無鍍銅實心焊絲國內外生產現狀

焊絲作為焊接材料的主要品種之一，在我國焊接領域得到越來越廣泛的應用。焊絲(包括氣體保護實心焊絲、埋弧焊絲、藥芯焊絲) 產量從2000年的20萬t發展到2013年的230萬t，在焊接材料中的占比超過50%，已成為焊接材料中的主力材料。傳統實心焊絲是在半成品鋼絲表面鍍上一層銅，可增強焊絲與焊嘴接觸處的導電性能、防腐能力，以及減少與送絲軟管、焊嘴的摩擦力。隨著對環境保護的要求越來越高，以及鍍銅焊絲市場的激烈競爭，降低生產成本的壓力也越來越大。無鍍銅焊絲就是一種既環保、又可降低生產成本，滿足焊接要求的新產品，該產品出現后，受到行業廣泛關注。

1、鍍銅焊絲缺點

鍍銅焊絲在拉至成品時，鍍銅層厚度仍保留在0.2～0.8μm。施焊過程中，一部分銅會熔入焊縫，降低焊縫的力學性能，尤其是降低低溫沖擊韌性和延伸率; 另一部分銅會氧化成銅微粒，散逸于空氣中，操作工吸入后，對人體健康造成危害。鍍銅焊絲生產過程還會產生廢酸，處理不好會污染環境，并增加治污成本?；谶@些原因，業內人士嘗試了許多方法來研究無鍍銅焊絲生產技術。

2、國內外無鍍銅焊絲生產技術

        2.1 國內無鍍銅焊絲生產技術

   2.1.1 用添加金屬粉末的硬脂肪酸皂潤滑劑生產無鍍銅焊絲

國內有企業使用帶有防銹劑的硬脂酸鹽型潤滑劑，采用特殊工藝，用金屬皂極壓劑，再添加一定量的金屬粉末如鋅、銅、鋁、鈦等，混合形成“核”狀的潤滑顆粒，將組成的潤滑劑用于焊絲拉拔。金屬粉末的粒度不大于325#，質量分數最高為30%，一般約為10%，使附著在焊絲表面的潤滑劑總質量約為焊絲質量的0.01%～0.25%，金屬粉末質量約為絲材質量的0.001%～0.10%，這樣對焊接后金屬的力學性能不會產生太大的影響。但是應當注意，潤滑劑附著物的含量與熔焊金屬擴散氫的含量有密切的關系。

2.1.2 采用水溶性液體潤滑劑生產無鍍銅焊絲

當用于制造低氫含量焊絲時，最宜使用水溶性液體潤滑劑。其生產工藝: 

(1) 將拉至接近成品的焊絲，用質量分數為15%～25%的H2SO4溶液進行電解酸洗。

(2) 將清洗后的絲材，采用5%～25%的壓縮率，進行1～2 道次拉拔。用水溶性鈉皂和水溶性無機防銹劑組成的潤滑液作拉拔潤滑劑，其典型配方: 甘油三硬脂肪酸鈉質量分數為0.75% ，鉻酸鈉質量分數為0.75%，其余為水。

潤滑劑使用時要嚴格控制濃度，不能在絲材表面留有過量的潤滑劑。潤滑劑中的防銹劑體積分數控制在0.3%～1.5%，這樣拉拔后的焊絲表面潔凈、光亮，幾乎沒有潤滑劑附著。

2.1.3 采用在焊絲表面涂層工藝生產無鍍銅焊絲

在焊絲表面采用涂層工藝生產無鍍銅焊絲時，涂層應防銹、防潮，且不損害電弧的穩定性和焊接冶金性能。采用超微粒的石墨、二硫化鉬和不含氫的氟樹脂作為焊絲表面處理劑，并可根據需要在其中加入少量的CeO2、K2CO2、CsCO3等作穩弧劑，以改善焊絲性能?？墒褂?/span>2 種涂敷工藝:

(1) 用三氯乙烯或四氯化碳作溶媒，使焊絲在上述3 種物質的混合溶液中快速通過，溶液揮發后就在焊絲表面形成一層薄膜。

(2) 焊絲繞卷前經特制的模具，使石墨、二硫化鉬與氟樹脂的混合物涂敷在焊絲表面形成薄膜，薄膜質量只占焊絲總質量的0.0007%。這種薄膜可同時起防銹、防潮和送絲潤滑作用。

