公开了将固体润滑剂(例如MoS2)涂敷到焊丝表面上。
日本专利公开第Sho-55-040068、Sho-56-144892、Hei-08-267284和2000-117486号公报公开了一种用焊丝表面的裂缝所持有的油润滑的方法，所述裂缝是在焊丝最终拉成之前当给焊丝退火降低其强度时产生的。
日本专利公开第Sho-58-184095、Hei-08-99188和2004-001061号公报公开了一种用填充在焊丝表面上形成的凹槽中的粉末润滑的方法。
上述现有技术主要用来降低焊接时焊丝受到的供料阻力。并且，日本专利公开第Hei-5-069181、2000-107881和2000-271780号公报了一种将电弧稳定剂填充到在焊丝表面上形成的凹槽中的技术。该技术用来改进电弧稳定性。
发明内容
不幸地，上述专利申请中公开的现有技术不能必然地促进普通电弧焊接实芯焊丝的焊丝供料性能和电弧稳定性，这是因为他们没有注意当焊丝摩擦尖端时发生的情况。因此，需要一种新的电弧焊丝，其可以容易地焊接，具有最少的焊渣和烟气。
本发明人发现焊接电流从尖端流到焊丝的表面，从而在其滑动接触点局部地熔融焊丝，使焊丝在固化后粘结到尖端上。(此后将这种现象称为熔融粘结)。熔融粘结是决定焊丝供料性能的重要因素。事实上，熔融粘结增加了与管道衬管内部的摩擦，从而大大地增加供料阻力。如果供料阻力超过10kgf，供料辊不再能跟得上焊接辊，在辊和焊丝之间发生滑动。由于供料辊常常比焊丝硬，滑动刮擦焊丝表面，使碎片(金属粉末)累积在管道衬管或尖端中。累积的碎片阻碍焊丝顺利地供料。
完成了本发明以解决上述问题。本发明的一个目的是提供一种具有下列特性的非镀铜焊丝：
在焊接时在尖端与焊丝表面之间的滑动接触点稳定熔融的能力；
在连续焊接时没有突然固化，否则，在滑动接触点发生突然固化；
优异的焊丝供料性能和电弧稳定性；
良好的可加工性，具有最少的焊渣和烟气。
本发明的一方面是旨在一种非镀铜焊丝，在平均电流为150～170A、尖端具有2～4mm的电流供应长度、尖端与母体材料之间的距离为20～24mm、并且由于焊丝弯曲而致的自由活套具有700～800mm直径的条件下，所述焊丝可以进行CO2气体保护电弧焊，使得在电流为140～180A的条件下，在所述焊丝和尖端之间的电压降超过0.41V的概率高于70％，每10kg所述焊丝在其表面上负载0.25～1.5g的油，所述油是选自植物油、动物油、矿物油和合成油中的至少一种。
根据本发明的该方面，电压降超过0.41V的概率优选应高于80％，更优选高于90％。
另外，根据本发明的该方面，优选每10kg的上述非镀铜焊丝在其表面或在其深100μm的表面层中负载0.01～0.25g的润滑剂，所述润滑剂是选自MoS2、WS2和ZnS中的至少一种。
本发明该方面的焊丝在焊接时在它与尖端之间的滑动接触点进行稳定的熔融，在连续焊接时没有突然固化，否则在滑动接触点发生突然固化。焊丝具有优异的焊丝供料性能和电弧稳定性。它也具有优异的焊接可加工性和最少的焊渣和烟气。
附图说明
图1是表示测定熔融粘结力和供料阻力的设备的图。
图2是表示用图1所示设备测定的焊接电流与供料阻力之间的关系的图。
图3是表示电压降(Ec)与接触点温度(Tmax)之间的关系的图，该关系是在尖端温度(TERT)为300K、400K、500K、600K、700K、800K和900K时观察到的。
图4(a)是尖端的截面图，图4(b)是配备有尖端的焊炬的截面图。
图5(a)是表示对比例中观察到的焊接电流与电压降之间的关系的图。图5(b)是表示实施例中观察到的焊接电流与电压降之间的关系的图。
图6(a)和6(b)是表示当焊接电流从140A变化到180A时在40A的范围内发生的电压降的概率密度分布的图。图6(a)和6(b)分别对应着图5(a)和5(b)。
