專利名稱：氣體保護(hù)的藥芯焊絲的制作方法
本申請(qǐng)是系列號(hào)為902，020的未審查的在先申請(qǐng)的連續(xù)的一部份，申請(qǐng)902，020是1992年7月22日提出的，是與本申請(qǐng)的代理承認(rèn)的委托概要No.L-8793相同的。
本申請(qǐng)涉及到一種利用熔化鋼焊絲的電弧焊技術(shù)，特別涉及到一種改進(jìn)的氣體保護(hù)的藥芯焊絲。
做為一種背景資料，1992年7月22日提出的系列在先申請(qǐng)No.902，020，有聯(lián)系的概要No.L-8793結(jié)合在這里做為背景資料的參考。在先的未審查的申請(qǐng)指出一種利用氣體保護(hù)的藥芯焊絲，該藥芯焊絲在該焊絲的芯中使用了少量的鋁粉，以便減少電弧焊過(guò)程中產(chǎn)生的煙塵。這種粉末化的鋁與在焊絲的包皮和芯料中的其它成分在一區(qū)域或者反應(yīng)區(qū)反應(yīng)確定了電弧由保護(hù)氣體環(huán)繞。該反應(yīng)區(qū)位于該焊絲與熔化金屬焊道之間。當(dāng)發(fā)展一種新型的具有減少煙塵特性的藥芯焊絲時(shí)，在氣體保護(hù)的藥芯焊絲工藝中的產(chǎn)生了相當(dāng)多的一般性的發(fā)明。在藥芯焊絲技術(shù)中的最新進(jìn)展就涉及到本發(fā)明。該在先申請(qǐng)包含的本發(fā)明的背影資料和某些狀況這里就不需要重復(fù)了。
Oku的專利3，558，851結(jié)合在這里參考做為背景資料，少量的鋁鐵加到填充材料中，做為一種強(qiáng)脫氧成份。少量的鋁鐵或者鋁粉用于焊道的鋼材脫氧和不在焊道的熔化金屬之上的電弧區(qū)域進(jìn)行反應(yīng)。在這個(gè)專利中的鋁鐵的量實(shí)際上小于本發(fā)明的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的必需的量。這個(gè)專利沒(méi)有指出為了合金化而利用鋁還原二氧化鈦和/或氧化硼，在Oku的專利的焊絲中也沒(méi)有足夠量的鋁用于實(shí)現(xiàn)利用本發(fā)明的氮的去除功能。
Kobayashi的專利4，510，374涉及到用于在保護(hù)電弧焊過(guò)程中使用的焊絲的低碳包皮。還有，鋁被描述為一種脫氧劑，該脫氧劑是一般的，然而，在先專利使用的鋁是用于合金化目的鋁鐵或者鋁粉。另外，這里并沒(méi)有指出為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的功能而必需的鋁的量，這本發(fā)明中鋁粉在焊接金屬的熔化金屬之上起反應(yīng)，以便在離開(kāi)熔化金屬的一位置上實(shí)現(xiàn)還原作用。在該在先申請(qǐng)中，這種鋁鐵或者鋁粉進(jìn)入焊接金屬然后做為一種脫氧劑。這種作用產(chǎn)生了氧化鋁，該氧化鋁必須涂在焊道表面上并且包含在復(fù)蓋在表面上的渣中。本發(fā)明采用的鋁粉用于在焊道上當(dāng)鋁進(jìn)入焊道前進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。這樣，通過(guò)在焊道以外的反應(yīng)區(qū)域鋁的作用而實(shí)現(xiàn)了一種化學(xué)還原的效果。然而，在本發(fā)明中鋁適用于清除焊接金屬中的氮。
Mun2的專利4，723，061是針對(duì)藥芯焊絲而采用氧化鋁控制復(fù)蓋在焊道上的熔化渣的物理性能。該氧化鋁僅僅用于形成渣。大量的氧化鋁用于包括在填充料中的渣粘度的控制成份。鋁粉可以提供用于氧化和用于控制渣。這個(gè)發(fā)明沒(méi)有指出用于產(chǎn)生氧化鋁的鋁量，這是由于供應(yīng)氧化鋁僅僅是用于該在先專利說(shuō)明的目的。這里沒(méi)有與形成氧化鋁不同的以任何比例利用鋁而得到在氣體保護(hù)焊絲中的任何特殊作用的例子。
Bushey的專利5，095，191說(shuō)明了一種利用銫的氣體保護(hù)電弧焊絲。建議相當(dāng)量的鋁做為許多合金化元素中的一種;然而，這里沒(méi)有指出鋁除了合金化目的之外能夠用于任何特殊目的方法。
許多年來(lái)，鋁合金系統(tǒng)就成功的用于自保護(hù)藥芯焊絲，以便產(chǎn)生具有特殊沖擊的焊接沉積和強(qiáng)度性能。當(dāng)采用自保護(hù)的藥芯焊絲和熔敷金屬具有大約為0.5%的鋁含量時(shí)可以產(chǎn)生一種特殊的機(jī)械性能?？梢哉J(rèn)為，鋁形成一種氮化物，該氮化物沉淀在焊道的金屬中，并且增加了焊接金屬的機(jī)械性能。該鋁用于焊縫金屬的合金化，以便從凝固的焊道中去除氧和氮。在用于產(chǎn)生自保護(hù)藥芯焊絲的特殊發(fā)展的工藝中，利用鋁加到焊道的合金中，結(jié)果在焊道合金中具有大約0.5-1.0%的鋁。利用這樣的合金成份形成氮化鋁，以及游離的氮一般是不適用的。當(dāng)合金化的鋁量在焊縫金屬中減少時(shí)，發(fā)現(xiàn)焊縫金屬的氣孔增加，這樣焊接接頭的強(qiáng)度和沖擊性能就下降了。因此認(rèn)為，當(dāng)鋁做為一種合金劑用于自保護(hù)焊接的焊縫金屬時(shí)，在焊縫金屬中的鋁的量必須大于0.5%。這種鋁用于控制焊道的性能允許鋁在焊道中做為一種合金成份相互作用。由于這種焊絲是自保護(hù)的，這種由電弧驅(qū)逐空氣產(chǎn)生的氣體和予防氧和氮由于電弧而產(chǎn)生的氣體的快速外溢，而由入口進(jìn)入熔化金屬。所以，在電弧中不存在反應(yīng)區(qū)域，在該區(qū)域鋁主要與其它成份反應(yīng)。鋁進(jìn)入焊道和使焊道金屬合金化。
