一种生产高强钢用桶装无缝药芯焊丝的方法及其装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种生产高强钢用桶装无缝药芯焊丝的方法，包括粉料原料和钢带原料轧制成型、激光焊合、轧制减径、高温退火、拉拔减径、表面镀铜及桶装层绕工序，通过对焊丝进行激光焊合，使得焊丝无缝化，保证焊丝超低氢效果；通过高温退火处理使高强钢焊丝软化，有利于后续拉拔减径等工序的顺利完成，同时去掉焊丝表面润滑剂；最后利用表面镀铜工艺在焊丝表面镀铜，使得焊丝具有优良的送丝性及防锈性能；解决了现有桶装药芯焊丝生产工艺难以保证扩散氢要求，以及表面处理工序不严谨，送丝不畅及防锈性能差的问题。
【专利说明】
-种生产高强钢用桶装无缝药巧焊竺的方法及其装置
技术领域
[0001] 本发明属于焊接材料制造技术领域，具体设及一种生产高强钢用桶装无缝药忍焊 丝的方法及其装置。
【背景技术】
[0002] 国内工程机械用钢强度级别不断提高，抗拉强度大于850MPa高强度钢板在工程机 械、海洋平台等领域得到逐步应用。近年来，随着药忍焊丝生产技术的成熟及其在机械制造 业中的广泛应用，高速且性能优良的高强钢用药忍焊丝就显得尤为重要，并且随着药忍焊 丝自动化焊接的快速发展，桶装焊丝应运而生，桶装焊丝不仅节约焊接成本，更可大幅提高 焊接工作效率。
[0003] 目前，国内多使用进口高强钢用桶装焊药忍焊丝，国内桶装药忍焊丝在扩散氨控 审IJ、送丝性W及防诱性能方面都不够成熟，尤其是送丝性能存在较大差距。国内普通桶装药 忍焊丝生产工艺均是按照普通盘装药忍焊丝生产，难W保证扩散氨要求，表面处理工序不 严谨，送丝不杨比较常见。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是克服现有桶装药忍焊丝生产工艺难W保证扩散氨要求，W及表面 处理工序不严谨，送丝不杨及防诱性能差的问题。
[0005] 为此，本发明提供了一种生产高强钢用桶装无缝药忍焊丝的方法，具体包括如下 步骤：
[0006] 1)将钢带原料装入放线机一上，经前置张力机一传送到前置焊丝成型机中社成U 形槽状，同时，将粉料原料装入下粉机构经粉料保溫装置投放到经过的U形槽状钢带原料 中，载有粉料原料的U形槽状钢带原料经过后置焊丝成型机处理为Φ 5.05mm~Φ 5.25mm的 药忍焊丝毛巧。
[0007] 2)采用高频脉冲激光器对步骤1)的药忍焊丝毛巧进行激光焊合处理，使得焊缝缝 隙达到原子间结合，焊缝为零。
[000引3)将经步骤2)处理的药忍焊丝毛巧经过社制减径机构进行多次社制减径处理，获 得巫1.45mm~Φ 1.55mm的初始化药忍焊丝。
[0009] 4)将步骤3)得到的初始化药忍焊丝经烘赔装置进行高溫退火处理。
[0010] 5)经步骤4)高溫退火处理后的初始化药忍焊丝放置在放线机二上经前置张力机 二传送到拉拔减径机构进行多次拉拔减径处理，获得Φ 1.165mm~Φ 1.195mm的药忍焊丝。
[0011] 6)将步骤5)得到的药忍焊丝经表面锻铜工艺处理，然后再经桶装层绕机构进行层 绕。
[0012] 优选的，所述步骤2)中脉冲激光器的频率为350~5001(化。
[0013] 优选的，所述步骤3)社制减径处理得到的初始化药忍焊丝采用大孔工字轮进行收 线。
[0014] 优选的，所述步骤4)中烘赔装置采用井式电阻炉，通过抽真空并冲入氮气作保护 气体进行烘赔，烘赔溫度为800~900°C，烘赔时间为24小时。
[0015] 优选的，所述步骤6)中表面锻铜工艺采用化学锻铜，且药忍焊丝表面锻铜层厚度 为0.2~0.4皿。
[0016] 优选的，所述药忍焊丝毛巧直径为5.05mm，社制减径处理得到的初始化药忍焊丝 的直径为1.50mm，拉拔减径处理得到的药忍焊丝直径为1.185mm。
