一种无镀铜气体保护焊丝表面涂层的制作方法

1.本发明属于焊丝行业的无镀铜焊丝表面处理领域，尤其是一种无镀铜气体保护焊丝表面涂层。


背景技术：

2.无镀铜焊丝生产过程中无酸洗和镀铜，是绿色生产的必然产物，随着国家对环保要求的日益提高，焊丝生产企业均逐步向无镀铜焊丝生产转型，生产模式采用表面涂层方式进行生产，以达到焊丝具备良好的防锈、导电、润滑性能。但是，由于各厂家涂层材料不同，无镀铜焊丝的使用工艺性相差较大，例如：现有市场无镀铜焊丝表面涂层配方主要成分是二硫化钼、胶体石墨、聚四氟乙烯、氮化钛等导电、润滑成分，通过润滑剂、防锈油等混合涂覆，影响焊接过程的稳定性，引起飞溅突然增加、导电嘴磨损异常、焊缝成型异常等焊接工艺问题。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种无镀铜焊丝表面涂层。使用石墨烯、聚四氟乙烯、二硫化钨、氮化硼、二氧化钛，按比例混合后通过摩擦涂覆于焊丝表面，能均匀覆盖焊丝表面，使焊丝具有更强润滑、导电性能，有效降低导电嘴在高温条件下的磨损，涂覆后经过一定比例防锈油涂饰，具有较强的防锈性能，焊丝使用过程中电弧稳定、飞溅较小、焊缝成型美观、导电嘴磨损与镀铜焊丝接近，优于行业水平。
4.为实现上述目的或其他目的，本发明是通过以下技术方案实现：
5.本发明提供了一种无镀铜气体保护焊丝表面涂层，包括涂层1和涂层2，所述涂层1包括以下原料组分及重量份数：石墨烯10-30份，聚四氟乙烯10-20份，二硫化钨20-30份，氮化硼15-25份，二氧化钛15-25份；所述涂层2为防锈涂覆材料protec-wls04。
6.其中，所述石墨烯粒径0.5-2μm，聚四氟乙烯粒径8-12μm，二硫化钨粒径小于或等于0.5μm，氮化硼粒径6-10μm，二氧化钛粒径小于或等于0.5μm。
7.其中，所述无镀铜气体保护焊丝的涂层1由下述步骤制得：按比例将石墨烯、聚四氟乙烯、二硫化钨、氮化硼、二氧化钛置于干性搅拌器中搅拌混合均匀，搅拌后进行烘干。
8.进一步地，搅拌速度为100-200r/min，搅拌时间为20-30min，烘干温度为50-65℃。
9.其中，所述的涂层2为protec生产的一种焊丝保护液wls04。
10.本发明还提供了一种无镀铜气体保护焊丝表面涂层的制备方法，步骤为：将待涂焊丝连续经过多次拉拔，焊丝直径拉拔至直径0.78mm-5.5mm后，将上述制成的焊丝涂层1装在涂粉设备中，通过涂粉设备涂覆，擦拭后再通过涂油装置将涂层2进行涂覆，制成具有表面涂层的无镀铜气体保护焊丝。
11.其中，涂层1的涂覆重量为10-50g/吨，涂层2的涂覆重量为：80-150g/吨，涂层1+涂层2的涂覆重量为90-200克/吨。
12.本发明的有益效果为：
13.(1)二硫化钨具有良好的金属表面粘附性，在涂层中添加二硫化钨可增强石墨烯与焊丝表面的结合强度，保证涂层致密，不易脱落；
14.(2)石墨烯导电性良好且耐高温，加入石墨烯可以降低焊丝表面的电阻值，降低焊接时的导电嘴温度；
15.(3)聚四氟乙烯、二氧化钛可增强焊丝表面润滑，可以有效降低导电嘴的磨损；
16.(4)氮化硼有良好的高温润滑作用，减少导电嘴在高温状态下的磨损。
17.本涂层通过上述配比设计，生产的焊丝防锈性优于镀铜焊丝，在焊接过程中电弧稳定、飞溅较小、焊缝成型美观、导电嘴磨损率小。
具体实施方式
18.下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
19.实施例1：
