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1鍍銅實心焊絲的特點

二氧化碳氣體保護焊是上世紀50年代初發(fā)展起來的一種熔化極氣體保護焊方法。它與其它電弧焊相比，其保護氣體成本低、生產(chǎn)效率高、能耗低、焊后不需清渣、焊縫含氫量低、抗銹能力強等優(yōu)點，因此被廣泛應用于低碳鋼及低合金高強鋼等黑色金屬之間連接。焊接過程在明弧下進行，有利于監(jiān)視和控制，準備工作簡單，便于焊接過程機械化和自動化的實現(xiàn)，推動了其在焊接機器人這一領域上的廣泛應用，使二氧化碳氣體保護焊成為焊接高效化，智能化發(fā)展的主要方向。隨著我國這些年焊接工業(yè)化水平的不斷提高，焊接生產(chǎn)半自動化、自動化水平在整個焊接生產(chǎn)中的不斷提高，二氧化碳氣體保護焊所占的比重不斷增加。截止2006年，在焊接材料中二氧化碳氣體保護焊絲使用的比重已接近30%，其中鍍銅實心焊絲的使用量最大。尤其在以二氧化碳氣體保護焊為主要的焊接方法的汽車零部件生產(chǎn)行業(yè)、工程機械行業(yè)、化工容器、船舶行業(yè)基本全部采用此類焊絲，有些機械制造行業(yè)鍍銅焊絲的使用量已在50%以上。雖然鍍銅實心焊絲的使用能有效降低生產(chǎn)成本，但其生產(chǎn)過程卻能耗較高、污染物排放較多，而且在實際使用過程中也存在明顯的不足。這些問題的產(chǎn)生主要與焊絲表面的“鍍銅”層有關，具體表現(xiàn)在以下五點： 

（1）焊絲“鍍銅”過程能耗大 焊絲鍍銅總電量的50%被鍍銅工藝過程所消耗。 

（2）焊絲在“鍍銅”工藝過程中將產(chǎn)生大量的有毒廢氣和污水 現(xiàn)今普通鍍銅焊絲一般采用酸洗、堿洗、電化學鍍銅或化學鍍銅等一系列具有嚴重污染性的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)過程中使用的強酸、硫酸銅、強堿等大量有毒、污染類化學品，會造成生產(chǎn)車間內(nèi)等勞動環(huán)境的酸霧、堿霧等廢氣達到很高的濃度，而且在產(chǎn)生的廢水中含有大量的重金屬等污染水源的物質(zhì)，對人們的生存環(huán)境帶來巨大的危害。 

（3）鍍銅焊絲使用（焊接）過程會產(chǎn)生一定數(shù)量的“銅煙” 銅煙主要是銅蒸汽，含有大量的銅金屬元素，被人吸入會對身體會造成一定的危害。 

（4）鍍銅焊絲用于二氧化碳氣體保護焊時焊縫成型差、飛濺大是目前焊接行業(yè)內(nèi)存在的共性問題。 

（5）生產(chǎn)工藝缺陷導致銅層覆蓋不均勻或不牢固，在使用過程中容易剝落。焊接過程中剝落的銅層最終積累于焊槍的送絲軟管和銅質(zhì)導電嘴中，在焊接高溫下銅粉在導電嘴上燒結，使導電嘴的有效孔徑變小，從而導致焊絲送絲不暢，影響焊接工藝。 

除以上存在的不足外，焊絲利用表面鍍銅層來達到最終防銹的效果也存在一定弊端。通常，絕大部分焊絲是由電化學原因引起腐蝕。當某種電解質(zhì)溶液與鋼絲的表面接觸時，會使得有電解質(zhì)溶液的焊絲表面發(fā)生陽極溶解現(xiàn)象，這時界面上還有相應的共軛陰極還原反應過程配合，電解質(zhì)起著離子導體的作用，焊絲本身就是一個很好的導體，形成了一種原電池，持續(xù)的使焊絲的陽極發(fā)生溶解，這個過程就是焊絲的電化學腐蝕過程[18]。由于Fe的標準電極電位（Fe2+/Fe）為-0.4402 V，Cu的標準電極電位（Cu2+/Cu）為+0.337V，二者電位差相差0.7772V。故鍍銅層對鐵基體的保護為陰極保護，是一種機械的保護層。因此，當鍍銅層不致密或出現(xiàn)缺陷時，在一定的溫度、濕度環(huán)境下，裸露出來的基體部分極易發(fā)生電化學腐蝕。以此看來，焊絲表面的化學鍍銅層在一定條件下不但起不到防銹作用，相反加速焊絲基體的銹蝕。  