當(dāng)利用氣體保護(hù)的藥芯焊絲做為本發(fā)明的一種企圖時(shí)，焊縫金屬的脫氧或者在焊縫金屬中氮的控制并不主要依賴于鋁。這種特殊的焊絲主要是一種碳-錳-硅系統(tǒng)型，該焊絲依靠氣體借助于排除周圍的大氣而阻止氮對(duì)焊接熔池金屬的污染。錳和硅做為合金劑用于在焊道金屬中脫氧或者鎮(zhèn)靜。在保護(hù)氣體焊絲中可利用任何類型的鋁，這種鋁在實(shí)踐中已不是一種概念性的應(yīng)用，但僅僅是建議做為焊縫金屬合金化的許多可能的方法中的一種。這里并沒(méi)有建議鋁用于在保護(hù)氣體類型的電弧焊接方法中位于焊接熔池金屬之上的電弧反應(yīng)區(qū)域的反應(yīng)。因此，在用于氣體保護(hù)電弧焊的焊絲中故意的避免鋁進(jìn)入焊縫熔敷金屬中，并認(rèn)為在熔敷金屬中無(wú)鋁可以有助于改善機(jī)械性能。以前鋁合金劑在實(shí)踐中沒(méi)用于氣體保護(hù)的焊絲，在焊縫金屬中通常沒(méi)有鋁。這被認(rèn)為可以保證較好的強(qiáng)度和沖擊性能。當(dāng)利用氣體保護(hù)型的藥芯焊絲時(shí)并沒(méi)有嘗試在焊道中鋁做為一種合金劑。
最近發(fā)現(xiàn)，少量的粉末狀鋁位于焊絲芯中在沒(méi)有內(nèi)部保護(hù)氣體時(shí)有助于減少在高焊絲給進(jìn)速度條件下的煙塵水平并改善電弧作用。發(fā)現(xiàn)在芯中利用一直到達(dá)約1.0-2.0%鋁粉能改善傳統(tǒng)的碳-錳-硅系統(tǒng)以減少煙塵?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)與一般的看法相反，在氣體保護(hù)的藥芯焊絲中，焊絲芯中的鋁粉能夠?qū)е吕鞆?qiáng)度和Charpy沖擊特性接近實(shí)芯焊絲達(dá)到的水平。這是藥芯焊絲技術(shù)的一個(gè)主要目的。到目前為止，藥芯焊絲具有方便的優(yōu)點(diǎn)，但損失了機(jī)械性能。接近實(shí)芯焊絲的性能的目的是按照本發(fā)明、利用鋁粉在氣體保護(hù)的藥芯焊絲的芯中的控制量而加以解決。因此，本發(fā)明涉及到一種在氣體保護(hù)的藥芯焊絲的碳-錳-硅系統(tǒng)中鋁的使用，在焊縫金屬上的電弧中鋁強(qiáng)烈的反應(yīng)，以便實(shí)現(xiàn)希望的作用，并在任何的殘余物之前進(jìn)入焊縫金屬。人們發(fā)現(xiàn)鋁在電弧中可以還原二氧化鈦和氧化硼，以及允許微量的鈦和硼做為合金化元素進(jìn)入焊縫金屬的熔池中。在與C-Mn-Si-Ti系統(tǒng)比較時(shí)可看出降低了在焊接熔敷層中總的氮含量。大量的鋁(在本發(fā)明中定義為百分比)在焊縫金屬中產(chǎn)生一定量的殘余鋁。利用本發(fā)明而引起的焊縫金屬的這樣的鋁成份的量是特別有益的。這種殘余的鋁用于減少焊縫金屬中的游離的氮。由于焊接熔敷金屬的缺口的韌性和“CTOD”性能，當(dāng)游離的氮在焊縫金屬中增加時(shí)將迅速的變壞，所以這種焊縫金屬的鋁成份是有利的。
利用本發(fā)明，鋁還原了二氧化鈦和/或氧化硼，其目的是在焊縫金屬中產(chǎn)生一定量的元素鈦和/或硼。鈦和/或硼在氣體保護(hù)的藥芯焊絲技術(shù)中的優(yōu)點(diǎn)是公知的。本發(fā)明也可用于鈦-硼型焊絲。此外，本發(fā)明允許氧化硼和受控量的鋁粉的結(jié)合以便控制在焊縫金屬中的實(shí)際的硼。這一概念比利用硼做為一種在焊絲的鋼包皮中的合金要好，并且比在焊芯中使用元素硼要容易控制。
在本發(fā)明中，最重要的一些特點(diǎn)之一是與在藥芯焊絲中給定氮量的傳統(tǒng)的C-Mn-Si-Ti系統(tǒng)相比，本發(fā)明是通過(guò)鋁的使用來(lái)減少在焊縫金屬中的總氮量。這或者是通過(guò)減少在電弧中形成氧化氮而減少氮進(jìn)入焊縫金屬來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者借助于阻止在焊縫金屬表面形成氧化鐵而幫助氮由焊縫金屬釋放出來(lái)實(shí)現(xiàn)。
而且，在本發(fā)明中，在焊縫金屬中的殘余的鋁小于焊縫金屬重量的0.1%。在焊縫金屬中受控制量的鋁足以減少在焊道中的游離的氮量。這種在焊縫金屬中的總的游離的氮量的減少可增加其機(jī)械性能。在焊縫金屬中氮的狀態(tài)的詳細(xì)情況對(duì)說(shuō)明這種概念將是有益的。在焊道中的總氮量表現(xiàn)為如下的形式游離的氮和間隙式的氮，即彌散的或者集中的分布在晶界周圍，以簡(jiǎn)單的或復(fù)雜形式的氮化物存在的氮，以及分子氣態(tài)中的附著氮，而這種分子氣態(tài)氮有助于產(chǎn)生焊縫金屬的氣孔。在氣體保護(hù)的系統(tǒng)中，在焊縫金屬中的總氮量由于電弧的保護(hù)和焊縫金屬與大氣隔絕而變得很低。利用本發(fā)明，在焊絲的芯中的鋁的量為1-5%，在焊接熔敷金屬中總氮量甚至可以進(jìn)一步降低。這將不用阻塞氮進(jìn)入焊縫金屬。所以，在該系統(tǒng)中焊縫金屬中的總氮量是游離氮和在氮化物中的氮的總和，其相對(duì)量是由實(shí)用的氮化物形成劑確定的。因?yàn)殁伜团鹗菑?qiáng)氮化物形成劑，所以若干氮將做為氮化鈦和氮化硼而固定。剩余的氮以游離氮存在，這種游離僅氮適合于與鋁結(jié)合。利用本發(fā)明，小于焊縫金屬的0.1%的微量的鋁和最好小于焊縫金屬0.03%的鋁存在于熔敷金屬中。該鋁與游離氮反應(yīng)并形成氮化鋁。由于在焊縫金屬中鋁和氮的量很低，該氧化鋁實(shí)際上產(chǎn)生的晚一些，大概在固態(tài)焊縫金屬中產(chǎn)生。無(wú)論如何鋁降低了在焊縫金屬中的游離的氮。然而，包含在焊縫金屬中的氮化物的量是很低的。這兩個(gè)因素都改善了焊縫金屬的沖擊性能。
按照本發(fā)明，在焊縫金屬中的殘余鋁小于焊縫金屬重量的0.10%。在焊縫金屬中鋁的控制量足以降低在焊道中的游離氮量，以便增加焊道的物理性能。
氮形成的細(xì)節(jié)的概念說(shuō)明是有益的。氮可以以游離的、間隙的氮存在于焊道中，它可以彌散的或集中的在晶界的周圍。氮又可以以氮化物存在，該氮化物或者以簡(jiǎn)單的沉淀相或者以復(fù)雜的沉淀相存在。此外，吸收的氮可以以分子氣體狀態(tài)存在，該分子氣體有助于焊縫金屬的氣孔產(chǎn)生。利用本發(fā)明，小于焊縫金屬的0.10%的微量的鋁和最好小于大約焊縫金屬的0.03%的微量的鋁在熔敷金屬中。人們發(fā)現(xiàn)通過(guò)靠穩(wěn)定的氮化鋁的形成來(lái)進(jìn)一步降低游離的氮，該鋁量可以在焊接熔敷金屬中產(chǎn)生優(yōu)良的機(jī)械性能。