20.本实施例的无镀铜焊丝包括er70s-6材料的1.2mm待涂覆焊丝及涂覆在焊丝表面的涂层1、涂层2，其中，按涂层的质量百分比计，涂层1包括以下组分：石墨烯10％，聚四氟乙烯15％份，二硫化钨30％份，氮化硼20％份，二氧化钛25％份。
21.er70s-6 1.2mm待涂覆焊丝为常规拉拔后，经表面清洗及烘干，将涂层混合均匀涂覆与焊丝表面得到焊丝。涂层1的涂覆量为10g/吨，涂层2的涂覆量为80g/吨，焊丝的直径为1.2mm。
22.实施例2：
23.本实施例的无镀铜焊丝包括er70s-6材料的1.2mm待涂覆焊丝及涂覆在焊丝表面的涂层1、涂层2，其中，按涂层的质量百分比计，涂层包括以下组分：石墨烯:20％，聚四氟乙烯20％份，二硫化钨20％份，氮化硼20％份，二氧化钛20％份。
24.er70s-6 1.2mm待涂覆焊丝为常规拉拔后，经表面清洗及烘干，将涂层混合均匀涂覆与焊丝表面得到所述焊丝。涂层1的涂覆量为10g/吨，涂层2的涂覆量为100g/吨，焊丝的直径为1.2mm.
25.实施例3：
26.本实施例的无镀铜焊丝包括er70s-6材料的1.2mm待涂覆焊丝及涂覆在焊丝表面的涂层1、涂层2，其中，按涂层的质量百分比计，涂层包括以下组分：石墨烯:30％，聚四氟乙烯10％份，二硫化钨20％份，氮化硼20％份，二氧化钛20％份。
27.er70s-6 1.2mm待涂覆焊丝为常规拉拔后，经表面清洗及烘干，将涂层混合均匀涂覆与焊丝表面得到所述焊丝。涂层1的涂覆量为25g/吨，涂层2的涂覆量为120g/吨，焊丝的直径为1.2mm.
28.实施例4：
29.本实施例的无镀铜焊丝包括er70s-6材料的1.2mm待涂覆焊丝及涂覆在焊丝表面的涂层1、涂层2，其中，按涂层的质量百分比计，涂层包括以下组分：石墨烯:10％，聚四氟乙烯20％份，二硫化钨25％份，氮化硼25％份，二氧化钛20％份。
30.er70s-6 1.2mm待涂覆焊丝为常规拉拔后，经表面清洗及烘干，将涂层混合均匀涂覆与焊丝表面得到所述焊丝。涂层1的涂覆量为50g/吨，涂层2的涂覆量为150g/吨，焊丝的
直径为1.2mm.
31.实施例5：
32.本实施例的无镀铜焊丝包括er70s-6材料的1.2mm待涂覆焊丝及涂覆在焊丝表面的涂层1、涂层2，其中，按涂层的质量百分比计，涂层包括以下组分：石墨烯:15％，聚四氟乙烯20％份，二硫化钨30％份，氮化硼20％份，二氧化钛15％份。
33.er70s-6 1.2mm待涂覆焊丝为常规拉拔后，经表面清洗及烘干，将涂层混合均匀涂覆与焊丝表面得到所述焊丝。涂层1的涂覆量为50g/吨，涂层2的涂覆量为90g/吨，焊丝的直径为1.2mm.
34.实施例6：
35.本实施例的无镀铜焊丝包括er70s-6材料的1.2mm待涂覆焊丝及涂覆在焊丝表面的涂层1、涂层2，其中，按涂层的质量百分比计，涂层包括以下组分：石墨烯:20％，聚四氟乙烯10％份，二硫化钨20％份，氮化硼25％份，二氧化钛25％份。
36.er70s-6 1.2mm待涂覆焊丝为常规拉拔后，经表面清洗及烘干，将涂层混合均匀涂覆与焊丝表面得到所述焊丝。涂层1的涂覆量为10g/吨，涂层2的涂覆量为150g/吨，焊丝的直径为1.2mm.
37.按相关标准规范对上述实施例1～6的无镀铜焊丝进行各项焊接试验。焊接工艺参数如下表1，焊接性能如下表2。
38.表1：焊接工艺参数
39.电压电流气体焊接速度干伸长焊接时间30v280a8％co2+92％ar6mm/s15mm20min
40.表2：焊接工艺性能
[0041][0042]
