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1、环保型无镀铜CO2气体保护焊实心焊丝（GMAW）生产及应用贾 军1，梁贻谋2(1.昆山中冶宝钢焊丝厂，江苏 昆山 215333；2.上海洗霸科技有限公司，上海，200437)摘要：本文介绍了无镀铜焊丝和镀铜焊丝的比较、生产实践环节方面的主要技术难点和性能，同时介绍了GMAW无镀铜焊丝的相关特点、同行以及其现场使用方面的情况，并对今后的发展做了一些预测。文章中的观点鲜明，对焊丝镀铜和防锈的观点作了理论和实践的分析，有说服力，所涉及的工艺、新材料介绍详细，数据准确可靠，可作为同行业研制、生产无镀铜焊丝的技术支持；同时文章的主要观点代表了我国焊材研究和发展的方向，值得发扬光大。无镀铜焊丝的生产应用是
2、大势所趋，将是我国焊丝生产应用的主流；应大力宣传、推广应用无镀铜焊丝，造福了焊接界和全国人民。关键词：环保；无镀铜；焊丝； 焊接；存在的问题Production and Application of Envi-protection Non-Copper Coated Solid Welding Wire for CO2 Shielded WeldingJIA Jun，LIANG Yi-mou(1. Kunshan MCC Baosteel Welding Wire Factory，Kunshan 215333，China；2.Shanghai Emperor of Cleaning Tech
3、Co.,Ltd，Shanghai 200437，China)Abstract The paper introduces the comparison between non-copper coated and copper coated welding wires including the major technical difficulties and property in production and practical application. Meanwhile, the paper also introduces the relevant characteristics and
4、field application of GMAW non-copper coated welding wires. Furthermore, some predictation is made for future development. The viewpoint is quite obvious by analyzing the copper-coated wires and the anti-corrosion function from theoretical and practical perspectives which is convincing. The concerned
5、 process, new materials based on accurate datum can be referenced by welding wire manufacturer and also functioned as technical supporting for production. Meanwhile, the main viewpoint stands for the developing trend of Chinese welding material research.The production and application of non-copper c
6、oated welding wires will be the mainstream for future welding wire production. Therefore, it is worthwhile to promote using non-copper coated wires.Keywords Environmental Protection, Non-copper Coated; Wire; Welding; Existing Problems贾军一、 单位名称中文名称：昆山中冶宝钢焊丝厂英文名称：Kunshan MCC Baosteel Welding Wire Fact
7、ory 二、个人简历出生日期：1977年7月 籍 贯：山西省大同市 职 称：主任工程师/生产制造部副部长学 历： 大学本科 性 别： 男 主要从事工作： 主持公司的生产制造部相关工作。日常工作侧重于生产、技术、质量和新品新工艺的开发工作。一、引言我国是全世界钢材、焊材生产和消耗量最多的国家，2010年我国的钢产量将达5.7亿吨左右，占世界钢产量将超过47%；焊接材料消耗量将超过440万吨。 在经过近二十多年来的推广应用，CO2气体保护焊工艺（GMAW、FCAW-G）作为一种高效、优质、低成本的焊接技术，已经在造船、压力容器、车辆、建筑工程、矿山机械、钢结构、石油化学、桥梁等诸多行业取得了广泛的
8、应用，赢得了良好的社会效益和经济效益，因此、CO2气体保护焊的焊丝使用也愈来愈多。2010年我国的CO2气体保护焊（GMAW、FCAW-G）焊丝的产量将超过80万吨，已经成为焊接材料的主流。随着今后焊接的自动化程度越来越高，其消耗量和在焊材中的比例还将持续较快增加。在GMAW、FCAW-G焊接中，目前应用最多的焊材是CO2气体保护焊镀铜实心焊丝。经过近二十年来的使用，其工艺、性能、价格等具有较大的优势，采用CO2镀铜实心焊丝已经成为MAG焊接的标准，因此、在众多场合下CO2气体保护焊（GMAW）镀铜实心焊丝还很难被替代。但是，随着时代的进步，CO2气体保护焊（GMAW）镀铜实心焊丝开始面临着无
