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机械加工药芯焊丝外皮新工艺

时间: 2011-07-12 10:02 来源: 作者: 点击:

王核源 张舒庆

摘要 以开发经济实用型药芯焊丝新品种为出发点,研究了一种由热轧盘条(H08A)直接生产药芯焊丝的新工艺,成功地研制出了直径1.2~3.2mm的药芯焊丝。对这种新型药芯焊丝的特点、制造工艺过程和焊丝的质量进行了分析。
关键词 药芯焊丝 盘条 模拔法 道次 切展

Abstract Based on developing the economic and practical new product, authors researched a new technology, which can produce directly fluxcored with rolling coil of wire being heated (H08A), and developed the flux-cored with diameter range from 1.2mm to 3.2mm. In this article, new type flux-cored is discussed and analyzed about the characteristics, process of manufacture technology and quality.
Keywords flux-cored coil of metal wire model-pull process times gnashing spread

1 新型药芯焊丝的特点
  目前,国产药芯焊丝都是以薄带钢为原料,所以成本较高,不利于药芯焊丝推广使用。采用热轧盘条为原料生产药芯焊丝有两点优点:①带钢的价格比盘条的价格高出一倍多,显然,用盘条深加工成药芯焊丝可大大降低成本,这就增加了市场竞争力;②与带钢比较,盘条的储存容易,来源方便;③由于盘条可以在一定范围内轧制成某种厚度的焊丝坯料,所以用同一规格的盘条,可以加工成不同壁厚的各种规格的药芯焊丝,增加生产的灵活性。

2 工艺过程
  药芯焊丝的制造工艺,对于推广药芯焊丝的应用起决定作用。药芯焊丝的类型五花八门,加工方式也千变万化,我们选用盘条为原料,经比较,采用轧制—模拔法较为合适。其工艺过程如图1。

图1 药芯焊丝工艺过程示意图

  焊丝的制造工艺过程主要分三个阶段:
  第一阶段:盘条压制成等壁厚的V型材,如图2所示。这一阶段的工艺性质类似于冷轧型材,此阶段应最大限度地展宽坯料并使加工硬化尽量减轻。本阶段主要是一个切宽轧制过程,在此过程中出现强迫宽展现象。如图3所示,第一道次的成型辊,它的顶点恰好在中心线上与盘条2相接触,它施加的压力通过盘条2传到下轧辊3上,盘条与下轧辊接触弧AB应该较好地吻合,或者下轧辊AB弧的半径略小于盘条半径,这样就可保证盘条2始终维持在中心线上。在本道次中,上轧辊精确定位于中心线,这一点是非常重要的,如果产生任何偏差,就可使V型轧件两腿的金属不等,这在以后各道的冷轧中,很难把它再纠正过来。在我们所设计的轧辊中,上下轧辊上配合锥面5保证它们之间的精确定位。实践表明,盘条只要在第一道轧辊中的位置导正,且上下辊精确对中,切展过程就可顺利进行。此外,由于采用轧制切展成槽形,则比圆钢压扁成窄带钢再冷弯成槽形加工硬化减轻。

图2 第一阶段轧制

图3 切展轧制简图

  第二阶段:轧制冷弯成型,即由V形成型为O形。此阶段实际上是一个薄壁细管的卷圆过程,在这一过程中型材的截面积不发生变化。
  焊丝的毛管属于小直径的薄壁管,这类管弯曲时,边缘部不易成型,由于它比较细小,所以,冷弯时轧辊孔型不易复杂。考虑到小管成型后,还要经过几个道次的拉拔加工,这样对于卷圆后,管的圆度没有严格要求,所以我们采用了多边形弯曲法。这种方法的特点是工件变形容易,孔型简单,道次少,这一阶段的成型过程是在水平辊孔型上进行的。图4是第二阶段轧制冷弯示意图。

图4 第二阶段轧制冷弯示意图

  如图4(b),在这个成型过程中,要求接缝线沿轧制方向始终保持不变。此时由于工件已接近圆形,所以进口导板仅仅对沿轧制方向有引导作用,而不能有效地阻止工件的扭转现象,因此合理设计孔型以及各道次的可靠定位与导向,才能保证后续工序的顺利进行和保证药芯焊丝的质量。
  在这一阶段的最后一道工序中,有一个接缝的搭接问题要解决,由于在前几道次轧制中,工件边缘部搭接台已产生了畸变,而不象理想中那么规矩了,为了达到搭接的目的,并保证搭接的可靠进行,我们将孔型设计成非对称的形状。
  第三阶段:模拔减径、减壁,最终获得所要求规格的药芯焊丝。
  在药芯焊丝的生产过程中,装药后的焊丝毛管能否在拔丝机上顺利进行拉拔而不从搭接处裂开,是这种焊丝实现规模化生产的关键。由于我们在前两阶段轧制出的毛管质量好,并采用搭接结构,所以带药芯的毛管经得起拔丝卷筒的拉拔,当此毛管绕在拔丝卷筒上进行拉拔挥谐鱿挚臁⒙┓奂岸系妊现鼗湫蜗蟆J导っ鳎庵趾杆吭谑导噬辖邪沃剖强尚械摹

3 关于药芯焊丝的质量
  药芯焊丝经拉拔加工后,直径尺寸稳定,表面光洁无损;焊丝经多次拉拔提高了强度和刚度,有利于焊接过程的顺利进行。
  焊丝在接缝处设计成搭接台结构,改善了密封性,搭接处外层的凸缘部分,象一块小盖板将直缝盖住,有效地阻挡了药粉的泄漏。从药芯焊丝上采用线切割切下的横截面切片,用工具显微镜测量,接缝处的间隙为0.02~0.04mm,放大后的切片如图5。应指出,药芯焊丝的搭接缝间隙,要比切下的切片上测得的小,因为切下的切片由于反弹使搭接处的间隙扩大。显然,对于这样小的间隙,且为搭接结构,可以在一定程度上抑制污杂物和水份的进入,从而可提高焊丝的质量。

图5 药芯焊丝横截面切片

  当药粉的加入量不同时,可获得不同壁厚的药芯焊丝,通过控制药粉的加入量及其成分,可以制造出满足各种焊接性能要求的不同壁厚、不同直径、不同用途的多品种药芯焊丝。

作者单位:王核源 张舒庆 东北大学(沈阳 110006)

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