由于該氮化物產(chǎn)生在凝固過(guò)程的后期，當(dāng)利用本發(fā)明時(shí)氮化物形成與以前形成的標(biāo)準(zhǔn)的碳-錳-硅系統(tǒng)的氮化物不同。在藥芯焊絲的一般系統(tǒng)中這樣的氮化物與在本發(fā)明的氮化物相比，前者在凝固過(guò)程中較早的形成。這就產(chǎn)生相關(guān)的沉淀顆粒，這將在凝固的焊縫金屬的晶格中造成一種應(yīng)變，這種應(yīng)變產(chǎn)生一種力，這種力傾向于破壞焊縫金屬的晶體結(jié)構(gòu)。因此，當(dāng)利用本發(fā)明時(shí)，為破壞CharpyV型缸口試件的焊接接頭所需要的能量實(shí)際上增加了，這是因?yàn)橛刹贿B貫的氮化物沉淀產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)變能量產(chǎn)際上小于在一般的碳-錳-硅焊絲系統(tǒng)中氮化物化合物的相連接的粒。
按照本發(fā)明的最佳的實(shí)施例，二氧化鈦和氧化硅包含在焊絲的芯中。在焊絲芯中的鋁粉在該區(qū)域起化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)電弧而還原氧化硼和部分二氧化鈦。這就允許一種鈦和硼的控制量，該鈦和硼的控制量要引入焊縫金屬中。這兩種用于焊縫金屬的合金劑是有資料證明的。本發(fā)明通過(guò)在焊絲芯中適當(dāng)?shù)倪x擇鋁粉量能夠精確的控制焊縫金屬中鈦和硼。這是本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)，這一特點(diǎn)沒(méi)有在其它的氣體保持的藥芯焊絲中應(yīng)用。
本發(fā)明所用的控制的鋁粉量，該鋁粉量添加到有點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化和藥芯焊絲中。利用本發(fā)明由焊絲中去除鑄造級(jí)的鈦鐵不會(huì)降低最終的焊縫金屬的沖擊性能，通過(guò)在芯材料中利用鋁粉才保持了這樣的機(jī)械性能。我們認(rèn)為通過(guò)本發(fā)明才得到優(yōu)良的機(jī)械性能，這是因?yàn)橐钥刂屏刻罴愉X，這就在焊接熔敷金屬中產(chǎn)生了適當(dāng)量的鈦和硼，為了最佳的機(jī)械性能通過(guò)填加鋁而直接還原二氧化鈦和氧化硼。因此，金屬鈦例如鈦鐵和金屬硼不需要存在于填加料中。鋁在焊縫金屬上面的電弧區(qū)域進(jìn)行反應(yīng)，就產(chǎn)生了用于熔敷到焊道中的控制量的鈦和硼，從而得到了希望的機(jī)械性能。通過(guò)利用本發(fā)明，只要在芯中的填加料具有足夠的氧化物，該足夠的氧化物具有的負(fù)自由能比氧化鋁的負(fù)自由能大得多，那么焊接熔敷金屬的殘余鋁含量就可以很低。因此本發(fā)明在芯中利用了控制量的鋁粉。該鋁粉在熔池金屬上部區(qū)域反應(yīng)，以便還原二氧化鈦或氧化硼，或者兩者都還原，從而這兩元素合金化到焊道中。該鋁粉如此選擇，即在焊道中的殘余鋁量小于焊道金屬量的0.1%。這樣的鋁量是用于在焊道中與氮進(jìn)行反應(yīng)形成氮化鋁。對(duì)于給定焊絲填料成份的條件下，在焊道熔敷金屬中還原的鈦和硼的量與在焊絲的芯中的金屬鋁量成比例。增加鋁量將導(dǎo)致在焊絲的填料中，由二氧化鈦和氧化硼更多地還原鈦和硼。因此，鋁粉量選擇成可以在焊縫金屬中產(chǎn)生所希望的鈦、硼量和希望的殘余鋁。已發(fā)現(xiàn)在填料中需要鋁粉的百分比大約是填料重量的1.0-5.0%。
鋁粉基本的百分?jǐn)?shù)在電弧的反應(yīng)區(qū)域消耗掉，按照本發(fā)明僅有微量鋁實(shí)際上進(jìn)入焊縫金屬。按照本發(fā)明，焊道的氮含量比在利用碳-錳-硅和鈦的一般的焊絲系統(tǒng)的氮含量要低。最初看來(lái)填加鋁由于產(chǎn)生氮化鋁將導(dǎo)致高水平沉積的氮，然而，正如前面說(shuō)明的那樣，鋁降低了在電弧中的氧化能，這大概減少了氧化氮的生成，也就減少了在焊縫中對(duì)氮的敏感性。鋁又可以減少在焊縫金屬表面形成氧化鐵，這將有助于氮由焊縫金屬析出。殘余的鋁與保持在焊縫金屬中的游離的氮結(jié)合形成氮化鋁。因此，利用本發(fā)明通過(guò)減少總的和自由的氮和具有控制的低鋁量而增加了焊道金屬的機(jī)械性能。一種實(shí)際上高百分比的鋁用于填料中，這樣鋁用于在熔池金屬上反應(yīng)，以便為合金化而還原鈦和硼，微量的殘余鋁看來(lái)以很小量存在于焊道金屬中。在氣體保護(hù)的藥芯焊絲的芯中應(yīng)用低水平的粉末化的鋁能減少焊絲的煙塵發(fā)放。隨著鋁粉量增加到一個(gè)控制量，該控制量依賴于希望要還原的二氧化鈦或者氧化鈦或者它們兩者，能夠得到一種最佳的機(jī)械性能。在焊縫金屬中的鈦和硼的量也是控制的。在焊縫金屬中的鈦應(yīng)當(dāng)是焊縫金屬重量的0.070-0.080%，在焊縫金屬中鈦?zhàn)詈檬呛缚p金屬重量的0.025-0.055%。硼的量應(yīng)當(dāng)至少是熔敷金屬重量的0.002%，且最好是熔敷金屬重量的0.0025-0.065%。選擇鋁以便得到焊道金屬希望的性能是本發(fā)明的一個(gè)方向。
