一种涂层焊丝及其制备方法

摘要

本发明公开了一种涂层焊丝及其制备方法，涉及焊丝技术。本发明的涂层焊丝表面涂层量为0.05～0.35g/m2，涂层结构致密与焊丝基体结合牢固，焊接过程中涂层脱落率小于2.0％，焊丝表面粗糙度限制在0.2～5μm之间。本发明焊丝具有耐磨损、活化、防锈、稳弧等功能，在焊接时焊丝与导电嘴接触稳定、焊接飞溅小、涂层脱落量少、焊接电弧稳定、送丝稳定性好、焊缝成形好。同时，生产焊丝的过程中污染小，污染排放量减少70％以上，大大减轻环境负担。

权利要求

1.一种涂层焊丝，包括焊丝基体和表面涂层；其特征是，焊丝基体为5.5～6.5mm的盘条制成，焊丝规格0.6～2.4mm，焊丝表面粗糙度在0.2～5μm之间；表面涂层包括涂层载2

体和耐磨损、活化、防锈、稳弧的功能物质，涂层量为0.05～0.35g/m ；

表面涂层包括以下物质：0.2％～1％的耐磨剂，0.5％～1.5％的活化剂，0.5％～

1.5％的防锈剂，0.1％～0.5％的稳弧剂，95.5％～98％的涂层载体；其中：涂层载体为棕榈油、菜籽油、糠油中的一种或几种；

耐磨剂为硫化异丁烯、氯化石蜡、亚磷酸二丁酯、氯化钠中的一种或几种；

活化剂为石油磺酸钡、石油磺酸钠、二壬基萘磺酸钡中的一种或几种；

防锈剂为氧化蜡钙、石油磺酸钡、石油磺酸钠中的一种或几种；

稳弧剂为二氧化铈、碳酸钾、三氧化铯中的一种或几种。

2.一种根据权利要求1所述的涂层焊丝的制造方法，其特征是，采用如下步骤：a)将做焊丝基体的盘条，进行机械除锈、电解酸洗、涂硼砂、烘干；b)采用固体润滑剂进行拉拔减径，焊丝经粗拉和精拉后达到最终半成品尺寸要求；c)拉拔成形的半成品焊丝经过清洗后，使其快速通过涂层液，涂层液温度控制在60～90℃，焊丝在涂层液中停留时间为1.5～

3秒；d)涂层完毕的焊丝经清洗、烘干后缠绕包装。

3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征是，所述步骤a)中的盘条电解酸洗溶液，为体积浓度是15％～30％的稀硫酸溶液，其硫酸为98％的浓硫酸；电解酸洗时的电流密度为2

10～30A/dm，酸洗温度为室温。

4.根据权利要求2所述的制造方法，其特征是，所述步骤b)中的拉拔润滑剂包括钠基润滑剂、钾基润滑剂、钙基润滑剂的一种或几种与3％～10％的添加剂；其中，添加剂为二硫化钨、二硫化钼、硫化锌中的一种或几种。

说明书

一种涂层焊丝及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及焊丝技术领域，是一种涂层焊丝及其制备方法。

背景技术

[0002] CO2气体保护焊丝目前已发展成为消耗量最大的单一焊材品种之一，且增长势头不减。然而随着中国环保的压力增大，环保执法力度逐步加大，CO2气体保护焊丝的制造厂正面临前所未有的压力，迫切需要进行生产工艺更新，以期降低制造过程中的废液排放。同时传统的镀铜CO2气体保护焊丝焊接工艺性能也存在许多缺陷：

[0003] ①当焊丝表面镀铜产生微小的不均匀时，会引起与导电嘴的接触电阻波动致使电弧不稳或飞溅增多。

[0004] ②由于镀铜层的剥落，铜屑堆积，导致焊丝与导电嘴粘着，恶化送丝性能。

[0005] ③要使熔滴稳定过渡，主要措施之一是加入必要的元素，这样又增加了焊丝制造的难度。

[0006] ④镀铜焊丝在生产过程中需要进行电镀或化学镀铜，镀铜过程会产生大量的有害废水，从而加剧环境污染。

[0007] 为解决传统镀铜焊丝存在的上述问题，本发明开发了一种涂层焊丝代替表面镀铜的CO2气体保护焊丝。本发明焊丝涂层均匀，涂层导电性能好，焊接时焊丝与导电嘴接触稳定；涂层结构致密与焊丝母体结合牢固，焊接时涂层脱落率低；涂层具有耐磨损、活化、防锈、稳弧等功能，进一步提高了焊接过程的稳定性；本发明焊丝生产与镀铜焊丝相比污染排放量减少70％以上，大大降低了环境污染。

