国内外药芯焊丝制造工艺、设备现状及发展趋势

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1、国内外药芯焊丝制造工艺设备现状及发展趋势陈邦固金立鸿刘继元王秀文(天津大学天津三英焊业有限公司)摘要:综述了药芯焊丝制造工艺设备的发展历程最新动态和发展趋势作者认为冷轧钢带高速轧拔法工艺是目前国际上药芯焊丝生产工艺的主流这种趋势短期内不会改变作为该工艺的核心设备---药芯焊丝轧丝机采用先进的分体传动式轧机对于提高产品质量提高生产效率和对多品种焊丝的适应性都更为理想推广应用先进成熟的国产药芯焊丝生产工艺和装备是发展我国药芯焊丝产业的重要技术政策关键词药芯焊丝冷轧钢带盘条轧丝机拉丝机0前言药芯焊丝作为第四

2、代焊接材料以其生产效率高焊接质量好综合焊接成本低等无可比拟的技术经济优势近年来在国内外得到快速发展日本在八十年代初年产量不过几千吨水平占焊材总量不到1%然而到2001年已达近10万吨占焊材总量30%左右我国药芯焊丝的应用和生产从上世纪90年代也快速起步近年来每年都以20%30%速度发展到2001年国内市场消费总量已超过1.51.6万吨2002年可望达2万吨左右虽然其在焊材总量中比例还仅占1.5%左右但其增长潜力很大业内人士预测其在焊材中的比重35年内将达到35万吨80年内达到810万吨甚至更多药芯焊丝

3、的生产涉及设备工艺和配方三个相互联系的组成部分设备和工艺对药芯焊丝生产的质量和成本关系重大本文结合有关专利文献有关资料和多年的调研和亲身实践分析了各种药芯焊丝生产工艺路线及相关装备的特点并就国产药芯焊丝发展的技术方案提出自己的看法1药芯焊丝制造工艺和装备的发展历史药芯焊丝制造工艺过关并形成商品是50年代和60年代初然而早在1912年伊萨公司ESAB的创建人奥斯卡基尔伯格OscarKjillberg在他的专利中就已涉及药芯焊丝的概念他写到至于这个金属棒可以做成任何形状甚至可以做成管状其内部的物质需经良好

4、的混合以求得到适当化学成分的焊缝也就是说药芯焊丝的基本概念其实和手工焊条是同时提出的只不过由于当时生产工艺不过关和手工焊条的发展将其湮没了几十年直到50年代美国才推出商品化的药芯焊丝但其后20年发展并不太快80年代后由于细径药芯焊丝及其相应的制造工艺和装备的推出才使药芯焊丝真正重新崛起并向手工焊条和实心焊丝发起真正的挑战第一个涉及药芯焊丝的制造专利是1920年在美国发表的它是先在一条钢带上喷镀或涂敷一层焊剂焊剂粘在钢带的一面干燥后把钢带卷成圆管粘有焊剂层的一面位于管内另一份美国专利公布了一种带芯丝药芯

5、焊丝制造方法芯丝上首先压涂一层膏状药皮就成了焊丝中的药芯其制造原理如图1所示早期药芯焊丝的制造工艺显然受到焊条制造工艺的影响许多专利都采用了膏状涂料这给以后的干燥和防锈处理带来了难题前西德专利519435则提出一种直接加入干药粉的方法其示意图见图2所示药粉恰好在钢带进入拔模进口处松散分布在钢带的凹槽内加药粉的速度与钢带的拉拔速度同步早期药芯焊丝的制造方法中还涉及各种复杂截面药芯焊丝所提出的截面形状和成型方案五花八门图3为三种复杂截面药芯焊丝的成型工艺方案这些成型方案我国在70年代也有人进行过尝试图11

6、种带芯丝的药芯焊丝制造工艺图21种早期加干药粉的药芯焊丝制造工艺图33种复杂截面药芯焊丝的成型工艺关于无缝药芯焊丝早期也有人进行过尝试一份东德专利即提到为防止药粉吸潮可将焊缝焊合而一份西德专利则提出用无缝钢管制取有限长度药芯焊丝的方法取一段适当长度的无缝钢管管内填充各种形状的芯丝或芯片及适量的药粉然后把管子两端封闭用轧辊或模一道一道地轧细或拔细直到最后要求的直径其实这两个专利已经涉及到现代药芯焊丝制造中的一些最基本的要点目前国内依然有人按此思路进行小批量试生产综合上述可以看出以下几点1早期药芯焊丝成形

7、大多采用简单的模拔法即将裹上药膏或药粉的U形钢带通过一个拉丝模利用拉丝模孔壁的径向挤压力强迫成型2早期药芯焊丝从加入膏状涂料过渡到直接加入干药粉3早期药芯焊丝多为粗径复杂截面焊丝主要是为克服电弧不集中熔滴过渡特性差的问题自80年代后小直径药芯焊丝的出现彻底改善了药芯焊丝的熔滴过渡和全位置焊接问题各种大直径复杂截面焊丝已基本上被淘汰近年来世界各大著名焊材生产厂商的商品焊丝几乎全部是简单O形截面基本上看不到所谓的复杂截面焊丝了4早期药芯焊丝的工艺方案已为现代药芯焊丝的制造工艺奠定了基础一些重要的思想例如关

8、于无缝药芯焊丝的制造工艺方案现在人们仍在继续和完善2目前流行的各种药芯焊丝制造工艺和设备目前世界各国用于制造药芯焊丝的工艺方案和设备很多已申请的各种专利就有数十种以上按照产品的结构可分为有缝和无缝型按所使用原材料分可分为冷轧带钢法盘元法和钢管拔制法根据成形工艺分又可分为模拔法全连轧法和轧拔法其分类系统见下表分体传动式连轧法集中传动式模拔法有缝型冷轧带钢法被动式药芯焊丝盘园法轧拔法分体传动式集中传动式在线焊合法无缝型钢管拔制法表1药芯焊丝制造工艺的分类现将