高強焊絲制造工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種產出高強焊絲綜合性能高的高強焊絲制造工藝。其步驟包括焊絲冶煉，離線酸洗，焊絲拉拔，焊絲鍍銅，焊絲層繞，所述焊絲拉拔的中間環節增加焊絲退火工藝。實驗證明，在焊絲拉拔的中間環節進行退火方案具有很大的優勢。因此，高強焊絲生產選擇該退火方案。避免了高強焊絲生產過程中開裂，保證了焊絲拉拔、鍍銅等工藝中的順利進行，從而保證了高強焊絲的順利生產，產出的焊絲具有鍍銅結合力好，使用工藝性好，電弧穩定，焊接飛濺小，焊縫成型美觀等特點。
【專利說明】
高強焊絲制造工藝
技術領域
[0001]本發明屬于焊絲領域，尤其涉及焊絲制造工藝。
【背景技術】
[0002]目前，焊絲生產領域中，尤其是在780MPa以上級別高強焊絲的制造工藝中，焊絲的主要合金系統采用Mn-N1-Cr-Mo系，同時為改善焊絲的使用工藝性能及提高熔敷金屬的低溫沖擊性能，焊絲中加入一定量的微合金化元素Ti和Zr。由于焊絲合金元素含量的增加，導致盤元的硬度增加，塑性降低，焊絲加工硬化加劇，由于高強焊絲的半成品強度高，拉拔過程中非常容易開裂，給焊絲的拉拔減徑、鍍銅等過程增加的很大的難度，常規的制造工藝不能保證焊絲的順利生產，是不可取的拉拔制造工藝。
【發明內容】
[0003]為了解決上述問題，本發明提供了一種產出高強焊絲綜合性能高的高強焊絲制造工藝。
[0004]根據本發明的一個方面，提供一種高強焊絲制造工藝，其步驟包括焊絲冶煉，離線酸洗，焊絲拉拔，焊絲鍍銅，焊絲層繞，所述焊絲拉拔的中間環節增加焊絲退火工藝。事實證明，在焊絲拉拔的中間環節進行退火方案具有很大的優勢。因此，高強焊絲生產選擇該退火方案。其有益效果是:避免了高強焊絲生產過程中開裂，保證了焊絲拉拔、鍍銅等工藝中的順利進行，從而保證了高強焊絲的順利生產，產出的焊絲具有鍍銅結合力好，使用工藝性好，電弧穩定，焊接飛濺小，焊縫成型美觀等特點。
[0005]在一些實施方式中，所述焊絲拉拔中拉拔模具的工作角隨著焊絲拉拔前后的尺寸決定，所述工作角的計算公式為:2 a = (D0-D1)/D0*180/3.14*4，其中D。是進線尺寸，D i是出線尺寸。其有益效果是:避免了焊絲拉拔過程中線材表面不均勻變形，由于焊絲原材料強度高，防止經多次拉拔后焊絲表面的效果差，各道次的模具配比遵循模具壓縮率呈下降趨勢配比。
[0006]在一些實施方式中，所述焊絲拉拔中拉拔模具潤滑劑的摩擦系數為0.03-0.05，且在粗拔第一道次使用鈣系，其余道次使用鈉系。其有益效果是:有效的保證了拉拔中的潤滑性和后續處理的容易性。
[0007]在一些實施方式中，所述離線酸洗中酸洗液中鐵離子濃度< 35g/L，鹽酸濃度為10%至15%。其有益效果是:清洗后線材表面質量良好，無氧化皮等殘留，無發烏現象，解決了原有清洗質量不穩定狀況。
[0008]在一些實施方式中，所述焊絲退火工藝中的保護氣氛為甲醇和氮氣的混合氣體。其有益效果是:降低焊絲的氧化燒損和脫碳，焊絲退火后表面氧化皮少，且使用成本較低。
[0009]在一些實施方式中，所述焊絲退火工藝的保溫時間計算公式為:t=AKD，其中t為加熱時間(單位:min)，A為加熱系數(單位:min/mm)，空氣電阻加熱爐進行合金鋼退火時為
1.3-1.6，K為裝爐條件修正系數，通常取1-1.5，D為工件有效厚度(單位:_)。其有益效果是:能夠滿足其工藝要求。
[0010]在一些實施方式中，所述焊絲退火工藝出爐溫度為300°C。其有益效果是:此溫度時出爐，原材料焊絲拉拔順暢性較好。
