用于拋光和潤滑鋁焊絲的系統和方法
【技術領域】
[0001] 本發明的實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 潤滑鋁焊絲的系統和方法。
【背景技術】
[0002] 鋁焊絲常常用于連續進料焊接機。在制造期間，對絲進行多種處理，這些處理包括 產生具有所需直徑的絲的一個或者多個拉絲處理。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金屬電弧焊或者氣體保護金屬電弧焊 工藝。當適配到連續焊接設備時，可以通過連續焊接設備的進料裝置中的導向件將絲從線 軸進料。在這種連續焊接設備內，絲與許多零部件相接觸，包括但不限于驅動輥、接觸頭、導 向件和內襯。為了在焊接操作中表現得令人滿意，必須使鋁絲無表面污染物，諸如，拉絲潤 滑劑，從而使得這種污染物不會導致焊接缺陷，諸如，孔隙等。
[0003] 提供無碳氫化合物的形式的表面污染物（S卩，潤滑劑）的鋁焊絲也可以是個問題。 無潤滑劑的絲在進絲過程期間可以導致不期望的摩擦量。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小材料片。
[0004] 另外，5XXX系列的鋁合金具有高鎂含量。正因為如此，必須使用金剛石拉絲模將絲 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"細粉"。這些細粉的大小可以為1微米或者更小，并且非常硬。細粉粘附在絲 的表面上，并且，當稍后通過焊接設備進絲時，細粉可以移除并且變得嵌入在焊接設備的內 襯的內直徑中。這種堆積可以對絲的表面造成另外的刮痕。另外，隨著時間的推移，內襯可 以堆積大量的絲肩，這些絲肩可以最終完全阻礙絲移動穿過內襯。
[0005] 利用干凈的無潤滑劑的絲，也尚未完全消除該絲肩問題。已經使用了惰性潤滑劑， 諸如，碳/石墨，但是這種潤滑劑是粘附在絲的表面上的顆粒材料，并且，雖然這種潤滑劑 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具有碳/石墨顆粒，所以，與使整個絲表面涂覆有潤滑劑的 情況相比，潤滑劑的敏感性較低。已經利用其他非碳氫化合物潤滑劑，諸如，聚四氟乙烯 (PTFE)，俗稱"鐵氟龍"，進行了試驗。然而，使用鐵氟龍的問題是，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定性。
[0006] 已經嘗試了其他工藝變化，諸如，已經嘗試了調節絲的韌度/硬度、進行鑄造性和 螺旋性變化、以及調節絲的直徑以試圖消除刮肩的問題，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進料焊接機的鋁焊絲的改進型工藝，這種鋁焊絲基本無刮 痕，并且還最小化了生成可以降低這種機器的效率的細粉的機會。
【發明內容】
[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：將來自線軸的配 料絲進料到拉絲階段；對所述配料絲進行拉絲，以產生直徑減小的絲；對所述直徑減小的 絲進行拉絲，以產生最終直徑絲；對所述最終直徑的絲進行拋光，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。所述系統可以包括：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，其用于接收來自所述第一拉絲階段的所述直徑減小的絲并 且用于對所述絲進行熱處理；第二拉絲階段，其用于接收來自所述熱處理階段的熱處理過 的絲并且用于對熱處理過的絲進行拉絲以產生最終直徑的絲；拋光階段，其用于接收來自 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；潤滑階段，其用于涂覆潤滑劑；以及卷繞階段，其用于將拋光過的絲纏繞到線軸或者線 筒上。
[0009] 公開了一種焊絲的長度。所述焊絲可以具有：基本無金屬細粉的表面；以及設置 在所述焊絲的外表面上的一層潤滑劑。在一些實施例中，所述焊絲為鋁的合金。在其他實 施例中，所述潤滑劑選自由鉬和鉀組成的列表。
【附圖說明】
[0010] 附圖圖示了所公開方法的優選實施例，這些實施例是到目前為止為實際應用本方 法的原理所設計的，在附圖中：
[0011] 圖1是用于所公開系統和方法的示例性絲拋光設備的示意圖；
[0012] 圖2是所公開系統的示例性實施例的示意圖；以及
[0013] 圖3是所公開方法的示例性實施例的邏輯流程。
【具體實施方式】
[0014] 公開了一種用于拋光和潤滑鋁焊絲的系統和方法。雖然該系統和方法是公開為與 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有嘗試主要將重點放在提供表面潤滑劑以 最小化摩擦上，試圖減少細粉的生成。如后文將更詳細描述的，所公開的系統和方法的重點 在從絲的表面去除細粉并且在絲的表面之上均勻地涂覆少量潤滑劑。
