Il filo di saldatura solido tradizionale è rivestito di rame sulla superficie del filo di acciaio semilavorato, che può migliorare la conducibilità elettrica e la resistenza alla corrosione del filo e dell'ugello di saldatura e ridurre l'attrito con il tubo di alimentazione o l'ugello di saldatura. Lo spessore del rivestimento del filo rivestito di rame è generalmente di 0,2 ~ 0,8μm. Nel processo di saldatura, una parte dell'elemento di rame si fonde nella saldatura, riducendo le proprietà meccaniche dei giunti saldati, in particolare la tenacità all'impatto e l'allungamento a bassa temperatura. Inoltre, il rame si ossida in particelle di rame e fuoriesce nell'aria, con conseguenti danni alla salute umana dopo l'inalazione. La produzione di filo per saldatura rivestito di rame produce anche rifiuti acidi e inquinamento nell'ambiente. Per questi motivi, fili non in rame o fili senza rame sono diventati popolari e sono preferiti dai saldatori. Qui presenteremo come vengono prodotti i fili per saldatura non rivestiti di rame.

La storia del filo per saldatura non rivestito di rame

L'azienda svedese ESAB sviluppa fili non in rame dal 1997, quando era originariamente denominata ECOIG e successivamente ribattezzata Autrod. Nel 2002, ESAB ha inventato un filo non ramato utilizzando la tecnologia di trattamento superficiale avanzato (ASC) e lo ha chiamato Aristorod. Questo trattamento fa sì che la superficie del filo di saldatura si scurisca o aggiunga un altro strato protettivo sulla superficie, assicurando al contempo la finitura superficiale, la conducibilità elettrica, la stabilità di alimentazione del filo, la resistenza alla ruggine e le prestazioni di saldatura.

Dal 2002, Kobe Steel e Sumitomo Metal Industrial Co., Ltd. hanno fornito anche una serie di fili animati solidi senza rame per la saldatura MAG e CO2. Anche la sudcoreana Kiswell Corporation ha presentato domanda di brevetto per l'invenzione di un filo per saldatura privo di rame, che utilizza un olio per il trattamento superficiale contenente un composto di metalli alcalini o alcalino-terrosi, un composto di Zn e un composto di idrocarburi per rivestire la superficie del filo per saldatura e controlla rigorosamente la quantità di rivestimento (0,003~0,006g su 1 kg di filo per saldatura).

Alcuni studiosi giapponesi hanno proposto di rivestire la superficie del filo di saldatura con MoS2, WS2 o C per migliorarne l'alimentazione; altri hanno proposto di rivestire il filo di saldatura con composti di potassio, composti di zolfo, poliisobutilene per ridurre gli spruzzi; alcuni brevetti propongono di utilizzare una miscela di olio minerale idrocarburico e olio vegetale, nonché una miscela di MoS2, WS2, C, PTFE, acidi grassi, sapone metallico, ecc. per produrre un filo privo di rame.

Come viene prodotto il filo non di rame?

  • Processo di lubrificazione con acidi grassi duri

Agente di pressione estrema del sapone metallico del lubrificante di tipo stearato con un agente antiruggine e una certa quantità di polvere di metallo come zinco, rame, alluminio, titanio, ecc. mescolati in particelle di lubrificazione per la trafilatura. La dimensione delle particelle della polvere metallica non è superiore a 325# e la frazione di massa è generalmente di circa 10% (fino a 30%) in modo che la massa totale del lubrificante attaccato alla superficie del filo sia di circa 0,01% ~ 0,25% del filo e la polvere metallica sia di 0,001% ~ 0,10%.

  • Processo di lubrificazione liquida solubile in acqua

I lubrificanti liquidi idrosolubili sono adatti ai fili di saldatura a basso contenuto di idrogeno. In primo luogo, il filo semilavorato viene decapato elettroliticamente con una soluzione di H2SO4 da 15% a 25%.

In secondo luogo, il filo di saldatura dopo la pulizia viene tirato 1 ~ 2 volte con un tasso di compressione di 5% ~ 25%. Il lubrificante di trafilatura è composto da sapone di sodio solubile in acqua e inibitore di ruggine inorganico solubile in acqua. La formula tipica è la seguente: la frazione di massa dell'acido grasso duro trigliceride di sodio e del cromato di sodio è rispettivamente 0,75% e 0,75%, il resto è acqua e la frazione di volume dell'inibitore di ruggine è 0,3% ~ 1,5%.