[0011]在一些實施方式中，所述焊絲鍍銅工藝中堿洗溫度為80~90°C，堿洗電流為600-650A,堿洗濃度為80~90g/L，酸洗電流為200~250A，鍍銅采取的參數標準為[H2SO4] =60-70 g/L, [Fe2+ ] ^ 60 g/L, [Cu2+ ] =15-20 g/L，溫度 T=35~40°C，El 添加劑。其有益效果是:保證了成品焊絲的表面質量高、防銹能力強及焊絲使用性能高，提高了清洗液清洗能力和電解導電能力，可以很容易的去除焊絲表面難以去除的焦碳和潤滑劑。
【附圖說明】
[0012]圖1是無焊絲退火工藝中焊絲粗拔采用的模具配比數據。
[0013]圖2是無焊絲退火工藝中焊絲精拔采用的模具配比數據。
[0014]圖3是拉拔過程中焊絲半成品抗拉強度測試數據結果。
[0015]圖4是原材料退火后拉拔模具總道次實驗數據。
[0016]圖5是原材料拉拔中間環節進行退火的拉拔模具總道次實驗數據。
[0017]圖6是兩種焊絲退火時機實驗方案數據比較。
[0018]圖7是兩種退火時機實驗方案數據的綜合比較。
[0019]圖8是焊絲退火工藝中保護氣氛篩選的實驗數據。
【具體實施方式】
[0020]下面結合步驟和實驗數據表格對本發明作進一步的說明。高強焊絲制造工藝，其步驟包括焊絲冶煉，離線酸洗，焊絲拉拔，焊絲鍍銅，焊絲層繞，所述焊絲拉拔的中間環節增加焊絲退火工藝。
[0021]在焊絲退火必要性的研究中，無焊絲退火工藝中粗拔采用的模具配比和精拔采用的模具配比分別如附圖1和附圖2所示。粗拔過程實際情況記錄為:拉拔至3.85mm時規格時，焊絲半成品出現發亮情況，拉拔至3.55mm規格時，出現焊絲中心開裂現象，拉拔至
2.55mm規格時，焊絲中心開裂現象較多。精拔過程實際情況記錄為:由于中心開裂導致焊絲不能夠正常生產。
[0022]拉拔過程中的半成品抗拉強度測試結果如附圖3所示，由實驗表格數據表明:100MPa級焊絲原材料采用不退火直接拉拔的難度非常高，并且不能保證生產的順暢性，是不可取的拉拔制造工藝。
[0023]在焊絲退火工藝中，在優化退火時機時的實驗如附圖4和附圖5所示，原材料退火后拉拔和拉拔中間環節進行退火分別如附圖4和附圖5所示，兩個數據表格顯示，焊絲拉拔的中間環節采用退火方案所用的拉拔模具總道次更少，且可以獲得更好的拉拔性能、更低的加工性能、更低的加工能耗及更好的產品質量。
[0024]兩種焊絲退火時機實驗方案比較如附圖6所示，從兩個表格數據可以看出，焊絲拉拔的中間環節進行焊絲退火工藝后半成品抗拉強度更低，更利于產品制造。焊絲拉拔的中間環節進行退火工藝后的成品抗拉強度更低，利于客戶使用。
[0025]兩種退火時機實驗方案的綜合比較如附圖7所示，從比較表格可以得出，采用在拉拔的中間環節進行退火方案具有很大的優勢，因此，實際焊絲生產選擇焊絲拉拔中間環節進行焊絲退火工藝。
[0026]由于焊絲原材料強度高，為了避免焊絲拉拔過程中線材表面不均勻變形，防止經多次拉拔后焊絲表面的效果差，各道次的模具配比遵循模具壓縮率呈下降趨勢配比，線材拉拔過程中，希望拉拔模具工作角盡可能小，但如果工作角太小，潤滑劑將在線材表面附著很少，所以，焊絲拉拔中拉拔模具的工作角隨著焊絲拉拔前后的尺寸決定，所述工作角的計算公式為:2 a= (D0-D1)/D0*180/3.14*4，其中D。是進線尺寸，D i是出線尺寸。
[0027]為了有效的保證焊絲拉拔中的潤滑性和后續處理的容易性，所述焊絲拉拔中拉拔模具潤滑劑的摩擦系數為0.03-0.05，且在粗拔第一道次使用鈣系，其余道次使用鈉系。
[0028]由于高強焊絲成分體系中添加了多種合金元素，使得清洗難度增大，需通過控制酸洗溶液的鐵離子含量和提高酸洗溶液濃度來解決，以保證清洗后線材表面質量良好，無氧化皮等殘留，無發烏現象，解決原有清洗質量不穩定狀況。所述離線酸洗中酸洗液中鐵離子濃度彡35 g/L，鹽酸濃度為10%至15%。
[0029]為了降低焊絲的氧化燒損和脫碳，保證焊絲退火后表面氧化皮少，在焊絲退火工藝中選用保護氣氛，篩選實驗數據如附圖8所示，由表格數據可以得出，所述焊絲退火工藝中的保護氣氛為甲醇和氮氣的混合氣體，而且氣氛保護的使用成本低。