利用本發(fā)明的鋁系統(tǒng)將提供的機(jī)械性能實(shí)際上大于僅僅利用碳、錳和硅的一般的合金系統(tǒng)而得到的機(jī)械性能。當(dāng)由焊絲A形成的焊道與現(xiàn)有技術(shù)相同的例子Ⅱ的焊道相比較時(shí)，上述的結(jié)果被證實(shí)了。利用本發(fā)明的鋁系統(tǒng)將導(dǎo)致實(shí)際上增加的機(jī)械性能，且有其它的優(yōu)點(diǎn)。正如前面說(shuō)明的那樣，利用本發(fā)明的一種鋁系統(tǒng)的熔敷金屬中的氮比利用一般的系統(tǒng)在藥芯焊絲中得到的給定氮含量要低。當(dāng)利用在芯中具有足夠鋁而使鋁熔敷到焊縫金屬中的焊絲A與沒(méi)有利用鋁的現(xiàn)有技術(shù)的例子Ⅱ相比較時(shí)，就證明了上述觀點(diǎn)。這樣的數(shù)據(jù)與按照本發(fā)明說(shuō)明的不同的其它焊絲A-E的數(shù)據(jù)是一致的。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，與由于鋁在焊縫金屬上的反應(yīng)區(qū)使二氧化鈦和氧化硼還原而得到的鈦和硼用于焊縫金屬的合金化這一現(xiàn)象一起降低在焊縫金屬中的總氮量。在焊縫金屬中總的氮量降低大概是由于鋁在電弧區(qū)域與在該區(qū)域存在的氧結(jié)合。因此，氧不能吸收氮形成氧化氮，該化合物將在焊縫金屬中產(chǎn)生氮。此外，氧在焊縫金屬上的反應(yīng)區(qū)域生成FeO、這種氧化物在焊接熔池表面在形成一個(gè)層。該層阻止氮由凝固的焊縫金屬析出。因此，該氧化鐵的阻擋層導(dǎo)致在焊縫金屬中的較高的氮含量。利用發(fā)明的鋁傾向于阻止在焊接熔池的表面上形成做為一阻擋層的氧化鐵。
由于本發(fā)明產(chǎn)生了一處與用于氣體保護(hù)的藥芯焊絲的一般的系統(tǒng)相比較低的氮的焊接熔敷金屬，本發(fā)明將使得焊接過(guò)程對(duì)保護(hù)氣體的損失較不敏感。以前，用于保護(hù)氣體的焊絲當(dāng)保護(hù)氣體中斷時(shí)存在一系列問(wèn)題，焊縫金屬增加了由大氣中吸收的氮，這就引起相應(yīng)的降低焊接熔敷金屬的缺口韌性。這樣，有害的現(xiàn)象通過(guò)在焊絲的芯中的鋁粉，吸收在熔化金屬上電弧中的氮和氧而減輕，從而阻止氮進(jìn)入熔化金屬，即使是圍繞在焊絲周圍的保護(hù)氣體不當(dāng)心的中斷。
本發(fā)明在要利用保護(hù)氣體的藥芯焊絲導(dǎo)致得到需要的熔敷的化學(xué)成份，包括涉及到的鈦和/或硼，以及提供了一種更加一致的焊接熔敷金屬。在一般的系統(tǒng)中，特別小心地以很小的控制的量在焊絲芯中使用鈦和硼化金屬化元素，以便阻止焊接熔敷金屬的化學(xué)成份沿著其長(zhǎng)度方向偏折和變化。利用本發(fā)明，用于焊縫金屬的鈦和硼更容易以微量控制，它可以阻止焊縫金屬的有害作用。
利用本發(fā)明允許由連續(xù)的鑄鋼生產(chǎn)用于焊絲的鋼包皮。以前如此便宜的鋼不可能用于氣體保護(hù)的藥芯焊絲，這是因?yàn)檫@種鋼包含一定量的鋁和氮。本發(fā)明允許利用本來(lái)就有較高的氮含量的連續(xù)的鑄鋼，由于鋁進(jìn)入焊絲將感少進(jìn)入焊縫金屬的總量，并且把殘留的游離氮固定在無(wú)害的氮化鋁顆粒中。
主要關(guān)心的是利用氣體保護(hù)焊的藥芯焊絲當(dāng)熔敷金屬的錳和硅水平能達(dá)到最佳化沖擊性能時(shí)得到最后的高強(qiáng)度水平。錳和硅當(dāng)其使用量產(chǎn)生一種希望的沖擊性能時(shí)，在焊縫金屬中引起相當(dāng)高的強(qiáng)度。這就特別涉及到當(dāng)焊絲設(shè)計(jì)成利用二氧化碳保護(hù)氣體時(shí)，實(shí)際上使用保護(hù)氣體的氬氣混合物。這樣的混合物由于在焊縫金屬中的錳和硅的較高的敏感性而引起較高的強(qiáng)度。因此，在錳和硅系統(tǒng)中為達(dá)到希望的沖擊性能，強(qiáng)度水平將超過(guò)希望值。利用本發(fā)明，焊接熔敷金屬的強(qiáng)度與一般的錳和硅系統(tǒng)產(chǎn)生的強(qiáng)度相比明顯的低。因此，假若焊絲設(shè)計(jì)成用于二氧化碳，以及氬氣混合物用來(lái)做為保護(hù)氣體，則該強(qiáng)度將不超過(guò)希望的參數(shù)。當(dāng)利用焊絲A的熔敷金屬與現(xiàn)有技術(shù)的焊條Ⅱ相比較時(shí)，就證明了這一特征。按照本發(fā)明控制的芯的鋁含量，提供一種能限制焊接熔敷金屬的強(qiáng)度水平的機(jī)制，從而使錳和硅水平是高的強(qiáng)度沖擊性能所必需的?？梢哉J(rèn)為當(dāng)利用本發(fā)明時(shí)，降低強(qiáng)度水平是由于與一般標(biāo)準(zhǔn)的碳-錳-硅系統(tǒng)相比較焊接熔敷金屬具有較少量的微型夾渣。這樣的夾渣用于阻止內(nèi)部晶片的滑移并且增加最終焊縫金屬的強(qiáng)度。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在焊絲的芯中包含鋁，該鋁的在焊接過(guò)程早期反應(yīng)，從而分離開(kāi)和放出形成任何一個(gè)含水材料。因此，該焊絲與其它類型的用于氣體保護(hù)焊的焊絲相比對(duì)水份和潤(rùn)滑劑污染是較不敏感的。這種下降從對(duì)水份的敏感性又提供了焊絲中給定的水份含量時(shí)較低的氫含量。因此，本發(fā)明降低了對(duì)焊絲驅(qū)動(dòng)水份的要求。
在新型焊絲中鋁粉用于在焊接煙塵中減少氧化鐵，這樣，就如在先申請(qǐng)中指出的那樣，降低了煙塵水平，該在先申請(qǐng)結(jié)合在這里做參考。
按照本發(fā)明，提供了一個(gè)用于由氣體保護(hù)電弧焊熔敷成焊道金屬的藥芯焊絲。這種新型的焊絲具有由鐵管圍繞的填料的芯。該填料包括合金化劑和氧化物造渣成份，以及1.0-5.0%的鋁粉，其中鋁粉與填料的合金化劑和氧化物渣成分相比對(duì)氧有較高的親合力。鋁粉量選擇成在最終的焊縫金屬中產(chǎn)生小于0.10%的鋁。適當(dāng)?shù)倪x擇鋁粉僅僅產(chǎn)生用于合金化的少量的殘余鋁，從而允許降低焊縫金屬中的氮并在焊縫金屬上的電弧反應(yīng)區(qū)域?qū)辖鸹瘎┟撗酢?br>
按照本發(fā)明僅另一個(gè)方向，在填料中提供40-60%的二氧化鈦和該鋁粉選擇成在焊縫金屬中產(chǎn)生0.02-0.08%的鈦。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方向，該填料包括填料重量為0.3-0.5%的氧化硼，以及該鋁選擇成焊縫金屬至少含有重量的0.002%的硼，在焊縫金屬中的硼最好為焊縫金屬重量的0.0025-0.0065%。