[0017] 另外，本发明还提供了一种生产高强钢用桶装无缝药忍焊丝的装置，包括成型机 构、社制减径机构、拉拔减径机构和桶装层绕机构，所述成型机构包括放线机一、前置张力 机一、下粉机构、粉料保溫装置、前置焊丝成型机和后置焊丝成型机，所述粉料保溫装置承 接下粉机构安装，粉料保溫装置设于前置焊丝成型机和后置焊丝成型机之间，前置张力机 一设置在放线机一和前置焊丝成型机之间，所述成型机构和社制减径机构之间设置有脉冲 激光器，所述拉拔减径机构和桶装层绕机构之间设置有表面锻铜装置。
[0018] 进一步地，上述社制减径机构包括若干个漉模和社制机，该若干个漉模和社制机 之间交替间隔设置。
[0019] 进一步地，上述拉拔减径机构包括若干个聚晶模和拉拔机，该若干个聚晶模和拉 拔机之间交替间隔设置。
[0020] 进一步地，上述桶装层绕装置包括后置张力机二和收线机二，所述后置张力机二 承接表面锻铜装置安装。
[0021] 与现有技术相比，本发明的有益效果:本发明提供的运种生产高强钢用桶装无缝 药忍焊丝的方法在现有生产方法的基础上，通过对焊丝进行激光焊合，使得焊丝无缝化，保 证焊丝超低氨效果;通过高溫退火处理使高强钢焊丝软化，有利于后续拉拔减径等工序的 顺利完成，同时去掉焊丝表面润滑剂;最后利用表面锻铜工艺在焊丝表面锻铜，使得焊丝具 有优良的送丝性及防诱性能。
[0022] W下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
【附图说明】
[0023] 图1是本发明实施例的方框流程结构示意图。
[0024] 图2是本发明实施例的药忍焊丝漉模社制减径设备示意图。
[0025] 图3是本发明实施例的药忍焊丝聚晶模拉拔减径设备示意图。
[0026] 附图标记说明：1、放线机一;2、前置张力机一;3、前置焊丝成型机;4、下粉机构;5、 粉料保溫装置;6、后置焊丝成型机;7、脉冲激光器;8、漉模;9、社制机；10、后置张力机一； 11、收线机一；12、放线机二；13、前置张力机二；14、聚晶模；15、拉拔机；16、表面锻铜装置； 17、后置张力机二;18、收线机二。
【具体实施方式】
[0027] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028] 如图1并结合图2和图3所示，本发明提供了一种生产高强钢用桶装无缝药忍焊丝 的方法，具体包括如下步骤：
[0029] 1)将钢带原料装入放线机一 1上，经前置张力机一 2传送到前置焊丝成型机3中社 成U形槽状，同时，将粉料原料装入下粉机构4经粉料保溫装置5投放到经过的U形槽状钢带 原料中，载有粉料原料的U形槽状钢带原料经过后置焊丝成型机6处理为Φ 5.05mm~Φ 5.25mm的药忍焊丝毛巧。优选药忍焊丝毛巧的直径为5.05mm。
[0030] 具体的，在装入钢带原料前对钢带原料进行检验，对重卷钢带原料进行清洗并烘 干层绕处理;在装入粉料原料前对粉料原料进行检验、筛粉、配粉、混粉W及烘干处理;运些 带钢原料及粉料原料的前期预处理均为常规的技术手段，运里不做详细描述。所述粉料原 料按设定好的剂量随该U形槽状钢带原料经过粉料保溫装置5的投料口时逐渐投放，使之经 过的U形槽状钢带原料载有的粉料原料量均匀一致。
[0031] 2)采用高频脉冲激光器7对步骤1)的药忍焊丝毛巧进行激光焊合处理，使得焊缝 缝隙达到原子间结合，焊缝为零，可有效保证制得的药忍焊丝超低氨效果。其中，脉冲激光 器7设置的频率范围为350~500Ifflz，具体频率根据不同的设备和材料决定。
[0032] 3)将经步骤2)处理的药忍焊丝毛巧经过社制减径机构进行多次社制减径处理，获 得巫1.45mm~Φ 1.55mm的初始化药忍焊丝。优选初始化药忍焊丝直径为1.50mm。
[0033] 具体的，如图2所示，所述社制减径机构承接脉冲激光器7安装，社制减径机构包括 若干个漉模8和社制机9,该若干个社制机9之间由漉模8间隔，形成交替配置的态势。优选 的，在所述社制减径机构之后设置后置张力机一 10和收线机一11，社制减径机构社制减径 后得到的初始化药忍焊丝经后置张力机一 10传送至收线机一 11进行收线，优选的采用采用 大孔工字轮进行收线，运样有利于后续初始化药忍焊丝高溫退火处理时可W达到焊丝烘赔 更均匀的效果。