图7是焊接时的电压降(纵坐标)随直径被辊模降低的量(横坐标)所绘出的图。
图8是表示电压降(纵坐标)和洗涤水的温度与洗涤时间的乘积(横坐标)之间的关系的图。
图9是表示焊接时感应加热温度和电压降之间的关系的图。
图10是表示ZnS的量(横坐标)与电压降(纵坐标)之间的关系的图。
图11是表示实施例1中的焊接电流与供料阻力之间的关系的图。
图12是表示实施例2中的焊接电流与供料阻力之间的关系的图。
图13是表示实施例3中的焊接电流与供料阻力之间的关系的图。
图14是表示实施例4中的焊接电流与供料阻力之间的关系的图。
图15是表示实施例5中的焊接电流与供料阻力之间的关系的图。
具体实施方式
下面参照附图更详细地描述本发明的实施方案。本发明是基于下述思想：焊丝的供料阻力基本上来源于流过焊丝的焊接电流，不是简单地来源于焊丝与管道衬管之间的机械(摩擦)力。
图1表示测定熔融粘结力和供料阻力的设备。用供料辊2将从卷轴1上解开的焊丝11供给管道衬管3(6m长)。焊丝通过管道衬管3，到达焊炬5。供料辊2固定在工作台4b上，工作台4b可以在框架4a上沿焊丝供料方向移动。顺便提及，管道衬管3缠绕一次使得经过它的焊丝受到机械曳力。管道衬管3的一端(接近供料辊2的一端)被支架8支撑，支架8固定在框架4a上。用闸流晶体管控制的焊接电源12(市场上可得到)通过焊炬5的尖端30和焊接平板6施加焊接电压。这样，在从焊炬5露出的焊丝11与焊接平板6之间发生电弧。当由供料辊2供应的焊丝11通过管道衬管3和焊炬5达到焊接平板6时受到供料阻力。该供料阻力本身表现为焊丝11推动可移动工作台4b的力。(换句话说，作用在供料辊2和支架8或框架4a上的力将可移动工作台4b推离供料辊2)。用放在可移动工作台4b和支架8或框架4a之间的测力仪9测定该力。这样测定的力代表供料阻力。
连接到焊炬5上的第二个测力仪5a测定尖端30与焊丝11之间的熔融粘结力。测力仪5a在其中心具有一个孔以便焊丝11通过。焊丝11通过该孔到达尖端30。在该动作中，将焊接电流从尖端30供应给焊丝11，焊接电流使得在焊丝11与尖端30之间发生局部熔融粘结。结果，焊丝11给尖端30施加一个向下的力。用测力仪5a测定该力。(此后将该作用在尖端30上的力称为尖端阻力)。顺便提及，因为测力仪容易被焊接电流损坏，所以测力仪5a与焊炬5完全电绝缘。将焊接电流直接从焊接电源12供应给尖端30。
并且，焊接电源12的电流供应电缆配备检测焊接电流所对应的霍尔电流的霍尔器件10。用电压表7检测焊炬5和焊接平板6之间的电压得到焊接电压。将这样测定的供料阻力、尖端阻力、焊接电流和焊接电压输入到记录仪13。
图2是表示用上述测定仪器测定的焊接电流与供料阻力之间的关系的图。要注意，没有焊接电流(或当焊接电流为零时)，即使以12米/分钟的速率供应焊丝11，供料阻力也是小的(低于20N)。该供料阻力仅仅是因为焊丝11与管道衬管3之间的机械摩擦力。另一方面要注意，在焊接开始后，特别是在焊接电流超过100A之后，随着焊接电流增加，供料阻力开始增加。图2中的符号■表示在每种焊接电流水平下供料阻力的平均值。从符号■延伸出的误差线表示供料阻力变化的上下限。如图2所示，随着焊接电流增加，供料阻力增加(供料阻力的变化也增加)。因此，得到当焊接电流从焊丝流到尖端时产生供料阻力。焊接电流越大，供料阻力和供料阻力的变化越大。
供料阻力的增加产生于当焊接电流从焊炬5的尖端流到焊丝11时，滑动接触点熔融引起熔融粘结的事实。本发明人进行试验研究该现象。结果发现，降低熔融粘结的最有效方式是创造出滑动接触点容易软化和焊接时熔融状态继续存在的条件。还发现，只要滑动接触点稳定地保持为固体或稳定地保持为软化或熔融状态，从焊丝流到尖端的焊接电流产生的熔融粘结仍然是小的，尖端阻力仍然是小的，供料阻力仍然是小的。