本發(fā)明的還有另外一個(gè)方向是提供一個(gè)藥芯焊絲，該藥芯焊絲的填料包括二氧化鈦和氧化硼，其焊縫金屬的鈦與硼的比一般為9-11.1。該比的范圍最好大約是10∶1。
按照本發(fā)明的還有另一個(gè)方向，提供了一種氣體保護(hù)焊方法和用一種藥芯焊絲熔敷焊道金屬。該方法包括利用一種填料芯被鐵管環(huán)繞的一焊絲的步驟。該填料包括的40-60%的二氧化鈦和1.0-5.0%的鋁粉。選擇鋁粉量使在焊縫金屬中能產(chǎn)生0.02-0.08%重量的鈦和小于0.10%重量的鋁。
按照本發(fā)明的最概括的方向，在最新方法的范圍內(nèi)，一種方法提供了利用藥芯焊絲的氣體保護(hù)電弧焊，以便熔敷焊道金屬。這個(gè)方法包括利用具有填料芯被鐵管環(huán)繞的一種焊絲的步驟。該填料包括為填料重量的1.0-5.0%的鋁粉和選擇鋁粉量使在焊縫金屬中產(chǎn)生小于0.10%的鋁。
本發(fā)明進(jìn)一步包括一種利用保護(hù)氣體的電弧焊方法，該方法用于熔敷焊道金屬。這個(gè)方法包括提供帶有填料的鐵管焊絲的步驟，該填料包括金屬氧化物和占填料重量的1.0-5.0%的鋁粉;產(chǎn)生位置焊道金屬與焊絲之間的電弧，以便在焊絲與焊道之間的電等離子或電弧的反應(yīng)區(qū)熔化該鐵管，以及把鋁粉引到電弧反應(yīng)區(qū)，以便在反應(yīng)區(qū)還原金屬氧化物，利用鋁的殘余量的一部份進(jìn)入焊道，形成的鋁合金，鋁的量小于焊道中金屬重量的0.10%。
按照本發(fā)明還有另一個(gè)方向，當(dāng)實(shí)施本發(fā)明時(shí)，在焊縫金屬中的鋁是焊道金屬重量的0.01-0.05%。
本發(fā)明的重要目的是提供一種以氣體保護(hù)電弧焊形式使用的藥芯焊絲，該焊絲的強(qiáng)度和沖擊特性接近于以電弧焊形式使用的實(shí)芯焊絲的上述特征。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種藥芯焊絲，該焊絲在芯中使用粉末化的鋁，該一定量的鋁在電弧或等離子區(qū)反應(yīng)以便合金化金屬，而在該焊道中又熔敷微量控制的殘余的鋁。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供氣體保護(hù)藥芯焊絲，正如上面指出的那樣，該焊絲在焊道合金系統(tǒng)中控制鈦或硼的量，或者控制兩者。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種藥芯焊絲，正如上面指出的那樣，該藥芯焊絲可以利用一種由連續(xù)鑄鋼制造的包皮，以及實(shí)際上不需要去除水份。
本發(fā)明仍有進(jìn)一步的目的是提供氣體保護(hù)的藥芯焊絲，正如上面已指出的，該焊絲降低焊道中的氮量而鋁量的增加沒(méi)有超出小量范圍。該小量范圍對(duì)焊縫金屬的晶粒特性沒(méi)有害作用。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供氣體保護(hù)電弧焊的一個(gè)新的方法，該方法得到具有低氮量的和控制的小量殘余鋁的焊道金屬，利用具有鈦或硼、或者利用兩者的焊縫金屬的控制的合金化。
這樣的或其它的目的和優(yōu)點(diǎn)下面結(jié)合附圖的說(shuō)明將變得更加清楚。
圖1，按照本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例而給出的一焊絲的概略的橫截面圖，以及圖示了該反應(yīng)區(qū)，這有助于本發(fā)明的實(shí)踐，以及圖2.示出了本焊縫金屬中氮量的減少與焊道金屬或接頭的沖擊特性之間關(guān)系圖。
參考附圖，在這里所示出的僅僅是為了用圖說(shuō)明優(yōu)選的實(shí)施例，并不為了限制本發(fā)明。圖1示出了一個(gè)消耗焊絲10，該焊絲10具有一個(gè)鋼質(zhì)外包皮12，該外包皮由低碳鋼構(gòu)成，最好含碳量小于包皮的鋼重量的0.07%。焊縫10利用保護(hù)氣體20，最好是最便宜的二氧化碳;然而保護(hù)氣體的成份，例如氧、氮、氬等的混合物也可以使用。在焊絲10的芯30中提供了合金化劑。造渣劑形式的特殊材料，以及當(dāng)電弧50壓焊絲10的一端與焊接熔池金屬之間產(chǎn)生時(shí)為形成復(fù)蓋在焊道上或者熔池金屬上的適當(dāng)?shù)脑仨毜钠渌煞?。按照本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例，芯30包括的鋁粉，概略的用分散在整個(gè)芯中的顆粒60來(lái)說(shuō)明，并且具有構(gòu)成芯30的填料的重量的1.0-5.0%。來(lái)自芯30的金屬鋁在被指為反應(yīng)區(qū)70的區(qū)域反應(yīng)。按照本發(fā)明，鋁量選擇成能還原二氧化鈦或者氧化硼，以便釋放出用于在焊道金屬40中合金化的一定量的鈦和硼。足夠量的鋁粉如此的配置到芯30中，以致于有少量的殘余鋁參與在熔池40中焊縫金屬的合金化。實(shí)際上，鋁量選擇成產(chǎn)生小于在熔池40的焊縫金屬的0.10%。因此，1.0-5.0%的鋁粉直接用于在區(qū)域70與芯料反應(yīng)。這樣的化學(xué)和熱作用釋放出一定的合金化劑，例如鈦和硼，同樣允許少量的殘余鋁用于合金化，去除氮以及與在焊縫金屬中溶解的氧反應(yīng)。
發(fā)現(xiàn)在芯料中的鋁能降低焊縫金屬中的總的和游離的氮，正如公知的那樣，在焊縫金屬中的氮影響焊縫金屬的沖擊特性。圖2表示在熔敷焊縫中總氮量增加而降低了焊道金屬的CharpyV型缺口強(qiáng)度。在芯料中的鋁可以在區(qū)域70減少氧的位能，減少氧化氮生成。按照本發(fā)明，殘余鋁當(dāng)其熔化且與游離的氮形成氮化鋁時(shí)，由在電弧區(qū)70反應(yīng)進(jìn)入焊縫金屬，所以大部份氮在焊縫金屬中是以不變的氮化物的形式存在。因此，當(dāng)利用本發(fā)明時(shí)，鋁和氮對(duì)焊縫金屬的強(qiáng)度和沖擊特性沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的影響。
