用于拋光和潤(rùn)滑鋁焊絲的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的實(shí)施例大體上涉及焊絲的制造，并且更加具體地，涉及一種用于拋光和 潤(rùn)滑鋁焊絲的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋁焊絲常常用于連續(xù)進(jìn)料焊接機(jī)。在制造期間，對(duì)絲進(jìn)行多種處理，這些處理包括 產(chǎn)生具有所需直徑的絲的一個(gè)或者多個(gè)拉絲處理。然后，分多層將拉絲后的絲卷繞到線軸 上或者纏繞到線筒中，該線軸和線筒都用于氣體保護(hù)金屬電弧焊或者氣體保護(hù)金屬電弧焊 工藝。當(dāng)適配到連續(xù)焊接設(shè)備時(shí)，可以通過(guò)連續(xù)焊接設(shè)備的進(jìn)料裝置中的導(dǎo)向件將絲從線 軸進(jìn)料。在這種連續(xù)焊接設(shè)備內(nèi)，絲與許多零部件相接觸，包括但不限于驅(qū)動(dòng)輥、接觸頭、導(dǎo) 向件和內(nèi)襯。為了在焊接操作中表現(xiàn)得令人滿意，必須使鋁絲無(wú)表面污染物，諸如，拉絲潤(rùn) 滑劑，從而使得這種污染物不會(huì)導(dǎo)致焊接缺陷，諸如，孔隙等。
[0003] 提供無(wú)碳?xì)浠衔锏男问降谋砻嫖廴疚铮⊿卩，潤(rùn)滑劑）的鋁焊絲也可以是個(gè)問(wèn)題。 無(wú)潤(rùn)滑劑的絲在進(jìn)絲過(guò)程期間可以導(dǎo)致不期望的摩擦量。這種高摩擦程度可以生成絲顆 粒，這種絲顆粒是從絲的表面刮下的細(xì)小材料片。
[0004] 另外，5XXX系列的鋁合金具有高鎂含量。正因?yàn)槿绱耍仨毷褂媒饎偸z模將絲 從原始的大直徑制備成更小的直徑。金剛石拉絲模刮傷絲的表面，并且它們自身生成小的 鋁顆粒，稱為"細(xì)粉"。這些細(xì)粉的大小可以為1微米或者更小，并且非常硬。細(xì)粉粘附在絲 的表面上，并且，當(dāng)稍后通過(guò)焊接設(shè)備進(jìn)絲時(shí)，細(xì)粉可以移除并且變得嵌入在焊接設(shè)備的內(nèi) 襯的內(nèi)直徑中。這種堆積可以對(duì)絲的表面造成另外的刮痕。另外，隨著時(shí)間的推移，內(nèi)襯可 以堆積大量的絲肩，這些絲肩可以最終完全阻礙絲移動(dòng)穿過(guò)內(nèi)襯。
[0005] 利用干凈的無(wú)潤(rùn)滑劑的絲，也尚未完全消除該絲肩問(wèn)題。已經(jīng)使用了惰性潤(rùn)滑劑， 諸如，碳/石墨，但是這種潤(rùn)滑劑是粘附在絲的表面上的顆粒材料，并且，雖然這種潤(rùn)滑劑 減少了生成刮肩的傾向，但是，由于沉積在表面上的石墨的量，所以它們未完全消除刮肩。 即，絲表面的僅僅一小部分上會(huì)具有碳/石墨顆粒，所以，與使整個(gè)絲表面涂覆有潤(rùn)滑劑的 情況相比，潤(rùn)滑劑的敏感性較低。已經(jīng)利用其他非碳?xì)浠衔餄?rùn)滑劑，諸如，聚四氟乙烯 (PTFE)，俗稱"鐵氟龍"，進(jìn)行了試驗(yàn)。然而，使用鐵氟龍的問(wèn)題是，由于鐵氟龍是絕緣體，所 以在焊接操作期間熔化絲所需的電流不均勻，因此可以引起電弧的不穩(wěn)定性。
[0006] 已經(jīng)嘗試了其他工藝變化，諸如，已經(jīng)嘗試了調(diào)節(jié)絲的韌度/硬度、進(jìn)行鑄造性和 螺旋性變化、以及調(diào)節(jié)絲的直徑以試圖消除刮肩的問(wèn)題，但是這些嘗試都未取得成功。由 此，仍然需要一種提供用于連續(xù)進(jìn)料焊接機(jī)的鋁焊絲的改進(jìn)型工藝，這種鋁焊絲基本無(wú)刮 痕，并且還最小化了生成可以降低這種機(jī)器的效率的細(xì)粉的機(jī)會(huì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 公開了一種用于處理焊絲的方法。所述方法可以包括以下步驟：將來(lái)自線軸的配 料絲進(jìn)料到拉絲階段；對(duì)所述配料絲進(jìn)行拉絲，以產(chǎn)生直徑減小的絲；對(duì)所述直徑減小的 絲進(jìn)行拉絲，以產(chǎn)生最終直徑絲；對(duì)所述最終直徑的絲進(jìn)行拋光，以從所述最終直徑的絲的 表面去除顆粒污染；以及將所述拋光過(guò)的絲纏繞到線軸上或者纏繞到線筒中。
