第一節(jié) 硬面堆焊藥芯焊絲基本生產(chǎn)技術(shù)

藥芯焊絲的制造方法主要有三種即鋼管法、鋼帶法、盤(pán)圓法，在我國(guó)目前比較成熟的制造方法是鋼帶法和盤(pán)圓法。采用鋼帶法制造藥芯焊絲，因制造工藝相對(duì)容易，是國(guó)際上普遍采用的生產(chǎn)方法，也是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)藥芯焊絲的主要生產(chǎn)方法。采用盤(pán)圓法制造藥芯焊絲，因生產(chǎn)藥芯焊絲的原材料成本低，焊絲利潤(rùn)空間大，而受到人們的普遍重視。

1、鋼帶法：鋼帶法藥芯焊絲制造方法又分為全軋式和軋拔結(jié)合式兩種。全軋式藥芯焊絲生產(chǎn)線(xiàn)，設(shè)計(jì)精致，結(jié)構(gòu)緊湊，容易操作。比如北京寶鋼焊業(yè)有限公司引 進(jìn)的英國(guó)生產(chǎn)線(xiàn)，該生產(chǎn)線(xiàn)長(zhǎng)約左右，操作方便，一人可以同時(shí)操作兩條生產(chǎn)線(xiàn)。一邊進(jìn)鋼帶一邊直接生產(chǎn)出成品焊絲，生產(chǎn)工藝一氣呵成，生產(chǎn)效率是比較高的。

軋拔結(jié)合式鋼帶法藥芯焊絲制造方法又分為被動(dòng)成形和主動(dòng)成形兩種。 被動(dòng)成形是指鋼帶軋制填充成形部位無(wú)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，結(jié)合拉絲機(jī)動(dòng)力完成運(yùn)行的生產(chǎn)線(xiàn)。該生產(chǎn) 線(xiàn)成形機(jī)無(wú)動(dòng)力，一是節(jié)省電控系統(tǒng)二是設(shè)備簡(jiǎn)單易維修。生產(chǎn)線(xiàn)的速度是由成形機(jī) 軋輥孔型設(shè)計(jì)和拉絲機(jī)的運(yùn)行速度來(lái)決定的。成形機(jī)軋輥的孔型設(shè)計(jì)十分重要，合理的孔型設(shè)計(jì)可以減少無(wú)功功率的消耗，同時(shí)提高焊絲成形的表面質(zhì)量。但該類(lèi)型生產(chǎn)線(xiàn)的加粉裝置及摩擦動(dòng)力部位設(shè)計(jì)還不太理想，有待進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計(jì)。該生產(chǎn)線(xiàn)主要適用于藥粉填充率較低的藥芯焊絲生產(chǎn)。主動(dòng)成形軋拔結(jié)合生產(chǎn)線(xiàn)又分為單動(dòng)力電動(dòng)機(jī)和多動(dòng)力電動(dòng)機(jī)兩種。 單動(dòng)力成形機(jī)與拉絲機(jī)配合使用的生產(chǎn)線(xiàn)，如天津金橋和大橋引進(jìn)的美國(guó)生產(chǎn)線(xiàn)。采用單電動(dòng)機(jī) 作為動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)鋼帶成形和加粉，結(jié)構(gòu)合理，容易操作。該生產(chǎn)線(xiàn)采用的螺旋加粉裝 置，可以適用于不同松裝比的藥粉?？梢灾圃於喾N類(lèi)型的藥芯焊絲。 如酸性藥芯焊絲、堿性藥芯焊絲、堆焊藥芯焊絲和自保護(hù)藥芯焊絲，這種生產(chǎn)線(xiàn)在瑞典、比利時(shí)等國(guó)家普遍采用。

