镀铜CO2焊丝存在的缺陷
本文从目前普遍使用的镀铜CO2焊丝的防护原理、镀铜层的致密性,分析了镀铜CO2焊丝存在的易腐蚀生锈等缺陷的原因。
通过对不同金属电极电位的比较,从对CO2焊丝的有效防护出发,提出了在CO2焊丝上进行镀锰。
实现阳极保护,从根本上解决镀铜CO2焊丝存在的问题。
1 引言
在美国,气体保护焊丝的用量很大,1979年占焊接材料总量的42%[1],1988年增长到49%。
自"七五"计划以来,我国CO2,焊丝的应用虽然得到大力推广,但目前只占焊丝总产量的1O%左右,与发达国家相比还有很大差距,所以CO2,焊丝有很大的发展前途。
2 镀铜CO2,焊丝存在的问题
(1) 镀铜焊丝易生锈镀铜焊丝生锈的原因很多,诸如车间内酸雾浓重,焊丝清洗不彻底,镀层质量不良,工艺执行不严格如用手或有油污的手套接触成品焊丝等,以及包装质量不佳,缺乏基于防蚀要求的后处理工艺等。
但是,这些还不是镀铜焊丝易生锈的根本原因。
从本质上讲,镀铜焊丝易生锈的根本原因是电化学腐蚀。
从电化学的原理出发,采用镀铜层作为气体保护焊丝的防蚀层是不合理的。
因为铜对铁的防蚀是阴极防护,必须致密无孔才能达到防蚀的目的。
但镀铜气体保护焊丝,在含铜量受限制的情况下,不可能获得致密无孔的镀铜层。
Cu的标准电极电位(Cu2﹢/Cu)为+0.337V,而Fe的标准电极电位(Fe2﹢/Fe)为-O.44O2V,前者比后者高O.7772 V,故镀铜层对铁基体的保护为阴极防护,只
能是一种机械的防护层。
在电化学介质中,这对电化学偶,Cu为阴极受到Fe的保护,而Fe的电极电位低,成为阳极受到腐蚀。
在镀铜层不致密时,不是Cu
保护Fe,而是Fe保护Cu,由于Cu的存在加速了暴露在大气中铁基体的腐蚀。
因此,要防止镀铜CO2,焊丝中的铁被瘸蚀,镀铜层必须足够厚,至少要大于5μm。
但这是不允许的,因为钢中铜的含量受到限制,目前推荐的ER70S-6气保焊丝规定w(Cu)≯0.5%。
日本气保焊丝在制造时控制铜量为3-5g/m2,由此算得d=1.2mm焊丝的铜层厚度为单边O.34~O.56μm。
这与符合致密要求的镀铜层厚度5μm相差甚远,当然不可能没有孔隙。
笔者取国内外的各种气保焊丝,用滤纸法。
测其镀铜层孔隙率。
结果表明,无论何种镀铜焊丝在整个焊丝长度上都产生连续的蓝色斑点,孔隙直至焊丝基体,铜层在整个长度上无一是连续的。