本發(fā)明在碳-錳-硅焊絲系統(tǒng)利用了控制量的鋁粉。這種鋁可還原二氧化鈦，該二氧化鈦是焊絲的最佳的成渣成份。鋁量控制在焊縫金屬中還原和熔敷的鈦量。該鈦量相當(dāng)小一直到為給定的焊縫金屬重量為大約0.02-0.08%。該鋁粉又還原包含在芯30中的氧化硼，以便在焊縫金屬中提供控制的硼量。僅僅需要少量的硼，所以僅僅少量的氧化硼配置在芯30中，該量為填料重量的0.30-0.50%，這樣的鋁量用以在焊縫金屬中產(chǎn)生希望的鈦和/或硼。此外，鋁可以減少在電弧區(qū)70的電弧氣體的氧化的位能，因此，根據(jù)以前說(shuō)明的原因，氮不能有效的從大氣中吸收。金屬鋁可以利用于由焊縫金屬中去除氧，然而，應(yīng)當(dāng)需要一個(gè)基本的鋁量，這時(shí)在焊縫金屬中控制鈦和硼變得困難了。此外，最終的氧化物并不能把渣的特性增加到由氧化鋁達(dá)到的程度。
至今為直認(rèn)為鋁用于藥芯的氣體保護(hù)焊縫不能不降低最終的熔敷焊縫金屬的機(jī)械性能。當(dāng)一種焊絲特別說(shuō)明用于具有外部保護(hù)氣體時(shí)，至今為止，在焊縫金屬中殘余的元素形式的鋁產(chǎn)生一種不希望的微觀組織，然而，利用本發(fā)明這一問(wèn)題以獨(dú)特的方式解決了。殘余鋁由未結(jié)合的游離的鋁和以氧化物形式結(jié)合的鋁構(gòu)成。本發(fā)明的一個(gè)目的是通過(guò)仔細(xì)的控制在芯中的鋁量并在焊縫金屬中保留一定量的殘余鋁。按照本發(fā)明，焊縫金屬具有小于0.1%的鋁，最好小于0.05%的鋁。該殘余鋁的一部份是游離的(沒(méi)有與氧結(jié)合)，它與存在的游離的氮結(jié)合而形成氮化鋁。所以在焊縫金屬中元素鋁的量是減少的，由此，限制了不希望的微觀組織，在焊縫金屬中的游離氮量也降低了。因此在焊縫金屬中的兩種過(guò)量的元素鋁和游離的氮的有害作用就避免了。
當(dāng)利用本發(fā)明時(shí)，在芯中選擇鋁粉的控制量是全新的。鋁粉小于焊縫金屬重量的0.10%，最好小于焊縫金屬的0.05%。在芯中的鋁是粉末狀的金屬鋁，這樣，它直接并立即在反應(yīng)區(qū)70的與芯30的成份反應(yīng)。鋁鐵和其它的鋁合金在進(jìn)入熔池金屬40之后反應(yīng)，這些合金通常不在區(qū)70反應(yīng)，這與本發(fā)明予料的一樣。本發(fā)明主要用于具有二氧化鈦的消耗藥芯焊絲，然而本發(fā)又可以用于堿性藥芯的藥芯焊絲。鋁粉在最后的焊縫金屬中提供了一種均勻性，因?yàn)樗€原了氧化物，減少了氧，這樣就減少了焊道中的氮量。當(dāng)利用二氧化鈦時(shí)，選擇鋁量使在焊縫金屬中產(chǎn)生希望的鈦量。實(shí)際上至少0.1%的鋁填加到焊絲芯中并且小于0.10%的鋁熔致在焊縫金屬中。發(fā)現(xiàn)最終的焊絲對(duì)水份有些敏感且若不當(dāng)心會(huì)損失保護(hù)氣體。
在反應(yīng)區(qū)70名粉去除大多數(shù)氧，因此在焊縫金屬的大部份鋁通常是以氮化鋁和氧化鋁的形式存在，并沒(méi)有元素鋁。
鋁粉主要用于鈦硼型藥芯焊絲，特別是用于具有保護(hù)氣體的鈦硼型藥芯焊絲。這是一種專門的技術(shù)，在焊縫金屬中鈦和硼的結(jié)合減小奧氏體晶界的先共析體鐵素體。此外，鈦在先奧氏體晶粒產(chǎn)生細(xì)針狀鐵素體。該鈦、硼和鋁減少了在系統(tǒng)中游離的氮，所以鈦、硼和鋁由于利用了本發(fā)明都有助于合金系統(tǒng)改善強(qiáng)度和沖擊特性。做為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例的焊絲A-E示出的藥芯焊絲利用了鎳。鎳在低溫改善延展性，然而鎳在本發(fā)明的實(shí)踐中并不是必需的。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的焊絲A-E的鎳含量做為焊接鎳的焊絲是希望的，然而，其它的合金化劑也應(yīng)當(dāng)用于本發(fā)明中。
以前，鈦硼型氣體保護(hù)藥芯焊絲在最終的焊縫金屬中包含少量的硼。利用各種機(jī)制使硼提供在焊縫金屬中。按照本發(fā)明的一個(gè)方向，硼做為氧化硼包含在芯30中。氧化硼和用在芯中的金屬鋁粉還原，接著允許合金化的硼進(jìn)入焊道金屬。硼向右改變主要的鐵素體的C曲線是公知的，鋁形成氮化物和氧化物。鈦在晶界保護(hù)硼不氧化。硼是氮化物形成劑，但鈦與硼或鋁相比更有能力形成氮化合物。然而，鋁是一種強(qiáng)脫氧劑，以及在這里鋁用在系統(tǒng)中是有效的。鋁在電弧中可以減少NO，該NO能減少氮進(jìn)入焊縫金屬。鋁又能幫助氮由焊縫金屬表面析出，當(dāng)氧化鐵由于優(yōu)選的氧與鋁粉的反應(yīng)不能在焊縫金屬表面成形時(shí)可以促進(jìn)上述特點(diǎn)。所以在焊縫金屬中氮的水平在按照本發(fā)明利用鋁時(shí)會(huì)降低。存在于金屬中的氮化鋁與游離的氮或固定住的氮相比也具有較小的有害的作用。
本發(fā)明造成鋁粉的大部分在區(qū)域70形成氧化鋁，這種化合物對(duì)于控制渣的特性是有利的。鋁粉又控制進(jìn)入焊縫金屬的鈦和硼的量。出自區(qū)域70的殘余的鋁用于焊縫金屬中，以便與氮結(jié)合，從而利用形成穩(wěn)定的氮化鋁而從焊縫金屬中去除游離的氮。在焊縫金屬中優(yōu)選的鈦與硼的比大約為10∶1。在實(shí)踐中鈦比硅可以大約是9-11∶1。利用本發(fā)明是有利的和能夠通過(guò)控制芯30中的鈦和硼的量以及實(shí)現(xiàn)鋁形成氮化合物，這在控制焊道金屬的物理特性方面是有利的。
現(xiàn)有技術(shù)的保護(hù)氣體的藥芯焊絲在下面給出
實(shí)施例Ⅰ-40°F沖擊(ft-Ibs)A側(cè)73,67,65,70根部47,51,56,55B側(cè)67,67,62,66這個(gè)實(shí)施例的焊道的化學(xué)分析為
實(shí)施例Ⅱ-40°F沖擊(ft-Ibs)A側(cè)73,71,64,67根部55,52,46,52B側(cè)59,49,66,58這個(gè)實(shí)施例的焊道化學(xué)分析為