[0008] 公開了一種用于處理焊絲的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可以包括：放卷階段，其用于放卷坯料 絲；第一拉絲階段，其用于接收來(lái)自所述放卷階段的所述坯料絲并且用于將所述坯料絲減 小到減小的直徑；熱處理階段，其用于接收來(lái)自所述第一拉絲階段的所述直徑減小的絲并 且用于對(duì)所述絲進(jìn)行熱處理；第二拉絲階段，其用于接收來(lái)自所述熱處理階段的熱處理過(guò) 的絲并且用于對(duì)熱處理過(guò)的絲進(jìn)行拉絲以產(chǎn)生最終直徑的絲；拋光階段，其用于接收來(lái)自 所述第二拉絲階段的所述最終直徑的絲并且用于從所述最終直徑的絲的表面去除顆粒污 染；潤(rùn)滑階段，其用于涂覆潤(rùn)滑劑；以及卷繞階段，其用于將拋光過(guò)的絲纏繞到線軸或者線 筒上。
[0009] 公開了一種焊絲的長(zhǎng)度。所述焊絲可以具有：基本無(wú)金屬細(xì)粉的表面；以及設(shè)置 在所述焊絲的外表面上的一層潤(rùn)滑劑。在一些實(shí)施例中，所述焊絲為鋁的合金。在其他實(shí) 施例中，所述潤(rùn)滑劑選自由鉬和鉀組成的列表。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 附圖圖示了所公開方法的優(yōu)選實(shí)施例，這些實(shí)施例是到目前為止為實(shí)際應(yīng)用本方 法的原理所設(shè)計(jì)的，在附圖中：
[0011] 圖1是用于所公開系統(tǒng)和方法的示例性絲拋光設(shè)備的示意圖；
[0012] 圖2是所公開系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的示意圖；以及
[0013] 圖3是所公開方法的示例性實(shí)施例的邏輯流程。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 公開了一種用于拋光和潤(rùn)滑鋁焊絲的系統(tǒng)和方法。雖然該系統(tǒng)和方法是公開為與 鋁絲一起使用，但是要了解，本公開的原理可以與其他材料絲（諸如，銅）一起使用。
[0015] 如上面描述的，在制造鋁焊絲方面的現(xiàn)有嘗試主要將重點(diǎn)放在提供表面潤(rùn)滑劑以 最小化摩擦上，試圖減少細(xì)粉的生成。如后文將更詳細(xì)描述的，所公開的系統(tǒng)和方法的重點(diǎn) 在從絲的表面去除細(xì)粉并且在絲的表面之上均勻地涂覆少量潤(rùn)滑劑。
[0016] 在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)使用絲拋光技術(shù)，從絲的表面去除細(xì)粉。在Boockmann的美 國(guó)專利第5, 382, 455號(hào)和第5, 409, 535號(hào)中公開了這種拋光技術(shù)的示例，這些專利的全部 內(nèi)容以引用的方式并入本文。Boockmann技術(shù)利用拋光繩從絲的表面去除細(xì)粉?？梢韵驋?光的絲涂覆少量潤(rùn)滑劑。在一個(gè)實(shí)施例中，該潤(rùn)滑劑包括鉬（Mb)。在另一實(shí)施例中，在拋光 處理期間涂覆潤(rùn)滑劑。例如，可以用一定量的潤(rùn)滑劑浸漬拋光繩，從而使得，隨著繩對(duì)絲的 拋光，將潤(rùn)滑劑均勻地涂覆在絲的表面。
[0017] 圖1圖示了與所公開的系統(tǒng)和方法一起使用的示例性絲拋光布置。雖然將描述具 體的絲拋光/潤(rùn)滑布置，但是要了解，該布置的提供僅僅是為了圖示，而不是用于限制。正 因?yàn)槿绱耍_的系統(tǒng)和方法可以與多種其他合適的拋光和潤(rùn)滑技術(shù)一起使用。
[0018] 如圖1所示，可以在箭頭"A"的方向上，在一堆輥?zhàn)?、4之上從右到左并且通過(guò)已 經(jīng)用一定量的潤(rùn)滑劑浸漬過(guò)的一股繩8的多個(gè)環(huán)6,進(jìn)給連續(xù)長(zhǎng)度的鋁絲1。在非限制示例 性實(shí)施例中，繩8可以由一塊粘膠纖維和芳綸制成。在一些實(shí)施例中，可以用潤(rùn)滑劑或者耐 磨劑浸漬一股或者多股繩8。該股繩8從線軸10解開。將該股繩8解開，并且通過(guò)張力測(cè) 量裝置12和第一換向輥14在絲1周圍成卷地引導(dǎo)到輔助輥15、然后到第二換向輥16、再 到從動(dòng)線軸18。