[0030]在確定滿足其焊絲退火工藝要求的最短時間時，所述焊絲退火工藝的保溫時間計算公式為:t=AKD，其中t為加熱時間(單位:min)，A為加熱系數(單位:min/mm)，空氣電阻加熱爐進行合金鋼退火時為1.3-1.6，K為裝爐條件修正系數，通常取1-1.5，D為工件有效厚度(單位:mm)o
[0031]為了保證焊絲退火出爐后的拉拔順暢性好，所述焊絲退火工藝出爐溫度為300。。。
[0032]焊絲鍍銅工藝工序對成品焊絲的表面質量、防銹能力及焊絲使用性能產生重要影響，由于高強焊絲原材料抗拉強度高、表面硬度高，使焊絲半成品表面的潤滑劑在拉拔過程中更多地轉化為非常難以去除的焦碳，拉拔過程中使用小模具入口角及反復增加潤滑劑載體以保證潤滑劑能夠盡可能多地附著在焊絲表面，況且在焊絲退火環節中，焊絲半成品表面會產生黑色富碳涂層。所述焊絲鍍銅工藝中堿洗溫度為80~90°C，堿洗電流為600~650A，堿洗濃度為80~90g/L，酸洗電流為200~250A，鍍銅采取的參數標準為[H2SO4]= 60-70 g/L,[Fe2+] ^ 60 g/L，[Cu2+]=15~20 g/L，溫度T=35~40°C，El添加劑。提高電流密度以提高電氣泡產生，且提高了清洗液清洗能力和電解導電能力，可以很容易的去除焊絲表面難以去除的焦碳和潤滑劑。
[0033]以上所述的僅是本發明的一些實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明的創造構思的前提下，還可以做出其它變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.高強焊絲制造工藝，其步驟包括焊絲冶煉，離線酸洗，焊絲拉拔，焊絲鍍銅，焊絲層繞，其特征在于，所述焊絲拉拔的中間環節增加焊絲退火工藝。2.如權利要求1所述的高強焊絲制造工藝，其特征在于，所述焊絲拉拔中拉拔模具的工作角隨著焊絲拉拔前后的尺寸決定，所述工作角的計算公式為:2 a= (D0-D1)/D0*180/3.14*4，其中D。是進線尺寸，D:是出線尺寸。3.如權利要求1所述的高強焊絲制造工藝，其特征在于，所述焊絲拉拔中拉拔模具潤滑劑的摩擦系數為0.03-0.05，且在粗拔第一道次使用鈣系，其余道次使用鈉系。4.如權利要求1所述的高強焊絲制造工藝，其特征在于，所述離線酸洗中酸洗液中鐵離子濃度< 35g/L，鹽酸濃度為10%至15%。5.如權利要求1所述的高強焊絲制造工藝，其特征在于，所述焊絲退火工藝中的保護氣氛為甲醇和氮氣的混合氣體。6.如權利要求1所述的高強焊絲制造工藝，其特征在于，所述焊絲退火工藝的保溫時間計算公式為:t=AKD，其中t為加熱時間(單位:min)，A為加熱系數(單位:min/mm)，空氣電阻加熱爐進行合金鋼退火時為1.3-1.6，K為裝爐條件修正系數，通常取1-1.5，D為工件有效厚度(單位:mm)07.如權利要求1所述的高強焊絲制造工藝，其特征在于，所述焊絲退火工藝出爐溫度為 300。。。8.如權利要求1所述的高強焊絲制造工藝，其特征在于，所述焊絲鍍銅工藝中堿洗溫度為80~90°C，堿洗電流為600~650A，堿洗濃度為80~90g/L，酸洗電流為200~250A，鍍銅采取的參數標準為[H2SO4]= 60-70 g/L，[Fe2+]彡 60 g/L，[Cu2+ ] =15-20 g/L，溫度T=35~40°C, El 添加劑。
【文檔編號】B21C3/02GK105983798SQ201510044518
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月29日
【發明人】賈軍, 張顯輝, 楊益清, 徐崇慶, 易飛, 李好生, 李光波
【申請人】昆山中冶寶鋼焊接材料有限公司