不管焊丝种类或焊丝表面状态(在焊丝表面上电镀的金属种类)如何，该规律都是正确的。当焊接电流(通常大到几十至几百安培)流过它时，滑动接触点几乎一直都不能保持为固体。从实际的角度，需要滑动接触点保持为柔软或熔融状态，而不是间歇地重复地经历软化、熔融和固化。
为了知道滑动接触点是否一直都保持为柔软或熔融状态，需要测定滑动接触点的温度。但是，用于这种目的的直接温度测定存在困难，因此需要温度的替代物。
金属中的自由电子负载电流和热通过滑动接触点的规律表明，在接触点温度(Tmax)和接触点的电压降(Ec)之间应该存在一定的关系，用下列数学式表示。
Ec＝{4L(Tmax 2-TERT 2)}1/2
式中，TERT表示尖端温度，L表示劳伦兹数(2.45×10-8(V/K)2)。
该关系预测接触点温度Tmax随电压降(Ec)增加而升高，当电压降(Ec)超过一定值时，接触点熔融。具体地说，该关系预测，假设尖端温度(TERT)等于室温(300K)，当电压降(Ec)达到0.41V时，铜(作为尖端的组成)在1356K(熔点)下熔融。图3表示尖端温度(TERT)在300K、400K、500K、600K、700K、800K或900K下的电压降(Ec)与接触点温度(Tmax)之间的关系。在图3中，最左边的曲线表示当尖端温度TERT等于室温(300K)时观察到的数据。向右边的曲线表示改变的尖端温度为400K、500K、600K、700K、800K和900K的数据。
常规的非镀铜焊丝在其表面接触处具有相当低的电阻。另外，它具有大幅波动的阻力和电压降(在引起铜熔融的电压降(Ec)0.41V上下)。
可以通过调节焊丝的表面状态控制电压降。为此，可以使用下列方式中的任一种。
(1)省略外层通路步骤(在使用油或脂肪的情况中该步骤认为是实质上最后的步骤)。
(2)在含有一种或两种钠皂或钾皂的润滑剂的帮助下，拉成最后直径的焊丝的水洗(在30℃和30℃以上)和随后的干燥。得到的焊丝具有电学性能均匀的改进表面。再用热水或高温高压蒸汽处理焊丝表面给焊丝表面提供均匀的电阻。
(3)以在长度方向上在焊丝表面上均匀地形成表面不规则性的方式，使用干润滑剂用辊模或微型磨(micromill)拉丝。得到的微小的光滑不规则性均匀地增加了焊丝表面的电阻。
(4)拉成产品的最后直径，接着以不产生过分的表面氧化但在焊丝表面上形成很薄的氧化物膜的方式，在足够高的温度下加热(高频感应加热炉)足够长的时间。得到的焊丝具有均匀增加的表面电阻。
(5)使硫化物保留在焊丝表面上。
在上述五个步骤中，第一和第三步骤不同于焊丝生产中使用的常规步骤。
根据生产设备，充分地组合使用这些步骤，可以制备出需要的表面容易熔融的焊丝。换句话说，如果焊丝表面在其整个周围和长度上具有均匀的微小的光滑的表面不规则性、极薄的氧化物膜和残留的硫化物，那么焊接电流就能一直使焊丝表面软化和熔融。本发明的技术适用于实芯焊丝(没有焊剂)和粉芯焊丝。
因为尖端的孔约为40mm长和焊丝在几个点与该孔接触，所以如果用普通方法测定，焊接时产生的电压降很小。换句话说，尖端与焊丝之间的电压降在这些接触点平行地发生。因此，电压降可以用本发明的下列方式测定。
在用图4所示具有插在其孔(不包括约3～4mm长的前端)中的绝缘套的尖端焊接时测定电压降。绝缘套在宏观上仅允许一个接触点存在。
图4(a)是尖端的截面图。图4(b)是配备图4(a)所示尖端的焊炬的截面图。焊炬20包围在绝缘套22中，连接到通过其供应焊丝11的电缆21上。在焊炬20的下端是导电连接器23，导电连接器23连接到电源电缆24上。连接器23的下侧具有一个向下的突起，尖端30的主体31的上部分旋在该突起上。因此，导电连接器23将电源电缆24电连接到尖端30的主体31上。向下的突起被放在其上的绝缘圆柱25包围，绝缘圆柱25被套筒26围绕。在套筒26中放置尖端30。绝缘圆柱25配备保护气体的入口27。这样，套筒26通过入口27供应保护气体。
