[發明專利]高強度合金焊絲的冷拉生產防銹方法

有效

• 申請號: 201010114611.0
• 申請日: 2010-02-26
• 公開（公告）號: CN102166693A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 陸偉建
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B23K35/40
• 分類號: B23K35/40;B21C1/00
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

技術領域

本發明涉及焊絲的制造方法，尤其是防止高強度合金焊絲表面生銹及改善合金焊絲加工性能而采用冷拉生產方法。

背景技術

高強度合金焊絲是一種低碳合金結構鋼絲，主要用來生產φ1.2～2.0mm高強度焊絲，應用于重要工程機械、艦船、航天航空發射器構件的焊接。代表品種是H04SiMnCrNiMoV、H10SiMnCrNiMoV和H20SiMnCrNiMoV等，該合金焊絲必須具有良好的性能，尤其是對焊絲的抗拉強度、表面質量和氫含量要求較高，以防焊接后氫脆的發生。低碳合金焊絲在潮濕空氣環境中，特別是在有外來電解質的情況下(如手汗或存在易吸潮的潤滑劑污斑)，金屬表面就會形成酸、堿、鹽等弱電解質溶液，由于原電池的作用而引起焊絲表面的銹蝕。

防止生銹是焊絲冷拉生產的關鍵技術之一，因為使用生銹的焊絲，往往會使焊接部位出現氣孔、夾渣、裂紋等一系列致命的缺陷，給焊絲企業的生產造成極大的困難。如何解決焊絲防銹性能低的問題已成為焊絲生產企業最棘手的技術難題之一。

現有高強度合金焊絲防銹技術有二類，一類是焊絲表面進行鍍銅工藝后進行冷拉加工，達到防銹目的；另一類是以焊絲采用有氣氛保護退火、真空包裝工藝方式進行防銹處理，達到防銹目的。

第一類，焊絲通過退火軟化電解酸洗清洗后，經鍍銅工藝在焊絲表面形成銅保護層，二種材料間的覆合呈無縫隙整體結合，在后續拉拔深加工中鍍銅層也同時延伸，然后拉拔成細的焊絲。焊絲依靠表面鍍銅層隔絕與空氣的接觸，達到防銹的目的。

但是，這類方法存在一定的問題，對鍍銅的廢液及廢氣污染物的無公害處理提出了相當高的環保要求。同時，由于產品表面鍍銅層經拉拔后非常薄，任何拉絲、擦傷都無法修復，因此產品的成料率波動較大，且難以控制。

第二類是焊絲采用再結晶退火軟化，利用井式爐抽真空、充氬氣保護。由于退火過程中有惰性氣體保護，故焊絲退火后表面無氧化層，焊絲再經拉拔至細絲，成品焊絲在清洗線上進行超聲波清洗至光亮狀態，最后抽真空包裝。

但是，這類方法也存在以下4方面的問題：

1.對退火裝備提出很高技術性能條件要求。尤其是對退火裝備的密封性、抽真空的設備配制和保護氣氛的制備提出了苛刻的技術要求，同時退火裝備的維護費用也較高。

2.焊絲退火生產的周期長、成本高。焊絲退火通常是將料裝入爐罐中，再進行抽真空運行，然后通入保護氣氛升溫加熱。由于加熱源在爐罐外側，爐內焊絲加熱主要靠罐壁的輻射傳熱加熱，而對流傳熱加熱條件有限，因而焊絲加熱均勻通常需要6～10小時的保溫時間。保溫結束后吊出爐罐，焊絲隨爐罐冷卻到室溫需要更長的時間，以防止焊絲吊出溫度過高而產生表面氧化現象。

3.焊絲退火組織性能存在差異。因為，焊絲再結晶退火的冷卻速度對材料的組織狀態有一定的影響，隨著冷卻速度的不同，最后的組織具有很大的不確定性。氣氛保護的再結晶退火，焊絲冷卻速度受爐罐外的環境溫度差異和罐內裝爐量的多少影響較大，而且受罐內冷卻梯度的影響，在罐內靠近罐壁處焊絲的冷卻速度明顯比中央焊絲的冷卻要快。因而，焊絲性能上存在一定的差異。

4.冷拉成品焊絲經超聲波清洗至光亮狀態，最后真空包裝費用也較高，且運輸不便，易破損。

發明內容

本發明的目的提供了一種高強度合金焊絲的冷拉生產防銹方法，主要采用無氣氛保護退火裝備，通過“退火分段冷卻+冷酸酸洗+浸油+濕式拉拔”冷拉方法，生產高強度冷拉光亮合金焊絲，達到焊絲防銹的目的。

為達到上述目的，本發明的技術方案是，

高強度冷拉合金焊絲的防銹方法，其包括如下步驟：

a)焊絲退火

再結晶退火工藝參數是加溫溫度740℃±30℃，保溫45～90分鐘，保溫后采用隨爐冷卻至640℃±30℃出爐爆水冷卻方式；

b)熱酸洗

焊絲熱酸洗可采用硫酸或鹽酸酸洗方法，具體工藝參數如下：

①硫酸槽溶液質量百分比配制為：H₂SO₄為10～20wt％，余量為水，其中對已使用過的硫酸溶液中鐵鹽含量需控制在Fe⁺⁺≤180g/1L；酸洗槽溫度為60～85℃，焊絲酸洗時間控制在20～90min；

②鹽酸槽溶液質量百分比配制為：HCl為10～15wt％，余量為水，其中對已使用過的鹽酸溶液中鐵鹽含量需控制在Fe⁺⁺≤180g/1L；酸洗槽溫度為40～80℃，焊絲酸洗時間控制在20～60min；

c)涂層

對酸洗后的焊絲進行表面潤滑涂層處理；