[發明專利]添加鋁酸鋰以改進自保護焊條的性能

無效

• 申請號: 200980141252.3
• 申請日: 2009-10-21
• 公開（公告）號: CN102186626A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: J·M·基根
• 申請（專利權）人: 林肯環球股份有限公司
• 主分類號: B23K35/02
• 分類號: B23K35/02;B23K35/30;B23K35/36;B23K35/362
• 代理公司: 北京嘉和天工知識產權代理事務所 11269
• 代理人: 甘玲

發明背景

1、發明領域

本發明涉及根據權利要求1的前序部分的焊接焊條。更一般地，符合本發明的設備、系統以及方法涉及改進自保護焊條的焊接性能的方法以及設備。

2、相關領域的描述

自從自保護焊條引入到焊接以來，自保護焊條的使用迅速增長。自保護焊條被用在不同焊接操作的許多類型中，諸如保護金屬電弧焊(“SMAW”)以及焊劑芯電弧焊(“FCAW”)。這些焊接方法的許多優點已為人們所熟知，本文將不重復。在這些焊接方法的每一種方法中，焊條產生它自己的保護氣，經由焊劑，來除去來自熔融的焊接熔池區域的氧和氮并“殺滅”焊池。保護氣由包括在焊接焊劑中的在焊接期間分解的化合物產生。釋放的氣體降低在焊接電弧環境中氮和氧的分壓，使得來自焊接熔池的氮和氧的吸收作用被降低。

除去來自熔融的焊接熔池的氧和氮以及“殺滅”焊池的需要及其原因，也為人們所熟知。

為了實現從焊接金屬除去氧和氮，典型的自保護焊條在焊劑或金屬電極或兩者中包括一定量的鋁。鋁的存在有助于阻止氮和氧進入焊接金屬，以及“殺滅”焊接熔池。具體地，添加的鋁通過與氮和氧反應來生成氮化鋁和氧化鋁幫助從焊接熔池取走氮和氧。然后，大多數的氮化鋁以及氧化鋁浮出焊接熔池，同時一些氮化鋁和氧化鋁保留在焊接金屬中。然而，鋁的使用不是沒有它的缺陷的。

具體地，參見圖1，在焊接金屬中鋁的存在有閉合鐵碳相圖中γ區(gamma?loop)的傾向。由于這種傾向，鋁的存在趨向限制從δ到γ到α相的相變。這種限制的結果是在焊接金屬結構中大的未精煉顆粒的生成。在焊接金屬結構中大的未精煉顆粒結構的存在導致有不良的延展性的焊縫，也即，焊縫是脆性的。在許多應用中，脆性的焊縫是不合乎期望的。

由于在焊條中高鐵酸鋁的使用，這些來自鋁的缺陷能夠被增進。高鐵酸鋰常被用于自保護焊條，因為鋰解離成鋰氣體，鋰氣體有助于稀釋來自焊縫周圍空氣的氮。然而，因為強熱和能量(這樣的強熱和能量對于焊接來說是典型的)，高鐵酸鋰可能與來自焊條的鋁反應，在其中，這種反應作為鋁熱反應是已知的。因為這個反應，向焊條添加額外的鋁常常是必需的。然而，鋁熱反應常常達到不同的完成程度。因為這種不同的完成程度，任何未被反應的過量的鋁，常常在同一個焊縫中，將以不同的濃度來到焊縫金屬中。這對于上面提到的理由而言是不利的。

因此，阻止氮和氧進入焊縫金屬并且不閉合或者不顯著地干擾在焊縫金屬中的相變的焊條組成是需要的。

因此，本發明的一個目的是提供改進的根據權利要求1的前序部分的焊條。

發明的簡要說明

這個目的通過權利要求1的焊接焊條被解決。

根據本發明的實施方案一種焊接焊條，包括金屬電極部分和焊劑部分，所述焊劑部分與金屬電極部分相鄰。金屬電極部分和焊劑部分中的至少一個包括鋁酸鋰。

附圖的簡要說明

本發明的以上和/或其他方面以及實施方案是可以從下列描述、權利要求書以及附圖推知的，而且通過參照附圖在本發明的示例性實施方案中的描述，將會更明顯的，附圖中：

圖1示出鐵碳相圖的示意圖；并且

圖2A以及2B示出根據本發明實施方案的焊條的橫斷面的示意圖。

示例性實施方案的詳細描述

現在參考附圖，本發明的示例性實施方案將被詳細描述如下。描述的示例性實施方案旨在協助理解本發明，而不是意圖以任何方式限制本發明的范圍。全文中類似的參考數字是指類似的要素。

圖1繪示了顯示鋼的熱力學上有區別的γ、δ以及α相的每一個平衡相的鐵碳相圖。因為所屬領域的技術人員理解在鐵碳相圖中所提出的信息，在本文中詳細討論將被省略。圖1是僅被提供作為參考以有助于進一步理解本發明的下列討論。

現在講圖2A以及2B，這兩幅圖繪示自保護焊接焊條100/200的橫斷面。在圖2A中，焊條100是焊劑芯焊條，在該焊條100中，焊劑芯101被金屬電極部分103包圍。圖2B繪示了常常被稱為“手工焊焊條(stick?electrode)”的自保護焊條200，在該自保護焊條200中，金屬芯電極部分203被焊劑201的敷層包圍。在每一種配置中，焊劑101/201用來在焊接操作期間產生保護氣體，除其他事務之外，從焊縫金屬中除去氧和氮。通過保護焊接熔池免受空氣侵害，這種從焊縫金屬中除去氧和氮被達成。應注意的是焊條的總物理尺寸，諸如直徑等，是與已知焊條的總物理尺寸類似的，并且本發明不限于此。