无缝药芯焊丝制造技术的现状及发展

缝药芯焊丝制造技术方面取得了较大进步 。２ ０ 年 ０ １ 中船重工第７ ５ ２ 研究所也把无缝药芯焊丝制造技术
应有 的发展 ，但 该概念 得到 了焊接 界部分相 关专
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参磊
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的 研 究 提上 了 日程 ，并 开 展 了 大量 的 市 场 调 研 ，针 对 相 关 的 关 键 技 术 进 行 了大 量 的试 验 研 究 ，在 无缝
程 ，需要 相应 的 设 备 完成 各 个 工 序 的 工作 ，所需及故障产生率 ，推 动
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图３ 高频焊合后振动填粉无缝药芯焊丝工艺流程
１ ． 放带机 ２ 青 。 洗设备 ３ ． 高频焊管机组 ４收线机 ５化学清洗设备 ６喷砂处理设备 ７水压试验机 ８ ． ． ． ． ． 振动填粉设备 ９粗拉机
是 出现 最 早 的 无缝 药 芯 焊 丝制 造 方 法 ，是 瑞 士 奥 林
亟 圆
在 上 述 ３ 无 缝 药 芯 种 焊 丝 制 造 技 术 中 ，高
康首先提出来的。 目前该方法具有技术成 熟、生产
不 连 续 、生 产效 率 低 及 占用场 地 较 大 的特 点 。其 生
产 流 程 如 下 ：①将 一 定 宽 度 的钢 带 经 轧制 机 组 轧 成
一
个开 发 出可 用于 工 程建 设 的 药 芯焊 丝 ，但 由于 当
药 芯焊 丝制 造 技 术一一 高频焊 合 后振 动填 粉 、在 线 填 粉 后 高频 焊合 、 在 线填粉 后 激光 焊合 的 生产 流程 和 所 需设备 进 行 了简单介 绍 ，比较 了 种 无缝 药 芯 三
焊 丝制 造技 术 的优 缺 点 ，并介 绍 了现 有 无缝 药芯 焊
时 药 芯焊 丝 设 备过 于 复 杂且 可 靠 性较 低 ，因此 在 随 后 的 几十 年 中 ，无缝 药 芯焊 丝并 没 有得 到 快速 的发
展 。到 了２ 世 纪 ８ 年 代 ，随 着细 直 径药 芯 焊 丝 生产 ０ ０
工 艺 及设 备 技 术 的不 断 完善 ，药 芯 焊 丝进 入 了 发 展
成 为 无 缝 焊管 。 ③将 其 盘绕 在 工 字 轮上 ，把 工 字轮
高 ，并且经过多年的研究改进 ，已经在世界知名焊 材生产厂商 ，如 日本新 日铁 、瑞士奥林康和德国施 泰 因等企业得到应用，并进入 了规模化生产阶段 ；
在 线 填 粉 后 激 光焊 合无 缝 药 芯 焊 丝制 造 技 术 是 德 国 伯 勒 公 司 基 于 德 国在 激 光 技 术 应 用领 域 的 先 进 经 验 提 出来 的 。 该技 术 只在 焊 合 方 式上 进 行 了改 变 ，但
药 芯焊丝也称 粉芯焊 丝或 管状焊 丝 ，是一 种
新 型 的焊 接材 料 。 由于 其 具 有 效率 高 、焊 接 工 艺性 好 、成 本 较 低 等 特 点 ， 已 经 广 泛 应 用 于 造 船 、 桥
梁 、压 力容器 、汽车 、铁路运 输 、管道 、海洋 工
程 、 电站 建 设 、采 矿 、 石化 、建筑 机 械 、重 型机 械
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图２ 药芯焊 丝制造技术
频 焊 合后 振 动 填 粉 和 两 种 出现 较 早 ，相 关
关 键 技 术 成 熟 度 较
怔 线填 激光 粉后 焊合ｌ 在 线 填 粉 后 高 频 焊 合
ｕ形 槽 ，然 后 在 成 形 辊 的 轧 制 下 合 口成 ０ 断面 毛 形
坯 。②采用高频焊接在合 口处进行焊接 ，使有缝管
理 念 经过 不 断 发 展和 完 善 ，形 成 了现 在 的 振 动加 粉 和 在 线加 粉 两种 无 缝 药芯 焊 丝 的制 造方 法 。
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钢 带盘
堡 ，