[0034] 4)将步骤3)得到的初始化药忍焊丝经烘赔装置进行高溫退火处理。
[0035] 具体的，烘赔装置采用井式电阻炉，通过抽真空并冲入氮气作保护气体进行烘赔， 烘赔溫度为800~900°C，烘赔时间为24小时，然后随炉冷却。高溫退火处理目的是使焊丝软 化，有利于后续聚晶模拉拔减径等工序的顺利完成，同时去掉焊丝表面润滑剂，使焊丝表面 较干净。烘赔溫度低于800°C，将导致焊丝硬度过高，不利于后续桶装过程的圈绕及花型控 审IJ;烘赔溫度高于90(TC，易导致焊丝过软，挺度不足，影响焊接过程中的送丝性能。
[0036] 5)经步骤4)高溫退火处理后的初始化药忍焊丝放置在放线机二12上经前置张力 机二13传送到拉拔减径机构进行多次拉拔减径处理，获得Φ 1.165mm~Φ 1.195mm的药忍焊 丝。优选药忍焊丝的直径为Φ 1.185mm。
[0037] 具体的，如图3所示，所述拉拔减径机构包括若干个聚晶模12和拉拔机13,该若干 个拉拔机13之间由聚晶模12间隔，形成交替配置的态势。
[0038] 6)将步骤5)得到的药忍焊丝经表面锻铜工艺处理，然后再经桶装层绕机构进行层 绕。其中，桶装层绕装置包括后置张力机二17和收线机二18,所述后置张力机二17承接表面 锻铜装置16安装，表面锻铜的药忍焊丝经后置张力机二17传送至收线机二18进行收线层 绕。
[0039] 具体的，所述表面锻铜工艺采用化学锻铜，使药忍焊丝从表面锻铜装置16中通过， 且保证药忍焊丝表面锻铜层厚度为0.2~0.4皿。焊丝表面锻铜后，焊丝具有优良的送丝性， 主要是减少送丝时的送丝阻力，达到送丝顺杨的效果，并对焊丝的防诱性起到了良好的作 用。在药忍焊丝表面锻铜时，药忍焊丝表面锻铜层的厚度控制是一个重要的环节，若锻铜层 厚度控制锻铜层厚度小于〇.2μπι，将影响焊丝的导电及防诱性能;若锻铜层厚度大于0.4μπι， 将导致锻铜层过厚，锻铜层结合力强度不足，在焊接过程的送丝管中容易掉铜粉，阻碍焊接 过程中连续顺杨的送丝。
[0040] 在本发明实施例中，高溫退火、表面锻铜参数具体如下：
[0041] 表1:高溫退火参数
[0042]
'[0047]~对本发明实施例1~4制得的药忍焊丝烙敷金属扩散氨含量测试(水银法），其结果I 如表4所不。
[004引表4:药忍焊丝烙敷金属扩散氨含量(水银法）
[0049]
[(Κ)加]
[0051] 由表4可W看出，本发明实施例制得的药忍焊丝烙敷金属扩散氨含量水银法开包 检测均值小于5.0mL/100g，达到超低氨要求。
[0052] 本发明实施例药忍焊丝的送丝性能和防诱性能测试如下：
[0053] 采用送丝软管盘绕2圈的方法评价药忍焊丝送丝顺杨程度。将8米长的送丝软管弯 曲成两个Φ500πιπι的高负荷回路，并使用大规范焊接参数进行焊接。在同一焊接参数下，如 果焊接时的焊接电流、电弧电压与送丝软管不盘绕时焊接电流、电弧电压相当，且连续焊接 焊缝成形正常，则表明药忍焊丝送丝性能良好。焊接对比结果见表5。
[0054] 表5:送丝性能和导电嘴磨损 Γ00551
[0056]将实施例1~4制得的高强钢用桶装无缝药忍焊丝正常包装入库之后放置，防诱实 验结果见表6。
[0化7] 表6:防诱性能对比 [0化引
[0060] 综上所述，本发明提供的运种生产高强钢用桶装无缝药忍焊丝的方法通过对焊丝 进行激光焊合，使得焊丝无缝化，保证焊丝超低氨效果;通过高溫退火处理使高强钢焊丝软 化，有利于后续拉拔减径等工序的顺利完成，同时去掉焊丝表面润滑剂;最后利用表面锻铜 工艺在焊丝表面锻铜，使得焊丝具有优良的送丝性及防诱性能。