尖端30具有焊丝通过的孔(在主体31的中心)。孔的内部(不包括尖端33的前端的约3～4mm长的小部分)用绝缘套32覆盖，例如绝缘套32的测量的内径为2.0mm和外径为3.2mm。绝缘套32防止焊丝11电接触导电主体31。
尖端30的前端33具有直径稍微比焊丝11大，但直径稍微比绝缘套32小的孔，因此焊丝11在通过时不直接接触导电主体31。这样，焊接电流直接供应给尖端30的前端33，电流根本不能从任何其它金属部分供应给焊丝11。正极28电连接到套筒26内的尖端30上，负极(未表示出)连接到缠绕在线轴1上的焊丝11的端点上。用数字记录仪(未表示出)测定正极28和负极之间的电位差。
焊炬20和尖端30可以用150～170A的平均电流焊接比如直径为1.2mm的焊丝。平均电流是指在连接在焊接电源中的电流表上观察到的电流。在接触尖端30的焊丝11的一端与接触线轴1的焊丝11的另一端之间没有电位差，这是因为电位记录电路(或数字记录仪)具有充分大的内电阻，仅有可忽略的电流流过。因此，测定正极27与负极之间的电位差相当于测定焊丝11与尖端30的前端33之间的电位差。与电位差的信号完全同步地将焊接电流的波形式输入到数字记录仪中。使用霍尔器件10或分流器可以实现焊接电流的检测，因为前者具有良好的噪阻，所以前者是优选的。对于用100％的CO2作保护气体的焊接，仅仅需要观察焊接电流与电压降之间的关系。这是因为在瞬间的短路条件下的焊接使电流在约100A和400A之间大幅度地波动，由于电流高达400A，这可以测定电压降。测定的例子表示在图5中。
图5(a)是表示在对比例中观察到的焊接电流与电压降之间的关系的图。图5(b)是表示在实施例中观察到的焊接电流与电压降之间的关系的图。要注意即使平均电流为160A，瞬间的焊接电流从20A很大地变化到400A，这是因为液滴重复地经历短路过渡(short circuiting transfer)和熔滴过渡(globular transfer)。在图5中，相对于每个电流值绘出瞬间电压降，这样绘出的电压降表示接触点的状态。由于金属态的铜在0.41V熔融，所以接触点稳定地软化和熔融的临界电压降是0.41V。
图6(a)和6(b)是表示随着在图5(a)和5(b)中焊接电流从140A变化到180A，发生在40A范围内的电压降的概率密度分布(发生频率分布)。具体地说，和焊接电流同步地以2毫秒的间隔测定电压降，相对于从140V变化到180V的电流绘出所有的电压降的测定值。概率密度分布表示电压降超过0.41V的那些点的比例。在图6中，电压降超过0.41V的概率用A/B的比表示，其中A表示通过0.41V的点的垂直线和该垂直线右侧的曲线所包围的面积，B表示该数据曲线所包围的总面积。图6(a)表示普通非镀铜焊丝的电压降的概率密度分布。要注意电压降超过0.41V的概率为约0.5。因为用这样的焊丝焊接时在滑动接触点重复地发生熔融和固化，所以用该焊丝焊接发生频繁的熔融粘结，不能稳定地操作。相比之下，图6(b)表示本发明的焊丝的电压降的概率密度分布。要注意电压降超过0.41V的概率高于0.9。因为在滑动接触点一直发生熔融，所以该焊丝可以进行稳定的操作。
从前述发现看，所述非镀铜焊丝(产生本发明的效果的非镀铜焊丝)根据本发明定义如下。
(1)当所述非镀铜焊丝在平均电流为150～170A、尖端具有2～4mm的电流供应长度、尖端与母体材料之间的距离为20～24mm、并且由于焊丝弯曲而成的自由活套具有700～800mm直径的条件下用于CO2气体保护电弧焊时；
