一种用于在弧焊应用中在具有金属覆盖层(52)(例如锌)的工件(50)上使用的消耗性焊条(40、100)，所述弧焊应用例如气体保护金属极弧焊(GMAW)应用或气体保护焊药芯弧焊(FCAW-G)应用。所述焊条(40、100)包括金属鞘(110)和填充材料，所述金属鞘(110)围绕芯(120)，所述填充材料被置于所述芯(120)中。所述填充材料包括焊药材料(140)，所述焊药材料(140)便利将所述工件(50)的所述覆盖层(52)分配到至少部分地由所述焊药材料形成的熔渣中。所述焊药材料包括在所述焊条(40、100)的重量的2％至6％的范围内的脱氧材料。所述脱氧材料可以包括铝和/或镁。为了减少烟尘形成，在所述芯(120)中形成熔渣的材料的浓度被限定为将足够的锌从焊缝/熔渣界面分配出去以产生几乎不具有或不具有孔隙度的焊缝所需要的浓度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
某些实施方案设及在弧焊应用中使用的消耗性焊条。更特别地，某些实施方案设 及在气体保护金属极弧焊（GMAW)或气体保护焊药忍弧焊（FCAW-G)应用中，在具有金属覆 盖层的工件上使用的抗孔隙度的（porosityresistant)、低烟尘的消耗性焊条。再更特别 地，本专利技术设及分别根据权利要求1、10、12W及13的前序部分的使用于设及具有锋覆盖层 的工件的弧焊应用的消耗性焊条、包括所述焊条的焊接系统、焊接方法W及所述焊条的用 途。
技术介绍
金属，比如铁或钢，可W被锻锋（galvanized)，例如，用锋覆盖。锋覆盖层通过形 成物理屏障防止下面的铁或钢腐蚀。另外，即使当屏障被刮坏或损坏时，锋可W充当保护铁 或钢的牺牲阳极。锻锋钢可W被焊接，但是锋覆盖层造成许多问题。除了被产生的氧化锋 烟尘，锋覆盖层可能产生能够不利地影响焊缝质量的挥发物和氧化物。例如，锋蒸气可能 被困在焊接烙池中，运随后可能导致在完成的焊缝中的高孔隙度。当焊接烙池在蒸气能够 逸出之前冷却时，当没有蒸气的逸出路径时，和/或当有高浓度的锋挥发物时，运种情况发 生。另外，锋挥发物和锋氧化物可能干扰电弧并且产生高度飞瓣，造成不稳固的（unsound) 焊缝。由于运些问题，锻锋工件通过（例如通过在主要的焊接操作之前磨削）去除锋覆盖 层来被常规地准备。然而，在焊接之前准备工件是耗时的且效率低的。因此，趋势是在所述 覆盖层之上焊接而不是首先去除所述覆盖层。然而，运种方法造成具有显著的飞瓣的焊缝， 当工件之后被涂覆时所述显著的飞瓣会引起问题和/或所述显著的飞瓣可能引起内部孔 隙度，所述内部孔隙度造成差的机械性质（疲劳寿命）。 通过将常规的、传统的W及已提出的手段与如在本申请的其余部分中参照附图所 阐述的本专利技术的实施方案相比，对本领域技术人员来说运样的手段的进一步的局限性和缺 点将会变得明显。
技术实现思路
本专利技术的实施方案包括使用于弧焊的，使用在具有金属覆盖层（例如锋覆盖层） 的工件上的消耗性焊条，所述弧焊比如气体保护弧焊（GMAW)应用或气体保护焊药忍弧焊 (FCAW-G)应用。运样的应用可W包括针焊化razing)、烙敷（cladding)、堆焊化uilding up)、填充、表面硬化化ard-化cing)烙覆、接合W及焊接应用中的任一个。所述焊条包括围 绕忍的金属銷，W及被置于所述忍中的填充材料。所述填充材料可W包括例如在焊条的重 量的8%至12%的范围内的铁。当然，除了在填充材料中的铁，金属銷也可W包括铁。例 如，金属銷可W是100%的铁。填充材料还包括焊药材料，所述焊药材料便利将工件的覆盖 层分配（partition)到至少部分地由焊药材料形成的烙渣中。所述焊药材料包括在焊条重 量的2%至6%的范围内的脱氧材料。所述脱氧材料可W包括侣和/或儀。为了减少烟尘 形成，在所述忍中形成烙渣的材料的浓度被限定为将足够的覆盖金属从焊缝/烙渣界面分 配出去w产生几乎不具有或不具有孔隙度的焊缝所需要的浓度。本专利技术的进一步的实施方 案和优势可W从后续的说明书、附图和权利要求推断。 阳〇化]从如下的说明书和附图，所要求保护的本专利技术的运些和其他特点W及图示说明的 本专利技术的实施方案的细节将会被更加完整地理解。 附图简要描沐 通过参照附图详细描述本专利技术的示例性实施方案，本专利技术的上述和/或其他方面 将会更加明显，在所述附图中： 阳00引图1图示说明与本专利技术一致的用于GMAW应用或FCAW-G应用的示例性系统的功能 性示意框图； 图2图示说明可W在图1的系统中使用的消耗性焊条的示例性实施方案；W及 图3图示说明使用图2的消耗品的由图1的系统产生的焊缝/烙渣界面的指导性 剖视图。 