[0016] 在一個實施例中，通過使用絲拋光技術，從絲的表面去除細粉。在Boockmann的美 國專利第5, 382, 455號和第5, 409, 535號中公開了這種拋光技術的示例，這些專利的全部 內容以引用的方式并入本文。Boockmann技術利用拋光繩從絲的表面去除細粉。可以向拋 光的絲涂覆少量潤滑劑。在一個實施例中，該潤滑劑包括鉬（Mb)。在另一實施例中，在拋光 處理期間涂覆潤滑劑。例如，可以用一定量的潤滑劑浸漬拋光繩，從而使得，隨著繩對絲的 拋光，將潤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 因為如此，所公開的系統和方法可以與多種其他合適的拋光和潤滑技術一起使用。
[0018] 如圖1所示，可以在箭頭"A"的方向上，在一堆輥子2、4之上從右到左并且通過已 經用一定量的潤滑劑浸漬過的一股繩8的多個環6,進給連續長度的鋁絲1。在非限制示例 性實施例中，繩8可以由一塊粘膠纖維和芳綸制成。在一些實施例中，可以用潤滑劑或者耐 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，并且通過張力測 量裝置12和第一換向輥14在絲1周圍成卷地引導到輔助輥15、然后到第二換向輥16、再 到從動線軸18。
[0019] 在一些實施例中，鋁絲1和繩8在相反的方向上移動。在其他實施例中，鋁絲1和 繩8在相同的方向上移動。在一個非限制示例性實施例中，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，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。
[0020] 由于繩8和鋁絲1的相對移動，繩8擦掉存在于絲的表面上的任何細粉。細粉嵌 入在繩中并且帶離絲。此時，將一定量的潤滑劑（其可以浸漬在繩8中）轉移到絲的表面， 從而產生潤滑過的無細粉的絲。然后，可以將絲轉移到線軸上以便運輸、存儲和使用。
[0021] 在一個非限制示例性實施例中，用足夠量的脫模劑和Mb潤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滑劑。在一個實施例中，脫模劑可以是礦物油精。礦 物油精可以用作用于Mb潤滑劑的脫模劑，從而，隨著繩8通過絲1，將潤滑劑脫離到絲1的 表面上。由于繩8環繞絲1，所以將潤滑劑均勻地沉積到絲的整個表面上，這是對導致不均 勻潤滑劑涂覆的現有技術的改進。在一些實施例中，潤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作為潤滑劑的一個優點是其對產生的焊縫質量可以具有最小的影響。然 而，要了解，也可以使用其他潤滑劑，諸如，鉀。另外，可以使用任何多種合適的耐磨化合物。
[0023] 如本領域的普通技術人員要理解的，焊絲的制造可以包括多個拉絲、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焊接應用的最終 直徑。現在參照圖2,描述了示例性絲制造系統。可以提供包含具有第一直徑的坯料鋁絲 22的卷軸20。可以在箭頭"B"的方向上將坯料鋁絲22進給到第一拉絲階段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。在一個非限制示 例性實施例中，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生約3. 2mm 的第二直徑。然后，可以將拉絲后的絲26引導到熱處理階段28,在熱處理階段28處，可以 執行一個或者多個熱處理過程。雖然示出的是單個熱處理階段，但是要了解，可以使用多個 單獨的熱處理階段。另外，可以對絲進行單獨的拉絲步驟，若需要，在其中穿插單獨的熱處 理步驟。一個或者多個熱處理步驟可以是退火步驟或者均質化步驟。
[0024] 另外，雖然示出在熱處理28之前僅僅是單個拉絲階段24,但是要了解，在熱處理 之前可以采用一個以上的拉絲過程。然后，將熱處理過的絲30引導到一個或者多個另外的 拉絲階段32a至32n，以進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可以構成任何所需數量的單獨階段，以提供具有所需最終直徑的絲。在一個實施 例中，該系統可以包括多大十四個單獨的拉絲階段。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引導到拋光/潤滑階段38,在拋光/ 潤滑階段38處，可以從絲的外表面去除鋁和/或其他顆粒，并且，在拋光/潤滑階段38處， 可以向絲的外部涂覆一層薄的潤滑劑。在一個非限制示例性實施例中，拋光/潤滑階段38 采用針對圖1所描述的設備。然后，可以將拉絲、拋光和潤滑過的絲40加載到線軸4