實(shí)施例Ⅲ-40°F沖擊(ft-Ibs)A側(cè)71,74,76,71根部61,45,52,39B側(cè)84,81,82,90這個(gè)實(shí)施例的焊道的化學(xué)分析為
實(shí)施例Ⅰ和Ⅱ的焊絲的焊劑成份(重量百分比)如下焊劑成份IIIIIINa2O 2.86 2.85MgO3.913.91SiO24.21 4.20TiO253.45 53.45B2O30.26 0.28CaF21.80 2.07Al0.150.17Si2.092.10Ti3.133.49Mn12.7514.19Ni5.158.81Ca0.6710.0Fe其余其余實(shí)施例Ⅲ是一種商業(yè)性的產(chǎn)品，該產(chǎn)品在形成焊絲的金屬包皮的芯中沒(méi)有合金形式或者粉狀的鋁金屬。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，焊道位于具有傾斜面邊緣形成50°夾角的2英寸(50mm)厚的A537鋼板之間，以及該鋼板定位成其下部較光銳的邊緣間隔為1/4英寸(6.4mm)。該鋼板予熱到212°F(100℃)，以及在每一個(gè)焊道之間前面的熔敷焊道的溫度允許下降到大約325°F(163℃)。
在第9焊道，利用下面說(shuō)明的焊絲A、B、C、D和E，得到了如下的沖擊值-40°F沖擊(ft-IBs)(對(duì)于cm-kg×1.3)焊絲AA側(cè)71,76,70,72根部50,50,52,48B側(cè)50,61,56,67焊絲BA側(cè)61,60,56,54根部44,48,45,45B側(cè)56,55,54,72焊絲CA側(cè)52,53,59,62根部50,54,49,48B側(cè)31,29,33,41焊絲DA側(cè)47,55,52,55根部47,45,46,43B側(cè)38,37,45,52焊絲EA側(cè)66,75,72,73根部41,33,42,53B側(cè)32,50,68,63
本發(fā)明的這些試件是利用以下的焊絲得到的，該焊絲的鋼是一種低碳鋼管(＜0.07)和該鋼管的芯由如下的焊劑成份填充(重量百分比)ABCDENa2O 1.88 1.91 1.91 2.23 2.52Cr2O30.12 0.12 0.12 0.12 0.03V2O50.10 0.10 0.10 0.10 0.02Cb2O50.08 0.08 0.08 0.08 0.02SiO22.72 2.76 2.76 3.16 3.79TiO253.44 53.44 53.44 54.00 52.85Al2O30.0 0.0 0.0 0.0 0.01FeOx0.23 0.23 0.23 0.23 0.07ZrO20.56 0.56 0.56 0.56 0.12B2O30.26 0.15 0.15 0.24 0.18CaF21.22 1.23 1.23 1.32 1.98MgO0.00.00.00.03.91KF0.00.270.270.270.0Al3.273.483.482.491.33Cr0.040.030.030.030.03Mn14.5313.7413.7413.7412.64Ni8.918.918.918.918.91Ca0.00.00.00.00.67Si0.00.010.010.011.22Zr0.01.151.151.141.89Fe其余其余其余其余其余利用上述焊絲的典型的焊接規(guī)范
a.焊絲直徑0.045英寸;
b.直流焊條正極性;
c.焊絲通電長(zhǎng)度3/4英寸;
d.焊絲填充為總焊絲重量的百分之14-17;
e.焊絲給進(jìn)速度大約為275英寸/分鐘。
按照本發(fā)明制取的焊絲A-E，以及在芯中利用鋁粉以便增加采用了一定量鎳的消耗焊絲的焊縫金屬的物理性能。
按照本發(fā)明的焊絲包括一定量的不同的合金化劑，例如鋁、鉻、錳、鎳、鎘、硅、鋯和鐵。其它的合金化劑也可以用在渣系統(tǒng)中。不同類型的合金化劑僅僅限于它們鋁粉相比與氧或氮有較低的親合力。鋁粉在渣系統(tǒng)中設(shè)計(jì)成一種主要的脫氧劑和脫氮?jiǎng)员愕玫较Ｍ暮辖鸾饘俪恋碓诤缚p金屬中，而同時(shí)減少焊接時(shí)產(chǎn)生的煙塵。合金化劑，例如錳或錳合金，它們與鋁粉相比具有與氧或氮更大的親合力，利用鋁粉反應(yīng)的不利的作用和干擾發(fā)生在反應(yīng)區(qū)70。與鋁相比，錳、錳合金和/或?qū)ρ趸虻哂休^高親合力的其它合金化劑的有害作用在焊接和/或較差的焊道質(zhì)量時(shí)造成煙塵和飛濺增加。
本發(fā)明說(shuō)明了優(yōu)選的實(shí)施例及其變型?？梢哉J(rèn)為，討論的對(duì)本實(shí)施例的許多改進(jìn)和變形對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，所有這樣的改進(jìn)和變型都屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于熔敷焊道金屬的氣體保護(hù)的藥芯焊絲，該焊絲具有由鐵管環(huán)繞的填料芯，該填料具有合金化劑和氧化物造渣成份，以及包括填料重量40-60%的二氧化鈦和1.0-5.0%的鋁粉，具有與該合金化劑相比對(duì)氧有較高親合力的鋁粉和該氧化物造渣成份，以及鋁粉量選擇成在焊縫金屬產(chǎn)生0.02-0.08%的鈦和小于0.10%的鋁。
2.按照權(quán)利要求1所述的藥芯焊絲，其特征在于，該填料含有該填料重量的0.3-0.5%的氧化硼，該焊縫金屬含有重量至少為0.002%的硼。
3.按照權(quán)利要求2所述的藥芯焊絲，其特征在于，在焊縫金屬中的鈦與硼的比為9-11∶1。
4.按照權(quán)利要求3所述的藥芯焊絲，其特征在于，該鈦與硼的比大約10∶1。
5.按照權(quán)利要求3所述的藥芯焊絲，其特征在于，該二氧化鈦是該填料重量的50-60%。
6.按照權(quán)利要求2所述的藥芯焊絲，其特征在于，該二氧化鈦是該填料重量的50-60%。
7.按照權(quán)利要求1所述的藥芯焊絲，其特征在于，該二氧化鈦是該填料重量的50-60%。
8.按照權(quán)利要求3所述的藥芯焊絲，其特征在于，該填料包括其量為填料重量2.0-4.5%的二氧化硅。