(2)在电流为140～180A的条件下，在所述焊丝与尖端之间的电压降超过0.41V的概率高于70％。
(3)另外，每10kg的本发明的非镀铜焊丝在其表面负载0.25～1.5g的油，所述油为选自植物油、动物油、矿物油和合成油中的至少一种。
上述(1)中的条件是为测定电压降而进行的焊接。根据本发明，用宽分布的焊接电流进行焊接，焊接电流的平均值为150～170A。在用这样的焊接电流焊接时测定电压降。例如，在用160A的平均焊接电流(焊接机的电流仪设定为160A)的焊接中，实际焊接电流将在20A和400A之间瞬间地波动。如后面描述的对在140A和180A之间波动的电流测定电压降。
如上述(2)中所述，用150～170A的平均焊接电流进行焊接，如图6所示绘出实际电流与电压降之间的关系。提取出实际电流为140～180A的数据。需要电压降超过0.41V的情况在所有情况中占70％。换句话说，需要电压降超过0.41V的概率应高于70％。只要满足该要求，不管在带一个环的6米长的管道衬管电缆的供料系统中的焊接电流如何，供料阻力都不超过60N。对于后面提及的实施例，这表示在图11中。因此，本发明的焊丝的特征在于电压降超过0.41V的概率高于70％。
本发明的焊丝应该满足上述条件(3)。如果油量小于0.25g/10kg焊丝，由于与管道衬管的机械摩擦，供料阻力将超过60N。另一方面，如果油量大于1.5g/10kg焊丝，过量的油将引起管道衬管堵塞和供料辊滑动。
能用在本发明中的油可以选自棕榈油(植物油)、牛脂(动物油)和聚异戊二烯(合成油)。
如果电压降超过0.41V的概率高于80％，不管在带一个环的6米长的管道衬管电缆的供料系统中的焊接电流如何，供料阻力都不超过50N。这表示在后面描述的图12中。因此，需要电压降超过0.41V的概率高于80％。并且，如果电压降超过0.41V的概率高于90％，不管在带一个环的6米长的管道衬管电缆的供料系统中的焊接电流如何，供料阻力都不超过40N。这表示在后面描述的图14中。因此，需要电压降超过0.41V的概率应高于90％。
另外，应优选每10kg的本发明的焊丝在其表面或深100μm的表面层中负载0.01～0.25g的润滑剂，所述润滑剂为选自MoS2、WS2和ZnS中的至少一种。如果焊丝具有上面指定的润滑剂，不管在带一个环的6米长的管道衬管电缆的供料系统中的焊接条件如何，供料阻力变化都不大于10N。对于大于0.25g/10kg焊丝的量，润滑剂会在管道衬管电缆中产生堵塞。
不管焊丝类型(实芯焊丝或粉芯焊丝)如何，电压降与滑动接触点的状态之间的关系基本上是正确的。滑动接触点的状态也受焊丝与尖端之间的接触力影响。如果接触力为零，将有一个无穷大的接触电阻阻碍稳定的电源供应。如果接触力大于50gf，滑动接触点仍是稳定的。如果在焊丝通过尖端后，它具有约750mm(750±50mm)的视直径(apparent diameter)(或自由活套直径)，那么不管焊丝类型(实芯焊丝或粉芯焊丝)如何，只要恰当地调节焊丝表面，滑动接触点仍是稳定的。
顺便提及，假设本发明的焊丝具有0.8～1.6mm的直径。
用辊模拉丝制备非镀铜实芯焊丝的样品，以下列方式测试电压降。下表1表示焊丝的组成(余量为钢和不可避免的杂质)。
                表1(单位：质量％)
  C   Si   Mn   P   S   Ti
  0.04   0.8   1.2   0.010   0.010   0.24
通过串联的孔模和辊模拉成直径5.25～5.6mm的酸洗的棒。将直径5.5mm的焊丝拉成直径1.2mm的焊丝使直径总共降低4.3mm。图7是将辊模产生的直径降低绘在横坐标上和将焊接时的电压降绘在纵坐标上的图。
从图7注意到，当用辊模产生的直径降低量增加时，电压降增加。
