[發明專利]根部焊道焊接方案

有效

• 申請號: 201380039397.9
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN104768701B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 理查德·馬丁·哈奇森;馬里奧·安東尼·阿馬塔;邁克爾·斯科特·伯特侖;肖志剛
• 申請（專利權）人: 伊利諾斯工具制品有限公司
• 主分類號: B23K35/36
• 分類號: B23K35/36;B23K35/368;B23K35/02;B23K9/028;B23K9/09
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所31259
• 代理人: 脫穎

相關申請的參見引用

本申請要求2012年7月30日提交的標題為“根部焊道焊接解決方案”的美國臨時申請序列號61/677,143的優先權和權益，為了所有目的該申請的全部內容以參見的方式并入本文。

背景技術

本系統和方法總體上涉及焊接系統領域，并且更具體地涉及具有自保護電極的藥芯焊絲電弧焊系統(FCAW-S)。

焊接是在各種行業的多種應用中已變得普遍存在的工藝。例如，焊接經常被用于諸如造船、海上平臺、建筑、軋管機等應用中、弧焊系統通常將電流施加到電極以在電極和工件之間形成弧，從而在工件上形成焊接沉積物。一般來說，電極可以是推進焊接系統到達工件的連續的焊絲。進一步地，焊絲的化學組分和成分的物理狀態可顯著地影響焊縫質量。

例如，在藥芯焊絲電弧焊(FCAW)過程中，隨著電極和工件被電弧加熱，電極的一部分和工件的一部分可熔化并混合以形成焊接沉積物。對于某些焊接應用，工件被焊接在一起的部分可被設置為間隔開。通過具體范例，在管道的根部焊道焊接過程中，根部焊道焊縫可橫穿根部開口與管道的一部分熔融在一起；然而，焊根間隙增加了焊接工藝的復雜性。例如，在根部焊道焊接過程中，可使用襯墊以在焊接過程中支撐在根部開口中的熔融材料，該熔融材料可增加與各焊接操作相關的成本和時間。此外，在根部焊道焊接過程中，可使用保護氣體替換圍繞熔融的焊接沉積物的環境以改善焊接沉積物的特性(如限制孔隙度和脆性)。然而，使用保護氣體增加了焊接系統的重量、復雜性和成本。

發明內容

在一個實施例中，管狀焊絲包括芯體和圍繞芯體設置的護套。進一步地，管狀焊絲包括重量大于約2.4％的玻璃狀熔渣促進劑。

在另一個實施例中，一種焊接電極的制造方法，包括：提供顆粒狀芯體，其中提供顆粒狀芯體包括將第一團聚物和第二團聚物與玻璃狀熔渣促進劑混合。該方法進一步包括將顆粒狀芯體設置在金屬護套內以形成焊接電極，其中焊接電極包括重量大于約2.4％的玻璃狀熔渣促進劑。

在另一個實施例中，一種焊接方法，包括：將焊絲饋送到焊接設備內，以及在短路傳輸模式下在工件上形成至少部分焊絲的焊接沉積物。該方法進一步包括在多個階段將電流供給到焊接設備。該多個階段包括球狀階段，該球狀階段配置為通過將電流增加到第一電流電平，以在焊絲末端處形成熔融球并將焊池推至工件中。

附圖說明

本發明的這些和其他特征、方面和優點將在參照附圖閱讀以下詳細描述時變得更好理解，全部附圖中相同標記代表相同部件，其中：

圖1是根據本公開的各方面的具有控制電路和送絲器的焊接系統的框圖；

圖2是根據本公開的各實施例的管狀焊絲的橫截面視圖；

圖3是根據本公開的各方面的管接頭的實施例的示意圖；

圖4是根據本公開的各方面的V形-凹槽接合處的實施例的示意圖；

圖5是根據本公開的各方面的J形-凹槽接合處的實施例示意圖；

圖6是根據本公開的各方面的短路焊接自保護管狀焊絲的實施例的流程圖；以及

圖7是根據本公開的各方面的短路焊接循環的圖表。

具體實施方式

要介紹，在說明書中可以不描述實際實施方式的所有特征。應當意識到在開發任何這樣的實際實施方式時，例如在任何的工程或設計項目中，都必須做出大量的實施方式專用決策，以實現開發者的特定目標，例如符合與系統相關和業務相關的約束條件，而這些特定目標在不同的實施方式中可能有所不同。而且，應該意識到盡管這樣的開發工作可能是復雜且耗時的，但對受益于本公開的本領域普通技術人員來說這仍然是一種從事設計、制造和加工的常規手段。

如前所述，在根部焊道焊接過程中，根部開口使得焊接工藝復雜化。例如，在典型的根部焊道焊接過程中，可使用襯墊以在焊接操作期間支撐在根部開口中的熔融材料，并且可使用保護氣體替換圍繞熔融的焊接沉積物的周圍環境。然而，如上所述，襯墊和/或保護氣體的使用增加了焊接系統和焊接操作的復雜性、重量和成本。