主動(dòng)成形軋拔結(jié)合多動(dòng)力電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是目前較理想的生產(chǎn)線(xiàn)。生產(chǎn)線(xiàn)成形 機(jī)采用兩臺(tái)以上電動(dòng)機(jī)，甚至每個(gè)軋輥用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。這樣的生產(chǎn)線(xiàn)一般采用變頻調(diào) 速技術(shù)，用PLC編程控制。用計(jì)算機(jī)和觸摸屏來(lái)改變參數(shù)，很容易對(duì)整條生產(chǎn)線(xiàn)的運(yùn) 行參數(shù)進(jìn)行修改和保存。 鋼帶法制造藥芯焊絲生產(chǎn)線(xiàn)的主工藝由鋼帶裁剪機(jī)組、鋼帶復(fù)繞機(jī)組、 鋼帶清洗、 成形機(jī)組、加粉機(jī)組、合縫機(jī)組、直線(xiàn)式拔絲機(jī)組和工字輪收線(xiàn)機(jī)等組成。購(gòu)進(jìn)的鋼帶首先經(jīng)化學(xué)成分檢驗(yàn)合格后，進(jìn)行裁剪成一定寬度的鋼帶，進(jìn)入下一道工序。采用 金屬清洗劑超聲波振動(dòng)清洗，清水沖洗、熱風(fēng)烘于的辦法來(lái)進(jìn)行鋼帶清洗，清洗后的 鋼帶應(yīng)無(wú)油、無(wú)水、無(wú)銹。在成形機(jī)機(jī)組將鋼帶軋成“U”形槽，再經(jīng)加粉機(jī)組按一 定配比加入藥粉，在合縫機(jī)組將邊緣合縫，經(jīng)拔絲機(jī)組減徑，最后進(jìn)人收線(xiàn)機(jī)，成為 藥芯焊絲成品。 其主要工藝流程如下： 

1）鋼帶縱剪復(fù)繞

2）藥粉設(shè)備

3）藥芯焊絲成型

4）藥芯焊絲精拉

5）層繞包裝

2、盤(pán)元法：第一個(gè)提出采用盤(pán)元為原料生產(chǎn)藥芯焊絲的是美國(guó)林肯公司，其 申請(qǐng)的專(zhuān)利中提出一種完全采用冷軋工藝使盤(pán)元成形為藥芯焊絲方法。 這種方法的主 要出發(fā)點(diǎn)是： ①當(dāng)時(shí)冷軋帶鋼無(wú)論在長(zhǎng)度和寬度方向都存在著較大的化學(xué)不均勻性和 厚度公差。②當(dāng)時(shí)冷軋鋼帶價(jià)格是盤(pán)元的“好幾倍”。林肯專(zhuān)利的要點(diǎn)是不采用熱軋， 也不采用中間退火，完全采用冷軋就可以使盤(pán)元展軋成U形，合口成O形，并減徑到 成品尺寸。林肯專(zhuān)利認(rèn)為所提出的從盤(pán)元截面正中向兩側(cè)劈展的方案，有利于用較少 的軋制道次形成U形槽，產(chǎn)生最小的加工硬化，減少軋制動(dòng)力消耗和獲得較大的減薄 量。采用盤(pán)元法的優(yōu)點(diǎn)是原料價(jià)格比較便宜，缺點(diǎn)是工藝路線(xiàn)較長(zhǎng)，設(shè)備龐大，生產(chǎn)的技術(shù)難度大，經(jīng)過(guò)與冷軋帶鋼法全面 分析 比較，現(xiàn)在用這種方法的廠(chǎng)家較少，不過(guò) 采用盤(pán)圓制造藥芯焊絲最具有經(jīng)濟(jì)性，生產(chǎn)藥芯焊絲的原材料成本最低，其發(fā)展前景也是可觀(guān)的。

第二節(jié) 硬面堆焊藥芯焊絲新技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用情況

國(guó)外硬面堆焊藥芯焊絲發(fā)展到在線(xiàn)焊合法階段。國(guó)外從80年代以來(lái)，提出了一系列采用在線(xiàn)焊合制造藥芯焊絲的新工藝，其工藝要點(diǎn)是在原軋—拔生產(chǎn)線(xiàn)的鋼帶合口處將已裝入藥粉的有縫鋼管，用高能密度熱源在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下焊合。所采用的焊接方法可以是激光焊、脈沖氬弧焊或 高頻感應(yīng)電阻焊。顯然在線(xiàn)焊合法是綜合了冷軋鋼帶軋—拔法生產(chǎn)有縫藥芯焊絲和鋼管拔法制取無(wú)縫藥芯焊絲的共同特點(diǎn)而產(chǎn)生的一種新工藝。該工藝不僅可以生產(chǎn)無(wú)縫 型藥芯焊絲，而且生產(chǎn)效率很高，代表了藥芯焊絲的發(fā)展方向。