[0008] 发明内容

[0009] 本发明的目的是提供一种涂层焊丝，该焊丝生产污染小，焊接工艺性能优异，克服了传统镀铜焊丝焊接时存在的焊接电弧不稳、送丝性能差以及生产高污染等缺点。

[0010] 为达到上述目的，本发明的技术解决方案如下：

[0011] 一种涂层焊丝，包括焊丝基体和表面涂层；其焊丝基体为5.5～6.5mm的盘条制成，焊丝规格0.6～2.4mm，焊丝表面粗糙度在0.2～5μm之间；表面涂层包括涂层载体和2
耐磨损、活化、防锈、稳弧的功能物质，涂层量为0.05～0.35g/m ；

[0012] 具体地说，表面涂层包括以下物质：0.2％～1％的耐磨剂，0.5％～1.5％的活化剂，0.5％～1.5％的防锈剂，0.1％～0.5％的稳弧剂，95.5％～98％的涂层载体；其中：

[0013] 涂层载体为棕榈油、菜籽油、糠油中的一种或几种；

[0014] 耐磨剂为硫化异丁烯、氯化石蜡、亚磷酸二丁酯、氯化钠中的一种或几种；

[0015] 活化剂为石油磺酸钡、石油磺酸钠、二壬基萘磺酸钡中的一种或几种；

[0016] 防锈剂为氧化蜡钙、石油磺酸钡、石油磺酸钠中的一种或几种；

[0017] 稳弧剂为二氧化铈(CeO2)、碳酸钾(K2CO3)、三氧化铯(CsO3)中的一种或几种。

[0018] 一种所述的涂层焊丝的制造方法，其采用如下步骤：a)将做焊丝基体的盘条，进行机械除锈、电解酸洗、涂硼砂、烘干；b)采用固体润滑剂进行拉拔减径，焊丝经粗拉和精拉后达到最终半成品尺寸要求；c)拉拔成形的半成品焊丝经过清洗后，使其快速通过涂层液，涂层液温度控制在60～90℃，焊丝在涂层液中停留时间为1.5～3秒(S)；d)涂层完毕的焊丝经清洗、烘干后缠绕包装。

[0019] 所述的制造方法，其所述步骤a)中的盘条电解酸洗溶液，为体积浓度是15％～2
30％的稀硫酸溶液，其硫酸为98％的浓硫酸；电解酸洗时的电流密度为10～30A/dm，酸洗温度为室温。

[0020] 所述的制造方法，其所述步骤b)中的拉拔润滑剂包括钠基润滑剂、钾基润滑剂、钙基润滑剂的一种或几种与3％～10％的添加剂；其中，添加剂为二硫化钨(WS2)、二硫化钼(MoS2)、硫化锌(ZnS)中的一种或几种。

[0021] 本发明的有益效果是，本发明的一种涂层气体保护焊丝，解决了镀铜焊丝镀铜过程造成环境污染的问题，大大节约了焊丝生产的成本，并且焊接烟尘中铜烟尘的含量较低，对焊接人员的伤害更小；本发明焊丝涂层中各种添加剂与载体油脂形成稳定的胶体，涂层本身成分均匀，结构稳定。其中活化剂的存在使得涂层与焊丝基体结合紧密，结构致密，焊接时涂层脱落率低，从根本上解决了由于涂层脱落堵塞导电嘴问题；同时结构致密，性质稳定的涂层又赋予了焊丝良好的抗腐蚀性能；稳弧剂可以提高焊接时的电弧稳定性，减少飞溅，形成美观的焊缝成形。

具体实施方式

[0022] 本发明的一种涂层焊丝，包括焊丝基体和表面涂层；其焊丝基体为5.5～6.5mm的盘条制成，焊丝规格0.6～2.4mm，焊丝表面粗糙度在0.2～5μm之间；表面涂层包括涂层2
载体和耐磨损、活化、防锈、稳弧的功能物质，涂层量为0.05～0.35g/m。

[0023] 其表面涂层包括以下物质：0.2％～1％的耐磨剂，0.5％～1.5％的活化剂，0.5％～1.5％的防锈剂，0.1％～0.5％的稳弧剂，95.5％～98％的涂层载体；其中：