通过中间退火(当直径为2.4mm时)、酸洗、用钠皂通过孔模拉成最终的直径和在30℃下用温水彻底洗涤制备出另一个样品。得到的样品在其表面上具有极薄的氧化物膜，因此电压降明显地增加。图8是表示电压降(纵坐标)和洗涤水的温度与洗涤时间的乘积(横坐标)之间的关系的图。从图8明显看到，焊接时电压降随洗涤时间或洗涤水的温度成比例地增加。
使用高频感应加热设备(振荡频率为20kHz)在空气中将焊丝样品瞬间加热到高温。图9是表示焊接时感应加热温度与电压降之间的关系的图。要注意，如果加热温度为300℃，电压降明显增加。450℃以上的加热产生不适合焊接的退火的软焊丝。
图10是表示焊丝表面上ZnS的量(横坐标)与电压降(纵坐标)之间的关系的图。从图10注意到当焊丝表面涂敷足量的油和ZnS时，电压降增加。还注意到电压降随ZnS的量成比例地增加。还发现该关系对其它硫化物也是正确的。
实施例
用具有与JIS YGW11相当的化学组成的实芯焊丝进行试验。下表2表示实芯焊丝的组成(余量为钢和不可避免的杂质)。
表2(单位：质量％)
  C   Si   Mn   P   S   Ti   O
  0.04   0.80   1.45   0.010   0.010   0.24   0.0040
当焊丝具有5.25mm的直径时，它进行酸洗。然后，在实施例1～5所示的条件下焊丝进行冷拉、洗涤和表面处理。在冷拉中，将焊丝拉成1.185±0.015mm的直径。在表面处理中，将油涂敷到焊丝表面上。顺便提及，本实施例的程序对具有最终直径0.6～1.6mm的焊丝或粉芯焊丝也是有效的。
使用图1所示的试验设备，改变焊接电流和电压，评价效果(供料性能)。设备具有6米长的焊炬和赋予供料阻力的环(直径300mm)。
实施例1
用钠皂通过孔模干拉使直径从5.5mm降低到1.2mm，制备出样品焊丝。将最后拉成的焊丝浸在60℃的热水中2秒钟进行洗涤。干燥后，洗涤过的焊丝以0.8g/10kg的量涂敷合成油(聚异丁烯)。顺便提及，最后拉成的焊丝不进行使用油的光整冷轧(为了稍微的断面减缩率)。
图11是表示焊接电流与供料阻力之间的关系的图。要注意最大供料阻力为60N。因此，除非供料阻力超过100N，在具有约100N的夹力的供料辊上不发生滑动。这样，不顾焊丝供料速率的稍微波动，本实施例的样品焊丝满足最小的要求(金属粉末不堵塞尖端、起拱线(spring liner)和管道)。
实施例2
用钠皂通过孔模干拉直至使直径从5.5mm降低到2.4mm，通过辊模干拉直至使直径从2.4mm降低到1.25mm和用钠皂通过孔模干拉直至使直径从1.25mm降低到1.2mm，这样制备出样品焊丝。将最后拉成的焊丝浸在70℃的热水中2秒钟进行洗涤。干燥后，洗涤过的焊丝以0.8g/10kg的量涂敷合成油(聚异丁烯)。
图12是表示焊接电流与供料阻力之间的关系的图。要注意最大供料阻力为50N。本实施例中的样品焊丝在供料速度上具有最小的波动，给出最小量的焊渣。
实施例3
用钠皂通过辊模干拉直至使直径从5.5mm降低到1.28mm和用钠皂通过孔模干拉直至使直径从1.28mm降低到1.2mm，这样制备出样品焊丝。将最后拉成的焊丝浸在65℃的热水中2秒钟进行洗涤。干燥后，洗涤过的焊丝以0.8g/10kg的量涂敷合成油(聚异丁烯)。
图13是表示焊接电流与供料阻力之间的关系的图。要注意本实施例的样品焊丝产生稳定的供料阻力，即使使用大的焊接电流，发生焊接缺陷的概率也很低。
实施例4
用钾皂通过辊模干拉直至使直径从5.5mm降低到1.25mm和用钠皂通过孔模干拉直至使直径从1.25mm降低到1.2mm，这样制备出样品焊丝。将最后拉成的焊丝浸在65℃的热水中2秒钟进行洗涤。干燥后，洗涤过的焊丝涂敷0.8g/10kg量的合成油(聚异丁烯)和0.015g/10kg量的MoS2。