[0061] W上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡 是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种生产高强钢用桶装无缝药芯焊丝的方法，其特征在于:具体包括如下步骤： 1) 将钢带原料装入放线机一（1)上，经前置张力机一（2)传送到前置焊丝成型机(3)中 乳成U形槽状，同时，将粉料原料装入下粉机构(4)经粉料保温装置(5)投放到经过的U形槽 状钢带原料中，载有粉料原料的U形槽状钢带原料经过后置焊丝成型机(6)处理为Φ5.05mm ~Φ 5.25mm的药芯焊丝毛还； 2) 采用高频脉冲激光器(7)对步骤1)的药芯焊丝毛坯进行激光焊合处理，使得焊缝缝 隙达到原子间结合，焊缝为零； 3) 将经步骤2)处理的药芯焊丝毛坯经过乳制减径机构进行多次乳制减径处理，获得Φ 1.45mm~Φ 1.55mm的初始化药芯焊丝； 4) 将步骤3)得到的初始化药芯焊丝经烘焙装置进行高温退火处理； 5) 经步骤4)高温退火处理后的初始化药芯焊丝放置在放线机二（12)上经前置张力机 二（13)传送到拉拔减径机构进行多次拉拔减径处理，获得Φ 1.165mm~Φ 1.195mm的药芯焊 丝； 6) 将步骤5)得到的药芯焊丝经表面镀铜工艺处理，然后再经桶装层绕机构进行层绕。2. 如权利要求1所述的生产高强钢用桶装无缝药芯焊丝的方法，其特征在于:所述步骤 2) 中脉冲激光器(7)的频率为350~500KHz。3. 如权利要求1所述的生产高强钢用桶装无缝药芯焊丝的方法，其特征在于:所述步骤 3) 乳制减径处理得到的初始化药芯焊丝采用大孔工字轮进行收线。4. 如权利要求1所述的生产高强钢用桶装无缝药芯焊丝的方法，其特征在于:所述步骤 4) 中烘焙装置采用井式电阻炉，通过抽真空并冲入氮气作保护气体进行烘焙，烘焙温度为 800~900°C，烘焙时间为24小时。5. 如权利要求1所述的生产高强钢用桶装无缝药芯焊丝的方法，其特征在于:所述步骤 6)中表面镀铜工艺采用化学镀铜，且药芯焊丝表面镀铜层厚度为0.2~0.4μπι。6. 如权利要求1所述的生产高强钢用桶装无缝药芯焊丝的方法，其特征在于:所述药芯 焊丝毛坯直径为5.05mm，乳制减径处理得到的初始化药芯焊丝的直径为1.50mm，拉拔减径 处理得到的药芯焊丝直径为1.185mm。7. -种生产高强钢用桶装无缝药芯焊丝的装置，包括成型机构、乳制减径机构、拉拔减 径机构和桶装层绕机构，其特征在于:所述成型机构包括放线机一（1)、前置张力机一 (2)、 下粉机构(4)、粉料保温装置(5)、前置焊丝成型机(3)和后置焊丝成型机(6)，所述粉料保温 装置(5)承接下粉机构(4)安装，粉料保温装置(5)设于前置焊丝成型机(3)和后置焊丝成型 机(6)之间，前置张力机一(2)设置在放线机一（1)和前置焊丝成型机(3)之间，所述成型机 构和乳制减径机构之间设置有脉冲激光器(7)，所述拉拔减径机构和桶装层绕机构之间设 置有表面镀铜装置(16)。8. 如权利要求7所述的生产高强钢用桶装无缝药芯焊丝的装置，其特征在于:所述乳制 减径机构包括若干个辊模(8)和乳制机(9)，该若干个辊模(8)和乳制机(9)之间交替间隔设 置。9. 如权利要求7所述的生产高强钢用桶装无缝药芯焊丝的装置，其特征在于:所述拉拔 减径机构包括若干个聚晶模(14)和拉拔机(15 )，该若干个聚晶模(14)和拉拔机(15)之间交 替间隔设置。10.如权利要求7所述的生产高强钢用桶装无缝药芯焊丝的装置，其特征在于:所述桶 装层绕装置包括后置张力机二（17)和收线机二（18)，所述后置张力机二（17)承接表面镀铜 装置(16)安装。
【文档编号】B23K35/40GK105965171SQ201610422071
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月13日
【发明人】徐文福, 包润新, 王玲艳
【申请人】武汉铁锚焊接材料股份有限公司