2.無鍍銅焊絲提出的背景

進入21世紀至今，環(huán)保已經(jīng)變成了一個全球性的問題，人們開始關注并致力于改善全球環(huán)境。因此對焊接材料也提出了更高的環(huán)保要求，迫使焊接材料不得不向著環(huán)保、節(jié)能、綠色的方向發(fā)展，從而對焊材廠家提出來更高的技術要求。高污染鍍銅工藝的使用受到限制，迫切需要一種新的滿足現(xiàn)在需求的表面處理工藝來替代鍍銅工藝。因此，焊絲表面處理成為研究熱點，人們提出了無鍍銅焊絲。無鍍銅實芯焊絲采用的是特殊的表面處理工藝技術，是一系列適用于手工焊、自動焊和機器人焊接的高性能無鍍銅MAG焊焊絲。 

目前最常用的焊絲仍是鍍銅焊絲，然而在歐美無鍍銅焊絲方面已取得了很大進步，使用也較廣泛，并推出了一系列產(chǎn)品，如日本SE焊絲和伊薩OK AristoRodTM焊絲等。盡管如此，但由于無鍍銅焊絲的質(zhì)量與價格還存在一定問題，導致其沒有被普遍接受。我國這方面的研究水平更為落后與歐美國家還有很大差距。 

雖然，在無鍍銅焊絲研制及生產(chǎn)中存在著各種各樣的困難，但是隨著工業(yè)技術的不斷進步，人們將不斷攻克無鍍銅焊絲生產(chǎn)中的種種技術問題，生產(chǎn)成本也會隨之降低，無鍍銅焊絲最終將成為主流焊絲得到各大企業(yè)的廣泛應用。 

3無鍍銅焊絲特點及產(chǎn)生的必然性

無鍍銅焊絲是鍍銅實心焊絲的發(fā)展的必然趨勢，尤其是經(jīng)過特殊表面處理后具有特殊性能的無鍍銅焊絲，如活性焊絲。其與鍍銅焊絲相比有以下優(yōu)點： 

（1）對操作者身體危害較小甚至無危害 與鍍銅焊絲相比無鍍銅焊絲省去了鍍銅工序，減少了對環(huán)境的以及人體的危害。在焊接時使作業(yè)者免受含銅煙霧的傷害，極少量的焊接煙塵排放量為操作者營造更清潔的工作環(huán)境。 

（2）可靠的電弧穩(wěn)定性 熔滴的平均短路過渡時間比鍍銅焊絲短，焊接時能適應焊絲伸出長度的急劇變化。 

（3）飛濺量及顆粒較小 焊絲前端的熔滴尺寸較小，飛濺產(chǎn)生量少，即使大電流焊接時，飛濺產(chǎn)生量也能被有效控制，能得到更高的焊接熔敷效率。飛濺量的減少能有效降低焊接煙塵的產(chǎn)生。 

（4）穩(wěn)定的送絲性 由于焊絲表面沒有銅鍍層，因而不會銅層脫落而引起導絲管的堵塞。可長時間維持穩(wěn)定送絲，即使在高速送絲狀態(tài)下送絲同樣平穩(wěn)可靠。能得到更高的焊接熔敷效率。 

（6）優(yōu)良的防銹性和導電性 鍍銅的目的之一是防銹，隨著表面處理方法的不斷開發(fā)，不進行鍍銅也可保證焊絲具有良好的抗銹性和導電性。已有實踐證明，無鍍銅焊絲在沒有任何外加保護措施的狀態(tài)下，于大氣環(huán)境中放置三個月也不會生銹。 

因此，國內(nèi)外目前正大力倡導無鍍銅焊絲生產(chǎn)，且在市場上已出現(xiàn)相依產(chǎn)品。

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