图14是表示焊接电流与供料阻力之间的关系的图。要注意本实施例的样品焊丝产生稳定的低供料阻力，具有大大降低的焊渣和烟气。
实施例5
用下面指定的润滑剂通过辊模干拉直至使直径从5.5mm降低到1.25mm和用钠皂通过孔模干拉直至使直径从1.25mm降低到1.2mm，这样制备出样品焊丝。所述润滑剂由钠皂或钾皂、例如亚硝酸盐和磷酸盐等软化点调节剂和选自MoS2、WS2和ZnS的硫化物组成。将最后拉成的焊丝浸在65℃的热水中2秒钟进行洗涤。干燥后，洗涤过的焊丝涂敷0.8g/10kg量的合成油(聚异丁烯)和各自量为0.05g/10kg的MoS2、WS2和ZnS(硫化物的总量为0.15g/10kg)。
图15是表示焊接电流与供料阻力之间的关系的图。要注意，本实施例的样品焊丝不管焊接电流如何都产生很低的供料阻力，可以在实际焊接电流的整个范围内以恒定的速率供料。
表3表示电压降超过0.41V的概率和电压降超过0.41V的概率高于70％的阈电压，适用于图7～10所示的数据。顺便提及，表3中的数据包括在实施例1～5的数据中。
表3
数据   超过0.41V的概率(％)   70％概率的阈电压(V)   备注(对应的实施例)
  图7-1   53％   0.31V
  图7-2   75％   0.44V
  图7-3   76％   0.46V   实施例2
  图7-4   79％   0.50V   实施例3
  图7-5   84％   0.51V   实施例4
  图7-6   85％   0.52V   实施例5
  图8-1   53％   0.35V
  图8-2   57％   0.39V
  图8-3   54％   0.36V
  图8-4   70％   0.41V
  图8-5   76％   0.45V   实施例1
  图8-6   83％   0.50V
  图8-7   83％   0.50V
  图8-8   84％   0.51V
  图8-9   85％   0.52V
  图9-1   50％   0.29V
  图9-2   52％   0.31V
  图9-3   55％   0.37V
  图9-4   75％   0.44V
  图9-5   75％   0.45V
  图10-1   45％   0.24V
  图10-2   58％   0.39V
  图10-3   70％   0.41V
  图10-4   77％   0.47V
  图10-5   75％   0.45V
  图10-6   76％   0.46V
  图10-7   73％   0.43V
  图10-8   75％   0.45V

Claims (4)

1.一种非镀铜焊丝，在平均电流为150～170A、尖端具有2～4mm的电流供应长度、尖端与母体材料之间的距离为20～24mm、并且由于焊丝弯曲而成的自由活套的直径为700～800mm的条件下，所述非镀铜焊丝允许进行CO2气体保护电弧焊，使得在电流为140～180A的条件下，在所述焊丝和所述尖端之间的电压降超过0.41V的概率大于70％，并且每10kg的所述焊丝在其表面上负载0.25～1.5g的油，所述油是选自植物油、动物油、矿物油和合成油中的至少一种。
2.如权利要求1所述的非镀铜焊丝，其中电压降超过0.41V的概率高于80％。
3.如权利要求1所述的非镀铜焊丝，其中电压降超过0.41V的概率高于90％。
4.如权利要求1所述的非镀铜焊丝，每10kg的所述焊丝在其表面或深100μm的表面层中负载0.01～0.25g的润滑剂，所述润滑剂为选自MoS2、WS2和ZnS中的至少一种。
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