具体描沐 现在将在下面通过参照所附的附图描述本专利技术的示例性实施方案。所描述的示例 性实施方案意图帮助理解本专利技术，而不意图W任何方式限制本专利技术的范围。相似的参考编 号在通篇中设及相似的要素。 阳01引图1图示说明用于GMAW应用或FCAW-G应用的示例性系统的功能性示意框图。虽 然本专利技术是关于使用于GMW/FCAW-G应用的消耗品被描述的，但是本专利技术也可W被使用在 其他类型的方法中。所述系统包括焊接电源供应器80。所述电源供应器80是脉冲直流 值C)电源供应器，尽管交流（AC)或其他类型的电源供应器也是可能的。电源供应器80的 配置是本领域公知的，为了简要起见，将不进一步讨论。 电源供应器80被可操作地连接到被容纳在焊炬10中的导电管（contact 化be)20。导电管20与消耗性焊条40进行接触。电源供应器80可W包括电弧引发电路 (未示出）W在消耗性焊条40和工件50之间创建电弧30。一旦电弧30被形成，电源供应 器80经由导电管20、消耗性焊条40W及电弧30提供电流W加热工件50并且形成焊接烙 池45。在操作期间，电弧30烙化消耗性焊条40,运为接合、焊接、针焊、烙敷等提供填充材 料。随着焊条40被消耗，焊丝输送系统90朝工件50输送消耗性焊条40。工件50还具有 锋覆盖层52,所述锋覆盖层52在加热过程期间被电弧30烙化或蒸发。为了帮助减少归因 于大气氮和氧的在完成的焊缝层中的孔隙度，气体供应器60向焊炬10提供保护气体70。 保护气体70取代大气而在电弧30和焊接烙池45周围形成保护物。如下面进一步讨论的， 在焊接过程期间，在消耗性焊条40中的填充材料与覆盖层52和工件50的相互作用产生焊 缝/烙渣层54。 如上面讨论的，锋覆盖层52问题在于其在完成的焊缝中产生孔隙度。为了解决该 问题，如在图2中图示说明的，本专利技术提供抗孔隙度的低烟尘的消耗性焊条100,所述焊条 100被设计用于被覆盖的金属，例如，锻锋钢。在本专利技术的示例性实施方案中，消耗性焊条 100可W是具有钢銷110的有忍填充焊丝。所述銷110围绕具有铁粉130、焊药材料140W 及合金剂150的忍120。在一些示例性实施方案中，消耗性焊条100可W是焊药忍填充焊 丝。在其他的示例性实施方案中，焊条100是金属忍填充焊丝。在本专利技术的示例性实施方 案中，焊条100可W被特别地设计W在焊接时与保护气体一起使用。在再其他的实施方案 中，消耗性焊条100被设计使用在直流电极接负值CEN)配置中。 阳016]在本专利技术的示例性实施方案中，銷110可W由具有銷110的重量的0.05%至 0.1%的碳的低碳钢构成。关于在忍120中的填充材料，所述忍的主要组分是铁130。在忍 120中的铁130的填充百分比在忍120的重量的49%至80%的范围内。所述忍还含有焊药 材料140。如下面进一步讨论的，焊药材料140被包括W至少产生烙渣，运便利锋的去除和 /或帮助防止氮进入焊接烙池。焊药材料140可W包括金属氣化物（或酸性氧化物）W及 脱氧金属。在本专利技术的一些示例性实施方案中，所述氣化物可W是，例如，氣化领、氣化巧和 /或氣化锁。当然，本专利技术不仅限于运些氣化物，而可W包括其他氣化物，只要它们便利烙 渣的形成。在一些实施方案中，所述脱氧材料可W是儀和/或侣。同样地，本专利技术不仅限于 运些脱氧剂，而可W包括其他脱氧金属，只要它们如下面讨论的便利将锋分配在烙渣中。基 于焊接方法和期望的焊缝特点，焊条100还可化含有合金剂150,比本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种使用于涉及具有锌覆盖层(52)的工件(50)的弧焊应用的消耗性焊条(40、100)，所述焊条(40、100)其特征在于：金属鞘(110)，所述金属鞘(110)围绕芯(120)；以及填充材料，所述填充材料被置于所述芯(120)中，所述填充材料包括焊药材料(140)，其中所述焊药材料(140)便利将所述工件(50)的所述锌覆盖层(52)分配到至少部分地由所述焊药材料(140)形成的熔渣中，并且其中所述焊药材料(140)包括在所述焊条(40、100)的重量的2％至6％的范围内的脱氧材料。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：B·K·纳瑞雅南，
申请(专利权)人：林肯环球股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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