  • Processo di rivestimento superficiale

Il rivestimento superficiale del filo di saldatura deve essere antiruggine e a prova di umidità e non deve danneggiare la stabilità dell'arco e le proprietà metallurgiche della saldatura.

Grafite ultrafine, bisolfuro di molibdeno e resina di fluoro senza idrogeno come agente di trattamento superficiale del filo di saldatura o tricloroetilene o tetracloruro di carbonio come solvente, e aggiungere una piccola quantità di CeO2, K2CO2, CsCO3 come agente stabilizzante dell'arco per migliorare le prestazioni del filo di saldatura può essere in base alle esigenze. Alcune aziende utilizzano il rivestimento antiruggine Nashk per produrre filo per saldatura senza rame. Il suo meccanismo di prevenzione della ruggine consiste nell'assorbimento del singolo strato molecolare di sedimento sulla superficie del metallo, che blocca l'effetto microbatteria sulla superficie del metallo nell'ambiente atmosferico e inibisce il verificarsi della corrosione elettrolitica.

Vantaggi del filo per saldatura non rivestito di rame

  • Poca polvere di saldatura

Durante la saldatura, il filo rivestito di rame produce un piccolo fumo giallo, mentre nessun filo rivestito di rame emette fumo blu e bianco, cioè il fumo non contiene elementi di Cu e riduce i danni per i saldatori. Nel processo di saldatura del filo animato solido, la fuliggine è prodotta principalmente dall'ossidazione del vapore metallico e il Cu è il principale elemento nocivo prodotto durante la saldatura del filo animato solido rivestito di rame. Il contenuto di Cu del filo non rivestito di rame è molto più basso di quello del filo tradizionale senza rame, quindi il filo non rivestito di rame è più vantaggioso per proteggere la salute dei saldatori. Le statistiche mostrano che la quantità di fumo senza filo rivestito di rame è di circa 20% inferiore a quella del filo rivestito di rame.

  • Piccoli schizzi

Il filo non di rame nel processo di saldatura produce meno spruzzi, il che può garantire giunti di saldatura di qualità elevata e ridurre il carico di lavoro di pulizia post-saldatura, che dipende principalmente dalla corrispondenza dei parametri di saldatura.

  • Buone prestazioni di arco e alimentazione

Il filo per saldatura non in rame ha buone prestazioni di arco elettrico. Il tempo medio di transizione del cortocircuito della gocciolina è più breve di quello del filo rivestito di rame e può sopportare il brusco cambiamento della lunghezza estesa del filo durante la saldatura. Lo speciale processo di trattamento della superficie impedisce il distacco dello strato rivestito di rame, consentendo di mantenere stabile l'alimentazione del filo per lungo tempo, anche in condizioni di alta velocità, e di ottenere una maggiore efficienza di saldatura e deposito.

  • Migliore resistenza e qualità di formatura

Tradizionalmente, si ritiene che lo strato di rame sia più resistente alla ruggine perché il ferro è più attivo del rame. Tuttavia, i risultati della prova di corrosione in nebbia salina (temperatura 30℃, umidità dell'aria 80%, permanenza in soluzione di NaCl 0,01% per 2h) mostrano che la corrosione del filo rivestito di rame è più grave di quella del filo placcato di rame.

Si conclude che la grave corrosione del filo rivestito di rame è dovuta alla rapida corrosione delle celle galvaniche che si formano facilmente nel punto in cui il piccolo strato di rame si rompe o si stacca. La superficie del filo non ramato non entra in contatto con altri metalli e non forma celle galvaniche. L'aggiunta di grasso antiruggine rende la sua capacità antiruggine migliore di quella del filo rivestito di rame.

Gli esperimenti di saldatura dimostrano che la qualità della saldatura del filo non rivestito di rame è ovviamente migliore di quella del filo rivestito di rame.

Filo non rivestito di rame nel processo di saldatura presenta una serie di vantaggi, come la riduzione dei fumi di saldatura, degli schizzi di saldatura, la buona stabilità dell'arco di saldatura e la formazione della saldatura, ecc.