第三節(jié) 硬面堆焊藥芯焊絲國(guó)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

連軋法是歐洲普遍采用的一種方法。連軋法是指藥芯焊絲從鋼帶到成品焊絲的全部加工過(guò)程都在一套連軋機(jī)組上完成。

為了將焊絲減徑至較細(xì)的成品尺寸所需軋輥組很多 通常水平軋輥組多達(dá)16 架以上同時(shí)還要配置大體相當(dāng)數(shù)量的從動(dòng)立輥組軋輥組配置的多少取決于原料鋼帶尺寸和成品焊絲的尺寸。

全連軋法生產(chǎn)工藝有如下特點(diǎn)：（1）藥芯焊絲成型和減徑完全在一臺(tái)機(jī)組上完成因此工藝簡(jiǎn)捷設(shè)備緊湊占地面積小。（2）由于越細(xì)焊絲軋制越困難若不再經(jīng)拉拔工藝直接軋至Ф1.2mm 以下細(xì)焊絲比較困難所以不宜用于制造Ф1.6mm 以下細(xì)徑結(jié)構(gòu)鋼用藥芯焊絲比較適合制造粗徑硬面堆焊用藥芯焊絲（3）焊絲的直徑偏差橢圓度表面光潔度及焊絲挺度較差因而送絲性能較差。（4）由于軋輥尺寸有限因此生產(chǎn)效率遠(yuǎn)不如后面述及的軋拔法制造工藝高。（5） 由于軋輥對(duì)材質(zhì)和加工精度要求很高本身又是易損件因此備品備件費(fèi)用較高（6）由于焊絲表面沒(méi)有拉絲潤(rùn)滑劑殘留物所以其熔敷金屬的擴(kuò)散氫含量較低。

第四節(jié) 硬面堆焊藥芯焊絲技術(shù)開(kāi)發(fā)難點(diǎn) 分析

現(xiàn)階段的制造工藝常出現(xiàn)以下質(zhì)量問(wèn)題：

1、在焊接過(guò)程中焊縫上經(jīng)常出現(xiàn)氣孔， 分析 主要有以下幾方面的原因：①鋼帶上面的油脂清洗不干凈。②穩(wěn)弧劑加得太多，焊接時(shí)電弧拉長(zhǎng)，保護(hù)不好出現(xiàn)氣孔。③拉拔時(shí)鋼帶包合不嚴(yán)，灌進(jìn)拉絲粉，出現(xiàn)氣孔。

2、焊接飛濺焊接時(shí)飛濺大，會(huì)惡化焊接工藝。

3、在焊接過(guò)程中，焊縫表面易出現(xiàn)一些小“麻點(diǎn)”。“麻點(diǎn)”又稱(chēng)氣體壓痕， 是由于焊接過(guò)程中熔渣的凝固速度快，產(chǎn)生的氣態(tài)物質(zhì)來(lái)不及從熔池穿過(guò)熔渣溢出，從而滯留在熔池和熔渣的界面，凝固壓迫熔敷金屬，在焊縫表面形成壓痕。由于這些“麻點(diǎn)”的存在，焊縫表面成形較差。

3、焊接煙塵。焊接煙塵伴隨著焊接冶金過(guò)程產(chǎn)生，煙塵中含有大量鐵、錳氧化物以及添 加輔料經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)后生成的復(fù)雜化合物。焊接煙塵發(fā)塵率雖然隨著焊接工藝、 保護(hù)方式不同有一定的變化，但其直接來(lái)自焊接材料和母材，因此，焊接材料 本身對(duì)發(fā)塵率有直接影響。

如何有效避免這些質(zhì)量問(wèn)題成為現(xiàn)階段的技術(shù)難點(diǎn)。

第五節(jié) 硬面堆焊藥芯焊絲未來(lái)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

1、追求高效率、高質(zhì)量、低成本。目前日本的FCW產(chǎn)量(9.8萬(wàn)噸，占27%)已超過(guò)焊條產(chǎn)量(7.2萬(wàn)噸，占20%)。

2、提高藥芯焊絲的工藝性，重點(diǎn)是降低飛濺、降低煙塵、提高抗氣孔性能。

3、大力發(fā)展專(zhuān)用的FCW，如焊薄板小焊腳、低變形的FCW；焊接鍍鋅涂層鋼用的具有很強(qiáng)的抗氣孔性能的MX-200和DW-ISZ。此外，用于全位置、立向上焊接用FCW，以及高韌性的低溫鋼用FCW等都會(huì)推出新的產(chǎn)品。

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