导电嘴磨损率：m0为初始导电嘴重量，m1为连续焊接20min后的清除飞溅后导电嘴重量。
[0043]
送丝性：将5米焊丝软管绕成20cm的圆圈，两圈试验条件下能焊为一般，三圈试验条件下能焊为优。
[0044]
电弧稳定性：通过高速摄像系统反馈电流电压稳定性进行评价。
[0045]
烟尘量：在电压10v电流30a条件下测试焊丝表面挥发的烟尘，通过烟尘对比图评价。飞溅量：同焊接工艺参数的情况下进行角焊缝焊接，同等长度下角焊缝飞溅量进行评价。
[0046]
实施例1至6试验结果表明，本发明的表面涂层，焊接时导电嘴磨损率较小，送丝性、电弧稳定性良好，烟尘量、飞溅量综合性能优于部分厂家无镀铜焊丝和镀铜焊丝。
[0047]
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种无镀铜气体保护焊丝表面涂层，其特征在于，包括涂层1和涂层2，所述涂层1包括以下原料组分及重量份数：石墨烯10-30份，聚四氟乙烯10-20份，二硫化钨20-30份，氮化硼15-25份，二氧化钛15-25份；所述涂层2为防锈涂覆材料protec-wls04。2.如权利要求1所述的无镀铜气体保护焊丝表面涂层，其特征在于，所述石墨烯的粒径为0.5-2μm，聚四氟乙烯粒径8-12μm，二硫化钨粒径小于或等于0.5μm，氮化硼粒径6-10μm，二氧化钛粒径小于或等于0.5μm。3.如权利要求1所述的无镀铜气体保护焊丝表面涂层，其特征在于，所述无镀铜气体保护焊丝的涂层1由下述步骤制得：按比例将石墨烯、聚四氟乙烯、二硫化钨、氮化硼、二氧化钛置于干性搅拌器中搅拌混合均匀，搅拌后进行烘干。4.如权利要求3所述的无镀铜气体保护焊丝表面涂层，其特征在于，搅拌速度为100-200r/min，搅拌时间为20-30min，烘干温度为50-65℃。5.如权利要求1所述的无镀铜气体保护焊丝表面涂层，其特征在于，所述的涂层2为protec生产的一种焊丝保护液wls04。6.如权利要求1～5任一项所述的无镀铜气体保护焊丝表面涂层的制备方法，其特征在于，步骤为：将待涂焊丝连续经过多次拉拔，焊丝直径拉拔至直径0.78mm-5.5mm后，将权利要求3制成的焊丝涂层1装在涂粉设备中，通过涂粉设备涂覆，擦拭后再通过涂油装置将涂层2进行涂覆，制成具有表面涂层的无镀铜气体保护焊丝。7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，涂层1的涂覆重量为10-50g/吨，涂层2的涂覆重量为：80-150g/吨，涂层1+涂层2的涂覆重量为90-200克/吨。

技术总结
本发明属于焊丝行业的无镀铜焊丝表面处理领域，尤其是一种无镀铜气体保护焊丝表面涂层。涂层包括涂层1和涂层2两层，涂层1包括石墨烯，聚四氟乙烯，二硫化钨，氮化硼和二氧化钛；所述涂层2为防锈涂覆材料PROTEC-WLS04。将待涂焊丝连续经过多次拉拔，焊丝直径拉拔至直径0.78mm-5.5mm后，将涂层1装在涂粉设备中，通过涂粉设备涂覆，擦拭后再通过涂油装置将涂层2进行涂覆，制成表面涂层焊丝。焊丝具有更强润滑、导电性能，有效降低导电嘴在高温条件下的磨损；焊丝使用过程中电弧稳定、飞溅较小、焊缝成型美观、导电嘴磨损与镀铜焊丝接近，优于行业水平。业水平。


技术研发人员：贾军 丁兴龙 刘一龙 赵伟
受保护的技术使用者：苏州骐骥焊接材料有限公司
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/9/23