[0019] 在一些實(shí)施例中，鋁絲1和繩8在相反的方向上移動(dòng)。在其他實(shí)施例中，鋁絲1和 繩8在相同的方向上移動(dòng)。在一個(gè)非限制示例性實(shí)施例中，線1可以按照每分鐘約1400英 尺（fpm)的速度在箭頭"A"的方向上移動(dòng)，而繩8可以按照每分鐘約25厘米（cpm)的速度 在相干的方向上移動(dòng)。
[0020] 由于繩8和鋁絲1的相對(duì)移動(dòng)，繩8擦掉存在于絲的表面上的任何細(xì)粉。細(xì)粉嵌 入在繩中并且?guī)щx絲。此時(shí)，將一定量的潤(rùn)滑劑（其可以浸漬在繩8中）轉(zhuǎn)移到絲的表面， 從而產(chǎn)生潤(rùn)滑過(guò)的無(wú)細(xì)粉的絲。然后，可以將絲轉(zhuǎn)移到線軸上以便運(yùn)輸、存儲(chǔ)和使用。
[0021] 在一個(gè)非限制示例性實(shí)施例中，用足夠量的脫模劑和Mb潤(rùn)滑劑的混合物浸漬繩 8,以在成品絲表面上提供所需量的潤(rùn)滑劑。在一個(gè)實(shí)施例中，脫模劑可以是礦物油精。礦 物油精可以用作用于Mb潤(rùn)滑劑的脫模劑，從而，隨著繩8通過(guò)絲1，將潤(rùn)滑劑脫離到絲1的 表面上。由于繩8環(huán)繞絲1，所以將潤(rùn)滑劑均勻地沉積到絲的整個(gè)表面上，這是對(duì)導(dǎo)致不均 勻潤(rùn)滑劑涂覆的現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)。在一些實(shí)施例中，潤(rùn)滑劑可以沉積在絲表面上的量為約 0? 2mg/m2至 5mg/m2。
[0022] 使用Mb作為潤(rùn)滑劑的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其對(duì)產(chǎn)生的焊縫質(zhì)量可以具有最小的影響。然 而，要了解，也可以使用其他潤(rùn)滑劑，諸如，鉀。另外，可以使用任何多種合適的耐磨化合物。
[0023] 如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員要理解的，焊絲的制造可以包括多個(gè)拉絲、熱處理和其 他處理步驟，用于處理絲并且將絲的直徑從坯料直徑減小到適合特定連續(xù)焊接應(yīng)用的最終 直徑?，F(xiàn)在參照?qǐng)D2,描述了示例性絲制造系統(tǒng)?？梢蕴峁┌哂械谝恢睆降呐髁箱X絲 22的卷軸20。可以在箭頭"B"的方向上將坯料鋁絲22進(jìn)給到第一拉絲階段24,在第一拉 絲階段24處，可以將坯料絲22的直徑減小到小于第一直徑的第二直徑。在一個(gè)非限制示 例性實(shí)施例中，坯料鋁絲22可以具有約9. 5mm的直徑，并且第一拉絲階段可以產(chǎn)生約3. 2mm 的第二直徑。然后，可以將拉絲后的絲26引導(dǎo)到熱處理階段28,在熱處理階段28處，可以 執(zhí)行一個(gè)或者多個(gè)熱處理過(guò)程。雖然示出的是單個(gè)熱處理階段，但是要了解，可以使用多個(gè) 單獨(dú)的熱處理階段。另外，可以對(duì)絲進(jìn)行單獨(dú)的拉絲步驟，若需要，在其中穿插單獨(dú)的熱處 理步驟。一個(gè)或者多個(gè)熱處理步驟可以是退火步驟或者均質(zhì)化步驟。
[0024] 另外，雖然示出在熱處理28之前僅僅是單個(gè)拉絲階段24,但是要了解，在熱處理 之前可以采用一個(gè)以上的拉絲過(guò)程。然后，將熱處理過(guò)的絲30引導(dǎo)到一個(gè)或者多個(gè)另外的 拉絲階段32a至32n，以進(jìn)一步將絲的之間減小所需的量。要了解，若合適，另外的拉絲階段 32a至32n可以構(gòu)成任何所需數(shù)量的單獨(dú)階段，以提供具有所需最終直徑的絲。在一個(gè)實(shí)施 例中，該系統(tǒng)可以包括多大十四個(gè)單獨(dú)的拉絲階段。最終拉絲階段34可以將絲36減小到 所需的最終直徑。在最終拉絲階段之后，可以將絲36引導(dǎo)到拋光/潤(rùn)滑階段38,在拋光/ 潤(rùn)滑階段38處，可以從絲的外表面去除鋁和/或其他顆粒，并且，在拋光/潤(rùn)滑階段38處， 可以向絲的外部涂覆一層薄的潤(rùn)滑劑。在一個(gè)非限制示例性實(shí)施例中，拋光/潤(rùn)滑階段38 采用針對(duì)圖1所描述的設(shè)備。然后，可以將拉絲、拋光和潤(rùn)滑過(guò)的絲40加載到線軸4