无缝药芯焊丝在高 强钢和超高强钢结构应用上的优
势 ，随 着高 强 钢和 超 高 强 钢应 用 范 围 的扩 大 ，其 制
铁 公 司拥 有该 技 术 。
（ ） 在 线填 粉 后 激 光 焊 合 无缝 药 芯 焊 丝 制 造 ３
正 常 运 行 的 灵魂 ，控 制 系统 的性 能 和 功 能对 设 备 运 行 状 态 起 着关 键 作 用 。无 缝 药 芯焊 丝 设 备控 制 系统
技 术 本技术与 （ ）技术非常相似 。生产流程与 ２
丝 的特 点 。 在对 目前 无缝 药芯 焊 丝技 术 发展 过 程 分
析 的 基础 上 ，对 无缝 药 芯焊 丝 制造 技 术 及 设备 的 未
的快车道 。１２ 年美国提出的第一个药芯焊丝制造 ９０
方 法 是 在钢 带 上 涂 覆焊 药 ，待干 燥 后 ，将 焊 药 涂 覆
来 发展 进行 了预 测 ，为 无缝 药 芯焊 丝 的发展提 供 了
１无缝药芯焊 丝制造 技术 ．
１ １年 ，药芯焊丝的概念在瑞士伊萨 公司被提 ９２
出 。 由于 当 时还 没 有 相应 的详 细 生产 工 艺 ，且 手 工 焊 条 的应 用 正处 在 兴 盛期 ，因此 药芯 焊 丝 没 有得 到
部分科研院所针对此问题开展了大量卓有成效的研
究工 作 。其 中郑 州 机械 所 和 哈 尔滨 焊 接 研 究所 在 无
器 ，并 且 阻 抗 器需 要 冷 却等 问题 ，影 响 药 芯 焊 丝的
用高频焊接在合 口处进行焊接 ，使有缝管成为无缝 焊管。③经减径轧制或拔制成半成 品焊丝。④经精
整 、镀 铜 后 分卷 成 盘 焊 丝 。
填粉量等 ；激光焊接尽管不存在填粉量限制问题 ，
但 存在 激 光 加 热斑 点 较 小 的 问题 ，且 在 设 备 的运 行 中 ，焊 丝的 对 接缝 难 免 有 偏离 中心 的现 象 ，影 响激 光 焊 合 的合 格 率 ，且 采 用 激光 焊 机 极大 增 大 了 设备 成 本 ，使得 产 品 生产 成 本 增大 ，市 场竞 争 力 下 降 。 综 合 考 虑 ，将 来 氩弧 焊 、等 离子 弧 焊 、甚 至 是 复 合 弧 焊 都 有可 能 应用 到 无缝 药 芯焊 丝的 制造 中 。 （ ）控 制 系统 的 发 展 ２ 控 制 系统 一 直 是 设 备
与高 频 焊 合 后振 动填 粉 无 缝 药 芯焊 丝制 造 技 术 相 比 ，在 线填 粉 后 高频 焊 合 无缝 药 芯 焊 丝制 造 技 术 具 有 生 产效 率 高 、生产 过 程 连续 、场 地 占用较 小 及
对高频焊 管部分的内置阻抗器要求特殊等特点。相
比较 来 说 ，该 方 法 较 为先 进 。 目前 ，只 有 日本 新 日
及高层建筑等行业 。随着药芯焊丝新 品种的研制开
发 ，其应 用 范 围仍 在 不 断扩 大 ，相应 地 ，药 芯焊 丝 的 制 造技 术 也 发生 了较 大 变化 。从最 初 的 带 有拔 模
度无缝钢管加入药芯后 ，经轧制或拉拔减径等方式
减 径 到所 需 焊 丝直 径 。 这两 种 制造 无缝 药 芯焊 丝 的
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无缝药芯焊丝制造技术的现状及发展
洛阳船舶材 料研究所 （ 南 河 ４ １ ３ ） 刘鹏 飞 ７ ０ ９ 张 晓 姚润钢
【 摘要】概 述 了无缝药芯焊丝制造技 术及设备
的生 产和 发展 过 程 ，并 分别对 当今 国际上 三 种 无缝
家的重视 。到了２ 世纪５ 年代 ，美国焊接工作者第 ０ ０
参考。
层再内卷制成管状焊丝 。此外还提到了一种带芯丝
药 芯 焊 丝制 造 方 法 ，此 方 法是 在 芯 丝 上涂 覆 焊 药 ， 然 后 在 外部 包 覆 钢带 的药 芯 焊 丝方 法 。其 原 理 如 图 １ 示 。早 期还 提 出 了钢 带加 粉 后 通过 拉 丝模 拉 制 所 成 焊 丝 的 制造 方 法 。 随着 焊 接 工作 者 对 药 芯焊 丝 研 究 的深 入 ，药 芯 焊 丝 药粉 吸 潮 问题 被 提 上 了 日程 ， 无缝 药 芯 焊 丝概 念 便 产生 了 。在这 个 阶 段 ，德 国焊 接 工作 者 提 出 了两 种 无缝 药 芯 焊 丝制 造 方 法 ：一 种 是把 药 芯 焊 丝 的结 合 处焊 合 ， 另一 种 是 采 用一 定 长
