Сварочная проволока: то, что делает волочение возможным, портит изделие

В большинстве применений волочения у подготовки поверхности одна цель: сделать волочение безопасным и экономичным. В сварочной проволоке две цели стоят рядом и противоречат друг другу. При волочении на поверхности нужна прочная смазочная плёнка; но на готовом изделии — самой сварочной проволоке — не должно остаться и следа этой плёнки. То, что делает волочение возможным, портит изделие.

В этой статье разбирается подготовка поверхности в производстве сплошной сварочной проволоки: как остатки проявляются в сварке, почему выбор смазки здесь ведётся по другим критериям, очистка перед омеднением и в каких точках линии нужна проверка. Общие рамки удаления остатков заданы в статье удаление остатков смазки и фосфата.

Что остатки делают в сварном шве

Органические и неорганические остатки на поверхности проволоки разлагаются, попадая в высокую температуру дуги. Выделяющийся газ и продукты разложения оборачиваются несколькими различными видами дефектов:

• Пористость: газ от разлагающегося органического остатка не успевает выйти из быстро кристаллизующейся сварочной ванны и остаётся в шве в виде пор. Это самый частый и самый дорогой из дефектов, вызванных остатками.
• Нестабильность дуги и разбрызгивание: неравномерность поверхностной проводимости заставляет длину дуги колебаться; итог — видимое разбрызгивание и неровный валик.
• Износ и засорение токоподводящего наконечника: остатки накапливаются на внутренней поверхности наконечника, нарушают токопередачу и сокращают его ресурс.
• Сбои подачи: пылящий или липкий остаток повышает трение внутри направляющего канала; подача становится неровной, дуга прерывается.
• Дефекты сцепления покрытия: при омеднении покрытие не держится там, где есть остаток, или отслаивается чешуйками.

Общее у этих дефектов то, что проявляются они на стороне сварки. На линии производителя проволоки всё выглядит нормально, а проблема становится видимой в горелке заказчика и возвращается рекламацией. Поэтому контроль остатков в производстве сварочной проволоки — не деталь процесса, а самостоятельный вопрос обеспечения качества.

Здесь критерий выбора смазки меняется

В большинстве применений волочения первый критерий выбора смазки — прочность плёнки и ресурс волоки, а удаляемость идёт второй. В сварочной проволоке этот порядок переворачивается. Смазка сначала должна пройти вопрос «удаляется ли она полностью в конце» и только потом оцениваться по смазывающей способности.

Различие реактивных и нейтральных мыл даёт здесь практическое следствие. Реактивные мыла вступают в реакцию с цинком фосфатного слоя и оставляют на поверхности химически связанную плёнку цинкового мыла; при тяжёлом волочении это преимущество, но простой щелочной промывкой такая плёнка сходит не так легко, как нейтральная. Нейтральные мыла оставляют физическую плёнку и в основном удаляются стандартным шагом обезжиривания. Подробное сравнение двух семейств — в статье выбор смазки для волочения.

Очистка перед омеднением

Значительная доля сплошной сварочной проволоки выпускается омеднённой. Медный слой улучшает токопередачу, облегчает подачу по направляющему каналу и защищает поверхность при хранении. Проволока без омеднения тоже распространена; но в обоих случаях шаг очистки после волочения обязателен, потому что омеднение — не операция укрывания: оно не запечатывает остаток, а просто не держится там, где он есть.

Цепочка очистки обычно идёт в таком порядке:

1. Механическая предочистка: большая часть рыхлых остатков мыла и фосфата снимается щётками или сопоставимым механическим способом.
2. Химическая очистка: оставшаяся органическая плёнка растворяется в щелочной или иной подходящей ванне. Принципы из статьи обезжиривание перед фосфатированием действуют и здесь.
3. Кислотная финишная очистка: остатки фосфата и следы оксида удаляются до металлической поверхности.
4. Каскадная промывка: её должно хватать, чтобы остатки ванн не переносились дальше; перенос загрязняет и следующую ванну, и конечную поверхность.
5. Омеднение или иная финишная обработка поверхности.
6. Сушка: на поверхности не остаётся влаги; влага влияет и на качество покрытия, и на поведение при хранении.

Чаще всего в этой цепочке пропускают четвёртый шаг. Недостаточная промывка переносит химию очистной ванны на конечную поверхность и превращает шаг очистки в шаг загрязнения. О том, как выстраивается каскадная промывка и как она снижает расход воды, — сточные воды фосфатирования.

Проверка чистоты: куда смотреть на линии

Самое слабое место контроля остатков — попытка судить на глаз. Поверхность, выглядящая чистой, может нести достаточно остатка, чтобы нарушить стабильность дуги. Поэтому проверка не может ограничиваться визуальным осмотром:

Последняя строка решающая. Промежуточные проверки нужны, чтобы найти, где возникла проблема; принимается ли изделие — решает пробная сварка. Когда на линию приходит рекламация по пористости, последовательный обратный просмотр указанных точек обычно показывает, на каком шаге остаток был пропущен.

Хранение и ржавление

У очищенной и покрытой сварочной проволоки поверхность металлическая и незащищённая, поэтому она чувствительна к влаге. Конденсат может начать точечное ржавление на поверхности катушки, а ржавая проволока — брак и по подаче, и по качеству шва. Катушки нужно держать в помещении с контролем влажности, с неповреждённой упаковкой и в защите от перепадов температуры. О механизме конденсации и условиях хранения принципы из статьи хранение фосфатированной проволоки действуют и для сварочной проволоки.

Чек-лист для вашей линии

1. Тип изделия: омеднённая или без омеднения? Какой класс проволоки и диапазон диаметров?
2. Схема волочения: каковы суммарное обжатие и число волок; используется ли слой-носитель?
3. Смазка: какое семейство применяется и сделан ли выбор с учётом очистной мощности?
4. Очистная линия: есть ли механический, химический и кислотный шаги; каскадная ли промывка?
5. Проверка: определены ли промежуточные контроли или линия полагается только на финишную пробную сварку?
6. Критерий приёмки: какие критерии по пористости и разбрызгиванию применяет заказчик и известны ли они на линии?
7. Хранение: держатся ли катушки в помещении с контролем влажности; когда вскрывается упаковка?
8. Обратная связь: сопоставляются ли рекламации заказчика с конкретным шагом линии?

Восьмой пункт отсутствует на большинстве линий и учит больше всего. Если рекламацию по пористости удаётся связать с партией, сменой и состоянием очистных ванн в тот момент, первопричина обычно находится за несколько случаев. О том, как выстраивается прослеживаемость партий, — на нашей странице качество.

Чтобы определить подход к смазке и очистке под вашу компоновку линии, свяжитесь с нами; технические паспорта — в разделе документация.