文档介绍：国内外药芯焊丝制造工艺设备现状及发展趋势
陈邦固金立鸿刘继元王秀文
天津大学天津三英焊业有限公司
摘要综述了药芯焊丝制造工艺设备的发展历程最新动态和发展趋势作者认为冷轧钢带高速轧
拔法工艺是目前国际上药芯焊丝生产工艺的主流这种趋势短期内不会改变作为该工艺的核心设
备药芯焊丝轧丝机采用先进的分体传动式轧机对于提高产品质量提高生产效率和对多品种焊丝
的适应性都更为理想推广应用先进成熟的国产药芯焊丝生产工艺和装备是发展我国药芯焊丝产业的
重要技术政策
关键词药芯焊丝冷轧钢带盘条轧丝机拉丝机
前言
药芯焊丝作为第四代焊接材料以其生产效率高焊接质量好综合焊接成本低等无
可比拟的技术经济优势近年来在国内外得到快速发展日本在八十年代初年产量不过几
千吨水平占焊材总量不到 1% 然而到 2001 年已达近 10 万吨占焊材总量 30%左右
我国药芯焊丝的应用和生产从上世纪 90 年代也快速起步近年来每年都以 20% 30%速
度发展到 2001 年国内市场消费总量已超过 万吨 2002 年可望达 2 万吨左右
虽然其在焊材总量中比例还仅占 %左右但其增长潜力很大业内人士预测其在焊材中
的比重 3 5 年内将达到 3 5 万吨 8 0 年内达到 8 10 万吨甚至更多
药芯焊丝的生产涉及设备工艺和配方三个相互联系的组成部分设备和工艺对药芯
焊丝生产的质量和成本关系重大本文结合有关专利文献有关资料和多年的调研和亲
身实践分析了各种药芯焊丝生产工艺路线及相关装备的特点并就国产药芯焊丝发展的
技术方案提出自己的看法
药芯焊丝制造工艺和装备的发展历史
药芯焊丝制造工艺过关并形成商品是 50 年代和 60 年代初然而早在 1912 年伊萨公
司 ESAB 的创建人奥斯卡基尔伯格 Oscar Kjillberg 在他的专利中就已涉及药芯焊
丝的概念他写到至于这个金属棒可以做成任何形状甚至可以做成管状其内部的物
质需经良好的混合以求得到适当化学成分的焊缝也就是说药芯焊丝的基本概念其实
和手工焊条是同时提出的只不过由于当时生产工艺不过关和手工焊条的发展将其湮没了
几十年直到 50 年代美国才推出商品化的药芯焊丝但其后 20 年发展并不太快 80 年代
后由于细径药芯焊丝及其相应的制造工艺和装备的推出才使药芯焊丝真正重新崛起并
向手工焊条和实心焊丝发起真正的挑战
第一个涉及药芯焊丝的制造专利是 1920 年在美国发表的它是先在一条钢带上喷镀
或涂敷一层焊剂焊剂粘在钢带的一面干燥后把钢带卷成圆管粘有焊剂层的一面位于
管内
另一份美国专利公布了一种带芯丝药芯焊丝制造方法芯丝上首先压涂一层膏状药皮
就成了焊丝中的药芯其制造原理如图 1 所示
早期药芯焊丝的制造工艺显然受到焊条制造工艺的影响许多专利都采用了膏状涂
料这给以后的干燥和防锈处理带来了难题前西德专利 519435 则提出一种直接加入干
药粉的方法其示意图见图 2 所示药粉恰好在钢带进入拔模进口处松散分布在钢带的
凹槽内加药粉的速度与钢带的拉拔速度同步
早期药芯焊丝的制造方法中还涉及各种复杂截面药芯焊丝所提出的截面形状和成型
方案五花八门图 3 为三种复杂截面药芯焊丝的成型工艺方案这些成型方案我国在 70
年代也有人进行过尝试
图种带芯丝的药芯焊丝制造工艺
图种早期加干药粉的药芯焊丝制造工艺
图种复杂截面药芯焊丝的成型工艺
关于无缝药芯焊丝早期也有人进行过尝试一份东德专利即提到为防止药粉吸潮可将
焊缝焊合而一份西德专利则提出用无缝钢管制取有限长度药芯焊丝的方法取一段适当
长度的无缝钢管管内填充各种形状的芯丝或芯片及适量的药粉然后把管子两端封闭
用轧辊或模一道一道地轧细或拔细直到最后要求的直径其实这两个专利已经涉及到现
代药芯焊丝制造中的一些最基本的要点目前国内依然有人按此思路进行小批量试生产
综合上述可以看出以下几点
1 早期药芯焊丝成形大多采用简单的模拔法即将裹上药膏或药粉的 U 形钢
带通过一个拉丝模利用拉丝模孔壁的径向挤压力强迫成型
2 早期药芯焊丝从加入膏状涂料过渡到直接加入干药粉
3 早期药芯焊丝多为粗径复杂截面焊丝主要是为克服电弧不集中熔滴过渡特
性差的问题
自 80 年代后小直径药芯焊丝的出现彻底改善了药芯焊丝的熔滴过渡和全位置焊接
问题各种大直径复杂截面焊丝已基本上被淘汰近年来世界各大著名焊材生产厂商的商
品焊丝几乎全部是简单 O 形截面基本上看不到所谓的复杂截面焊丝了
4 早期药芯焊丝的工艺方案已为现代药芯焊丝的制造工艺奠定了基础一些重
要的思想例如关于无缝药芯焊丝的制造工艺方案现在人们仍在继续