9.按照權(quán)利要求2所述的藥芯焊絲，其特征在于，該填料包括其量為填料重量2.0-4.5%的二氧化硅。
10.按照權(quán)利要求1所述的藥芯焊絲，其特征在于，該填料包括其量為填料重量2.0-4.5%的二氧化硅。
11.按照權(quán)利要求8所述的藥芯焊絲，其特征在于，該填料包括其量至少為填料重量的大約10%的錳。
12.按照權(quán)利要求11所述的藥芯焊絲，其特征在于，該錳合金化劑其量為填料重量的10-50%。
13.按照權(quán)利要求2所述的藥芯焊絲，其特征在于，包括其量為填料重量的至少大約10%的錳合金化劑。
14.按照權(quán)利要求13所述的藥芯焊絲，其特征在于，該錳合金化劑其量為填料重量的10-15%。
15.按照權(quán)利要求1所述的藥芯焊絲，其特征在于，包括其量為該填料重量的至少大約10%的錳合金化劑。
16.按照權(quán)利要求15所述的藥芯焊絲，其特征在于，錳合金化劑為填料重量的10-15%。
17.按照權(quán)利要求11所述的藥焊絲，其特征在于，包括鎳做為一種合金化劑。
18.按照權(quán)利要求17所述的藥芯焊絲，其特征在于，該鎳其量為該填料重量的8-10%。
19.按照權(quán)利要求2所述的藥芯焊絲，其特征在于，包括鎳做為一種合金化劑。
20.按照權(quán)利要求19所述的藥芯焊絲，其特征在于，該鎳其量為填料重量的8-11%。
21.按照權(quán)利要求1所述的藥芯焊絲，其特征在于，包括鎳做為一種合金化劑。
22.按照權(quán)利要求17所述的藥芯焊絲，其特征在于，該鎳其量為填料重量的8-10%。
23.一種用于熔敷焊道金屬的氣體保護(hù)的藥芯焊絲，該焊絲具有由鐵管環(huán)繞的焊絲芯，該填料具有合金化劑和氧化物造渣成份，以及包括填料重量0.3-0.5%的氧化硼和1.0-5.0%的鋁粉，具有與該合金化劑相比與氧有較高親合力的鋁粉和該氧化物造渣成份，以及鋁粉量選擇成在焊縫金屬中產(chǎn)生至少為0.002%的硼和小于0.10%的鋁。
24.按照權(quán)利要求23所述的藥芯焊絲，其特征在于，該造渣氧化物包括二氧化鈦。
25.按照權(quán)利要求24扔述的藥芯焊絲，其特征在于，該二氧化鈦其量為填料重量的40-60%。
26.一種熔敷焊道金屬的氣體保護(hù)的藥芯焊絲的方法，該方法包括利用填料芯環(huán)繞鐵管的步驟，該填料包括其量為填料重量40-60%的二氧化鈦和1.0-5.0%的鋁粉，該鋁粉量用于在焊縫金屬中生成0.02-0.08%的鈦和小于0.10%的鋁。
27.一種熔敷焊道金屬的氣體保護(hù)的藥芯焊接方法，該方法包括利用由鐵管環(huán)繞填料芯的步驟，該填料包括其量為填料重量0.3-0.5%的氧化硼和1.0-5.0%鋁粉，鋁粉量選擇成在焊縫金屬中產(chǎn)生至少0.002%的硼和小于0.10%的鋁。
28.一種熔敷焊道金屬的氣體保護(hù)的藥芯焊絲的方法，該方法包括利用電鐵管環(huán)繞填料芯的步驟，該填料包括其量為填料重量1.0-5.0%的鋁粉，以及鋁粉量選擇成在焊縫金屬中產(chǎn)生小于0.10%的鋁。
29.一種用于熔敷焊道金屬的氣體保護(hù)的藥芯焊絲，該焊絲具有由鐵管環(huán)繞的填料芯，該填料具有合金化劑和氧化物造渣成份，以及包括其量為填料重量1.0-5.0%的鋁粉，該名粉具有比該合金化劑與有較高的親合力和該氧化物造渣劑成份，以及鋁粉量選擇成在焊縫金屬中產(chǎn)生小于0.10%的鋁。
30.一種用于熔敷焊道金屬的氣體保護(hù)的藥芯焊絲，該焊絲具有由鐵管環(huán)繞的填料芯，該填料具有合金化劑造渣劑成份，以及包括其量為該焊絲重量0.1-0.5%的鋁粉，以及該鋁粉量選擇成在焊縫金屬中產(chǎn)生小于0.10%的鋁。
31.一種用于熔敷焊道金屬的氣體保護(hù)電弧焊方法，該方法包括提供具有填料芯的鐵管的焊絲，該填料芯包括氧化物和其量為填料重量1.0-5.0%的鋁粉;在該焊縫金屬與該焊絲之間產(chǎn)生一個(gè)用于位于該焊絲與該焊道金屬之間的反應(yīng)區(qū)之后的熔化該鐵管的電弧，以及使該氧化鋁粉引入到該反應(yīng)區(qū)，以便在該反應(yīng)區(qū)還原金屬氧化物，具有該鋁的一部分進(jìn)入該熔敷金屬，以便形成小于該焊道金屬的鋁重量的0.10%的鋁合金。
32.按照權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，該在焊道金屬中合金化的鋁其量小于該焊道金屬重量的0.03%。
33.按照權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，在焊道金屬中合金化的鋁其量為焊道金屬重量的0.01-0.05%。
34.一種用于熔敷焊道金屬的保護(hù)氣體的藥芯焊絲，該焊絲具有由鐵管環(huán)繞的填料芯，該填料芯具有合金化劑和氧化物造渣成份，以及包括其量為填料重量0.3-0.5%的氧化硼和1.0-5.0%的鋁粉，鋁粉量選擇成產(chǎn)生的硼小于0.002%并且造成小于該焊縫金屬的0.10%的鋁。
35.按照權(quán)利要求34的藥芯焊絲，包括二氧化鈦?zhàn)鰹橐环N造渣劑成份。
36.按照權(quán)利要求35的藥芯焊絲，包括40-65%的二氧化鈦。
全文摘要
一種用于熔敷焊道金屬的氣體保護(hù)的藥芯焊絲具有由鐵管環(huán)繞的填料芯，該填料具有合金化劑和氧化物造渣成分，該造渣成分包括其量為填料重量40—60％的二氧化鈦，0.3—0.5％的氧化硼，以及鋁粉，該鋁粉與氧化物造渣成分相比與氧有較高的親合力，以及鋁粉量選擇成在焊縫金屬中產(chǎn)生0.02—0.08％的鈦、小于0.002％的硼和小于0.10％的鋁。
文檔編號(hào)B23K35/30GK1090804SQ9311453
公開(kāi)日1994年8月17日 申請(qǐng)日期1993年11月16日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月16日
發(fā)明者丹尼斯D·克羅克特, 羅納德J·戈迪師, 卡爾J·庫(kù)利克斯凱, 羅伯特P·芒茲 申請(qǐng)人:林肯電學(xué)公司