分享：ER50-6焊丝用盘条拉拔后期产生“毛刺”原因分析
ER50-6气�：杆坑门烫跏视糜谔几旨�500 MPa级低合金钢的单道及多道焊接，也可用于薄板、管线钢等的高速焊接[1]。ER50-6气�：杆坑萌仍烫踔柿恐苯佑跋旌笮涡阅芗俺善匪康氖褂眯阅�[2]。在拉拔后期，盘卷局部出现连续的“毛刺”，本文对产品缺陷产生的原因进行了分析。
1. 缺陷特征
缺陷试样表面如图1所示，体视显微镜观察产品表面有连续小“毛刺”。
?5.5 mm的ER50-6盘条拉拔至?3.4 mm，盘条表面出现类似“皴裂”样的一排小毛刺，且在毛刺一侧有明显可见划伤的痕迹，如图1(a)所示。盘条经过酸洗后可以清楚看到划痕，如图1(b)所示。由划伤形态推测是后期模具的划伤所致。盘条有的部位出现大毛刺，随着后续拉拔大毛刺被拉起发生“露肉”，如图1(c)所示。“露肉”部位随着拉拔被拉长，如图1(d)所示。
2. 实验分析
2.1 金相检验
采用光学显微镜观察缺陷盘条试样，如图2所示。由图2可以看出，通过对拉拔后试样纵向的显微组织观察，组织形式为正常的F+P，且拉拔后的珠光体及铁素体条带比较均匀，如图2（a)所示。对横向试样组织观察，边部存在向内部扩展的裂纹，如图2（b)所示。图2（c）和2（d)显示“毛刺”试样纵截面根部均有扩展裂纹存在，伸向基体内部。
表1为拉拔后盘条试样夹杂物检测结果，氧化物和硅酸盐类夹杂较为突出。氧化物最大级别2.0级，硅酸盐1.5级。
由图3（a）可以看出，试样断口形貌为斜断口，且断裂源处位于 “毛刺”处，如图3(b)所示。断口表面有明显裂纹，如图3(c)所示，且断裂处于“平台”，有孔洞存在，如图3(d)所示。
由图4（a）和4（b）可以看出，断裂源处成分主要为Mg 、Al 、Si、Ca和O等元素，表明其为耐火材料、脱氧产物及保护渣的夹杂物，其熔点和硬度都很高，不易变形，为脆性夹杂物。而“毛刺”根部主要成分为Na、K、Si、Ca和O等元素，说明其为脱氧产物和保护渣夹杂物，如图4(c)和4(d)。
盘条拉拔过程中表面划伤是断裂的根源。盘条在拉拔过程发生加工硬化，产生较大内应力，在断裂源处首先萌生小裂纹，继而发生扩展，盘条皮下夹杂的连续性导致了连续“毛刺”的出现。裂纹沿着脆弱的“毛刺”根部开始扩展，在存在“孔洞”的“平台”处断裂。分析产生裂纹的原因：（1）ER50-6盘条在拉拔过程中磨具损伤导致盘条表面的划伤；（2）钢内部大量的耐火材料、脱氧产物及保护渣的夹杂物诱发。
针对缺陷产生的原因，可以采取以下措施：（1）下游用户在进一步加工时，做好拉拔模具的润滑工作，定期更换磨损模具，使得线材均匀，避免出现磨损断裂等问题。（2）加强炼钢过程耐火材料、脱氧产物及保护渣的夹杂物控制。开浇炉次及换包过程及时发现结晶器保护渣给予清除。（3）开机前调整好中包氩气量，防止中包浇注孔附近液面的剧烈波动。中包浇注过程中，其深度不小于600 mm，防止下渣。采用恒定拉速进行浇注。
高速线材是钢厂轧制中一个主要品种，绝大多数线材都需要进行拉拔处理。通过对拉拔过程中发生断裂的断头处进行金相、电镜、成分分析，发现模具损伤和钢材中的耐火材料、脱氧产物、保护渣的夹杂物是诱发“毛刺”进而造成断裂的主要原因。为此技术人员采取对拔丝设备进行改进、强化炼钢连铸过程夹杂物控制等措施，减少了轧钢过程中的废品率，为拔丝厂提供了优质原料，且ER50-6产品质量明显提升，客户反馈镀铜后ER50-6焊丝表面无“毛刺”现象。
参考文献
[1]机械科学研究院哈尔滨焊接研究所. 焊接材料产品手册. 北京: 机械工业出版社, 2012
[2]涛雅, 赵晓敏, 周乐育, 等. ER70S-6焊丝钢拉拔断裂原因分析. 热加工工艺, 2019,48(1):259
文章来源——金属世界
2.2 电镜分析
3. 原因及措施
4. 结束语
浙公网安备 33042402000106号