在线 填 粉 后高 频 焊 合基 本 相 同 ，只是 焊 合 的方 式 不 同 。在 线 填粉 后 激 光焊 合无 缝 药 芯焊 丝 制 造技 术 采 用焊 合 工 具 为激 光焊 机 ，而在 线 填 粉后 高 频焊 合 无
是在普通药芯焊丝设备和线材轧机等相关设备控制
系统 集 成 的 基础 上 发 展起 来 的 ，其控 制 系统 具 有 比 普 通 药 芯 焊 丝设 备 控 制 系统 更 高 的复 杂 度 。随 着 计 算机 和 智 能控 制 等 相 关技 术 的 发展 ，无 缝药 芯 焊 丝 控 制 系 统 将会 具 有 人 机 接 口智能 化 ，这一 功 能 会
１． 设 备 １． 拉机 ｌ ． 铜 １． 机 Ｏ退火 精 １ ２ 镀 ３分卷
（ ）在线填粉 后高频焊 合无缝药芯焊丝制造 ２
技术 本 技 术 与 （ ）技 术 有 着本 质 的 区 别 。在 线 １
填粉后高频焊合无缝药芯焊丝制造技术的生产流程
为 如 图４ 示 ：①将 一 定 宽 度 的 钢 带 经 Ｓ ￣ 机 组 轧 所 Ｌｌ Ｊ
药芯 焊丝 的制造 技术 方面取 得 了一 定的突 破 。
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了设 备制 造 技 术 的 发展 。 目前 已生 产 两 条 激 光无 缝 药 芯焊 丝 生 产 线 ，但 在 市 场 上 没有 发 现 这 两 条设 备 生产 线生 产 的 无 缝 药芯 焊 丝 ，因此 该 技 术 的成 熟 度
造技术也将会获得不断的进步 ，本文就无缝药芯焊
丝生 产 技术 的 发 展进 行 详 细 的 阐述和 分 析 。
图ｌ 带芯焊丝药芯制造方法
２世． ８年代 ，国 内焊 接界对 无缝 药芯焊 丝技 术 ０ ￣ ｏ ｇ 产 生 了极 大 的兴 趣 。在 国外 技 术 被 封 锁 的情 况 下 ，
的简易有缝药芯焊 丝生产技术 ，到采用钢带填粉焊
合 的 技 术含 量 较高 的无 缝 药芯 焊 丝 生 产技 术 ，有 缝 药 芯 焊 丝 已经 得 到 了广 泛 的应 用 。但 由于 无 缝药 芯 焊 丝 制 造技 术 目前 受到 相 关焊 材 商 的技 术 封 锁 ，因 此 无 缝 药 芯焊 丝 制造 技 术 还 没有 得 到 推广 。但 由于
固定在专用振动填粉设备上 ，通过缠绕在工字轮 上
｛ Ｉ 的无缝焊 管一段送入药粉 。④振动作用下 ，使得盘
绕在工字轮上的无缝焊 管填满药粉 ，进入拉拔减径 —
工序 ，拉制成成 品焊丝。⑤经精整镀铜后 ，分卷缠
Ｄ 一 ＼ 绕 成 １ ｋ 、２ ｋ 不 同 型 号 的 焊 丝 盘 。 针 对 上 述 流 ５ｇ ５ｇ
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成 ｕ 槽 ，加 入 按 照 配方 配制 的 药 芯 粉 料 。 ② 在成 形
形 辊 的 轧 制 下 合 口成 ０形 断 面 的 药 芯 焊 丝 毛坯 ，采
焊 合方 式 主要 有 高 频 焊和 激 光 焊 。这 两 种技 术都 存
在有一定的缺 陷 ：高频焊管存在需要 内部放置阻抗
２无缝 药芯焊丝 的现状 ．
目前 ，世 界 上 无 缝 药 芯 焊 丝 制造 技 术 按 照焊 合
还有待进一步观察 。
（ ） 高 频 焊 合 后 振 动 填 粉 无 缝 药 芯 焊 丝 制 造 １ 技术 高 频 焊 合后 振 动 填 粉 无缝 药 芯 焊 丝 制造 技 术
方式分为 ：高频焊合后振动填粉 、在线填粉后高频 焊 合及在线填粉后 激光焊合等三种 ，如 图２ 所示 。
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图４在线填粉后高频焊合无缝药芯焊丝工艺流程
ｌ 带放带机 ２ 冈 ． 胀紧装置 ３ ． 成形轧机 ４力粉装置 ５ ． 口 ． 高频焊管机 ６ ． 退火设备 ７ ． 胀紧装置 ８ Ｌ ． 丝机 车 ９井式退火设备 １． ． ０拉线机 ｌ． １ 镀铜设备 １． ２分卷机