[0024] 涂层载体为棕榈油、菜籽油、糠油中的一种或几种；

[0025] 耐磨剂为硫化异丁烯、氯化石蜡、亚磷酸二丁酯、氯化钠中的一种或几种；

[0026] 活化剂为石油磺酸钡、石油磺酸钠、二壬基萘磺酸钡中的一种或几种；

[0027] 防锈剂为氧化蜡钙、石油磺酸钡、石油磺酸钠中的一种或几种；

[0028] 稳弧剂为二氧化铈(CeO2)、碳酸钾(K2CO3)、三氧化铯(CsO3)中的一种或几种。

[0029] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

[0030] 实施例1

[0031] 一种涂层气体保护焊丝采用如下步骤制得：直径5.5mm的盘条采用机械除锈和体2
积浓度10％硫酸溶液在室温进行电解清洗除掉表面氧化皮，电流密度为10A/dm，酸洗时间
7秒(s)，所述硫酸为98％的浓硫酸，酸洗后采用清水冲洗、硼化并吹干。以钠基润滑剂和二硫化钼MoS2按100∶4均匀混合作为润滑剂进行焊丝拉拔，焊丝经粗拉、精拉达到1.2mm的最终直径。然后将拉拔的半成品焊丝进行清洗并气吹干。以棕榈油为涂层载体加入，0.5％的氯化钠，0.4％的K2CO3，1％的石油磺酸钠和1％的石油磺酸钡做为涂层液在60℃的条件下进行焊丝表面涂层处理，焊丝在涂层液中的停留时间为3秒(s)。

[0032] 实施例2

[0033] 一种涂层气体保护焊丝采用如下步骤制得：直径5.5mm的盘条采用机械除锈和体2
积浓度20％的硫酸水溶液在室温进行电解清洗除掉表面氧化皮，电流密度为20A/dm，酸洗时间5秒(s)，所述硫酸为98％的浓硫酸，酸洗后采用清水冲洗、硼化并吹干。以钠基润滑剂、钾基润滑剂、二硫化钨，按70∶30∶6混合作为润滑剂进行焊丝拉拔，焊丝经粗拉、精拉达到1.2mm的最终直径。然后将拉拔的半成品焊丝进行清洗后并气吹干。以菜籽油为涂层载体加入0.2％的氯化钠，0.6％的亚磷酸二丁酯，0.4％的CeO3和2％的石油磺酸钠做为涂层液在80℃的条件下进行焊丝表面涂层处理，焊丝在涂层液中的停留时间为2秒(s)。

[0034] 实施例3

[0035] 一种涂层气体保护焊丝采用如下步骤制得：直径5.5mm的盘条采用机械除锈和体2
积浓度20％的硫酸水溶液在室温进行电解清洗除掉表面氧化皮，电流密度为20A/dm，酸洗时间5s，所述硫酸为98％的浓硫酸，酸洗后采用清水冲洗、硼化并吹干。以钠基润滑剂、钾基润滑剂、二硫化钼、二硫化钨，按70∶30∶2∶3混合作为润滑剂进行焊丝拉拔，焊丝经粗拉、精拉达到1.2mm的最终直径。然后将拉拔的半成品焊丝进行清洗后并气吹干。以
30％棕榈油加70％菜籽油为涂层载体加入0.2％的氯化钠，0.6％的亚磷酸二丁酯，0.1％的CeO2，0.1％K2CO3、1％的氧化蜡钙和1％的石油磺酸钡做为涂层液在80℃的条件下进行焊丝表面涂层处理，焊丝在涂层液中的停留时间为2s。

[0036] 实施例4

[0037] 一种涂层气体保护焊丝采用如下步骤制得：直径5.5mm的盘条采用机械除锈和体2
积浓度30％的硫酸水溶液在室温进行电解清洗除掉表面氧化皮，电流密度为30A/dm，酸洗时间3S，所述硫酸为98％的浓硫酸，酸洗后采用清水冲洗、硼化并吹干。以钠基润滑剂、钾基润滑剂、钙基润滑剂、二硫化锌，按60∶30∶10∶5混合作为润滑剂进行焊丝拉拔，焊丝经粗拉、精拉达到1.2mm的最终直径。然后将拉拔的半成品焊丝进行清洗后并气吹干。以糠油为涂层载体加入0.8％的NaCl，0.2％的CsO3、1％的二壬基萘磺酸钡和1％的石油磺酸钡做为涂层液在90℃的条件下进行焊丝表面涂层处理，焊丝在涂层液中的停留时间为1.5s。

[0038] 如上实施例中说明，采用本发明制备的涂层气体保护焊丝，不仅焊接送丝顺畅，焊接电弧稳定，飞溅小，焊缝成形美观，而且焊丝生产时对环境污染小，焊接烟尘中铜烟尘含量低。成品焊丝表面平滑，光亮，抗腐蚀能力强。本发明的一种涂层气体保护焊丝，其相关参数和性能如下表1、2、3、4所示。

[0039] 表1、涂层气体保护焊丝盘条的化学成份(wt％)

[0040]C Si Mn S P Cu Ti
0.06～0.12 0.80～1.10 1.45～1.80 ≤0.03 ≤0.03 ≤0.1 0.06～0.25[0041] 表2、试验时的焊接参数

[0042]焊接电流 380～400A 焊接电压 38～40V
焊接速度 45～50cm/min 气体 100％CO2