2.1.4 采用納什克阻銹劑涂層生產無鍍銅焊絲技術

無鍍銅焊絲的表面防銹處理是該工藝的核心技術。它既不是表面涂油又不在表面鍍其他金屬或非金屬，除要求經防銹處理的焊絲完全滿足焊接工藝要求以外，還要求在規定期限內、規定的環境條件中具有比鍍銅層更好的耐蝕性。其防銹機制是單分子沉積層吸咐在金屬表面，阻斷金屬表面在大氣環境中發生微電池作用，抑制電解腐蝕的發生。單分子沉積層形成的保護膜具有自我修補及自愈功能，防止了局部腐蝕和點蝕的發生。保護膜是一種極薄的不可見單分子層，可保持金屬表面的加工本色，因而不需去除。在不同環境條件下，可通過選用不同型號的納什克阻銹劑和包裝形態，其儲存耐蝕性可達到3個月至2年。這一技術在工業發達國家已廣泛應用于冷加工和機加工金屬新鮮表面的防銹處理，使產品在加工、運輸、倉儲過程中具有防銹保護能力，且具有省工、省時、無污染、綜合節約成本等顯著優點。如德國大眾汽車有限公司，美國通用汽車有限公司、日本豐田株式會社等著名公司的零部件已全部采用這種技術防銹而淘汰了傳統的涂油防銹。納什克阻銹劑是鄭州豫雄科技有限公司開發研制的一種水溶性液體，用戶可依據防銹期限的要求，選用不同型號的納什克阻銹劑，均勻涂覆于清潔的焊絲表面，形成干燥透明的薄膜，采用熱塑密封包裝即可達到預期防銹效果。

2.2 國外無鍍銅焊絲生產技術

2.2.1 AristoＲodTM無鍍銅實心焊絲

2010年11月23日，伊薩焊接切割器材( 上海)管理有限公司( 以下稱伊薩) 對其AristoＲodTM無鍍銅實心焊絲產品在中國市場進行重新發布。伊薩OKAristoＲodTM是適用于手工焊、自動焊和機器人焊接等的高性能無鍍銅MAG 焊焊絲，其先進的表面處理工藝( ASC) 能提高用戶的生產效率，降低焊接成本，并為用戶營造更清潔的工作環境。伊薩的無鍍銅實心焊絲代表了該公司焊接材料發展的又一新階段。

相對于傳統的鍍銅氣保焊焊絲，伊薩AristoＲodTM無鍍銅實心焊絲具有一系列優異特點:

(1) 由于表面沒有金屬銅鍍層，因而不會在導絲管內殘留銅屑; 

(2) 在確保良好送絲性能的前提下，減少導電嘴等易損件的磨損，降低了備件的消耗量; 

(3) 采用先進的ASC 表面處理工藝，降低送絲阻力，起弧性能完美，電流可操作性高且電弧穩定，極大地提高了用戶的生產力; 

(4) 無鍍銅焊絲在實際生產過程中飛濺量低，能保證用戶獲得始終如一的高品質焊接，降低焊后清理工作量; 

(5) 極少量的焊接煙塵排放使工作環境較為清潔，加之沒有金屬銅鍍層，不會產生有毒的物質，環?？煽?。

AristoＲodTM無鍍銅實心焊絲，除提供傳統的盤裝包裝外，還提供各種不同規格的馬拉松桶包裝( Marathon PacTM)形式。作為一項伊薩獨創的八角形硬紙桶包裝形式，自從面世以來，廣受客戶好評。馬拉松桶桶裝( Marathon PacTM)焊絲搬運快速、高

效，安裝設定時間短，大大降低了操作工人更換焊絲盤的時間，實現更為高效的生產操作。具有專利技術的八角桶包裝，使用后可折疊存放和完全回收，既環保又能降低用戶倉儲成本。

2.2.2 采用獨特表面處理技術開發的無鍍銅焊絲

日本神戶制鋼株式會社(以下稱神戶制鋼)于2000年開始生產銷售的一種焊絲(以下簡稱SE焊絲) ，顛覆了傳統焊絲必須鍍銅的理念。生產中省略了鍍銅工藝，不但環境得到了極大改善，而且生產的焊絲焊接性能也受到市場的高度評價。SE 焊絲已成為神戶制鋼生產的焊接材料主要品種之一，2007年神戶制鋼該產品的比率已經占到該公司焊接材料的32%。

3、結語

由于無鍍銅焊絲有諸多優點，可以認為是實心焊絲的發展方向。近年來該產品得到了國內焊絲行業的廣泛關注并進行了多種嘗試。但由于缺乏系統性、連續性的試驗研究，國內一些焊絲企業開發的無鍍銅焊絲并未得到用戶的廣泛認可。為了贏得了用戶的好評，焊絲廠開發焊絲之后，應對該產品焊接時的導電性能、飛濺性能、與焊接電流的關系、焊接時熔滴的過渡情況、焊縫的氣孔夾雜含量、焊縫的成形等情況都進行了系統研究，并對出現的影響焊絲應用的問題研究出了可行辦法，進一步完善開發出一系列無鍍銅產品。