9、镀铜焊丝新的挑战，这些挑战将会对其产生重大的影响、一定程度上将影响焊接材料生产的方向和主流。二、绿色制造理念将推动钢结构焊材的变革顺应我国建筑钢结构技术的发展轨迹，我国焊接材料必定向更加高级的方向发展；节能减排的绿色制造理念必将推动焊接钢结构焊接工艺的变革、以无镀铜焊丝为代表的新型焊材将应运而生。这是CO2气体保护焊（GMAW）镀铜实心焊丝面临的最大外部压力：（一）、CO2气体保护焊（GMAW）镀铜实心焊丝的生产的环保问题。CO2气体保护焊（GMAW）镀铜实心焊丝的生产过程对环境的污染较大，对环境的主要污染源是镀铜液，其次是各种酸碱等化学品的使用及各种酸碱雾气等。在镀铜液方面，根据其使用的工艺
10、方法不同，其污染程度有所不同，目前行业内一般使用三种工艺进行镀铜生产：1、是全过程使用电镀；2、是使用电镀和化镀结合的方式；3、是全程使用化镀。一般而言，电镀方式对环境污染较大，尤其是采用了氰化物的场合，对环境危害极大；化镀的方式相对较好。但无论化学镀还是电镀，其镀液及其蒸气对人体都有极大的危害，同时废弃的酸碱液还会进一步污染环境。随着国家经济发展方式向可持续发展模式的转化，过去在部分行业那种以牺牲环境求发展的经营模式将被抛弃；环境、健康与安全成为未来制造业发展的重要驱动力之一。所以、相对应的环保政策也将越来越严厉，对相关生产企业的压力势必将越来越大。（二）、使用过程中的污染。我们的认识与行业
11、内通行的一般看法不同：由于拉丝过程中钢丝表面产生微小凹凸不平，由此增大摩擦力、造成拉丝不稳定、进而影响产品质量；人们为了解决拉丝稳定性的问题、而采用的当时认为和其他技术相比较效果最好的焊丝镀铜技术；因此、实心焊丝镀铜最初的目的只是起到在拉丝过程中的润滑作用，主观目的不是对焊丝起防锈、导电和降低送丝导电嘴的磨损作用；镀铜层这些作用都是后来才被人们逐渐发现的。正是由于镀铜层的存在，带来了对焊接接头综合性能的影响：众所周知：对焊缝而言，铜是有害元素，过多的铜元素对焊接质量是不利的；另外对焊丝本身成分而言，会对焊缝和熔敷金属造成污染，因此人们不希望增加镀铜层厚度；尤其在有些特殊使用场合，为了保证焊接质
12、量需要严格控制焊丝镀铜层厚度。另一方面，铜层在焊接的时候大部分都形成了铜烟雾；根据德国金属制造业健康与安全委员会编制的在焊接及相关工艺过程中的有害物质一文描述：近95的焊接烟雾来自于填充金属。因此焊丝表面镀的铜不可避免的大量进入焊接烟尘中，成为烟尘中的主要有毒物质。焊工吸入过量含铜烟尘可引起金属铜烟雾热急性综合症，铜盐能引起肠胃功能紊乱，可出现溶血和肝、肾损害，直接对焊工身体造成了损害。（三）、镀铜CO2实心焊丝本身的质量问题镀铜CO2实心焊丝在拥有众多优点的同时，在实际使用过程中也暴露出了其三个主要的不足之处：1、铜层易剥落问题。这个问题是CO2气体保护焊（GMAW）镀铜实心焊丝在使用过程中
13、暴露的主要问题。在焊丝的生产过程中：焊丝表面的铜层经过层绕过程中矫直轮的挤压以及与送丝软管的长时间摩擦后，部分镀铜层与基体剥离，在焊接迭丝的过程中，这部分镀铜层会被刮落，大量的铜屑聚集于送丝软管内，主要是集中在导电嘴附近，造成送丝软管堵塞，影响送丝的稳定性，对焊缝成型产生很大影响；尤其是在精确焊接的机器人全自动焊接工序中，对焊丝的镀铜质量要求非常高；在宝钢机器人全自动焊接实践中，我们发现：焊丝铜屑会在焊接过程熔入焊道中而无法避免，对焊缝产生不良影响，甚至有的往往使焊接不能正常进行；这也是镀铜实心焊丝无法消除的品质难题。2、焊接飞溅大，焊缝成型差。镀铜CO2实心焊丝在焊接过程中飞溅大，焊缝成型差
14、是一个“老、大、难”问题；尤其是在镀铜层与铁基层结合力不好及表面质量不好的时候，反映的尤为明显；从焊接的表观现象看是焊接过程飞溅大、导致的焊缝成型不好，实际上是由于焊丝质量问题造成的焊接参数不稳定造成飞溅而影响成型。与无镀铜焊丝相比，镀铜焊丝不仅飞溅较大而且焊缝凸起，颜色偏暗。3、防锈问题。镀铜焊丝的生锈从表面的理解一般是包装问题、车间湿度问题等，但从本质上讲，镀铜焊丝易生锈的根本原因是电化学腐蚀造成的：从电化学的原理出发，铜对铁的防蚀是阴极防护，必须致密无孔才能达到防蚀的目的。但镀铜CO2实心焊丝，焊缝中铜含量较高对焊缝的力学性能不利，各国标准中都有严格的规定。经检测，m，远远小于达到致密要
15、求的5m，而且采用通常的化学镀方法镀铜层和铁基焊丝结合的紧密性难以得到良好控制。因此这种不很致密的镀铜层，不但不能保护内部铁基焊丝，反而加速了铁基焊丝在腐蚀介质中的腐蚀。因此采用镀铜层作为气体保护焊丝的防蚀层是不合理的。 基于上述原因，我们从2007年开始进行了无镀铜CO2实心焊丝生产的相关工作，在江苏昆山焊丝厂、浙江精工、上海洗霸、宝钢及相关辅料厂家的大力支持下，现已取得阶段性成果，并且已经实现了一定的批量供货。现对无镀铜焊丝生产做一个阶段性总结，并于同行做一个交流，希望能对无镀铜焊丝的开发和推广起到一定的作用。三、CO2气体保护焊无镀铜实心焊丝的生产实践镀铜焊丝的生产存在三个最大的技术难点：一是导电性；二是防锈性能；三是送丝性能。因此无镀铜焊丝的生产要围绕克服这三个问题综合考虑工艺。国内目前普遍的一种对无镀铜焊丝的理解为特种涂层焊丝，各个厂家的涂层的成分和表面处理方式各有不同，因此影响到最终的焊丝使用性能不同，优良的涂层和表面处理方式不但可以起到防锈及润滑的作用，还可以起到稳定电弧和减少焊接飞溅的作用。但实际上，通过对国外无镀铜焊丝的分析，应该还有一种理解，即通过适当处理方式使表面暗化或表面增加其他的保护层，同时保证其表面
