[發明專利]用于焊接帶有軋制氧化皮的工件的系統和方法

在審

• 申請號: 202011144187.4
• 申請日: 2015-10-13
• 公開（公告）號: CN112317927A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 史蒂文·愛德華·巴霍斯特;達里爾·L·鄧肯;約瑟夫·C·邦迪;肖志剛
• 申請（專利權）人: 霍伯特兄弟有限責任公司
• 主分類號: B23K9/173
• 分類號: B23K9/173;B23K9/32;B23K35/02;B23K35/30;B23K35/36;B23K35/368;B23K35/40
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所 31259
• 代理人: 脫穎

本發明概括地涉及氣體保護金屬極電弧焊接(GMAW)，更具體地涉及帶有軋制氧化皮的鋼工件的金屬芯電弧焊接(MCAW)。公開了一種金屬芯焊絲，該金屬芯焊絲包括鞘和芯，能夠在沒有預先去除軋制氧化皮的情況下焊接帶有軋制氧化皮的工件。金屬芯焊絲具有按金屬芯焊絲的重量計占約0.04％至約0.18％的硫源，并且具有按金屬芯焊絲的重量計占約0.09％至約0.54％的纖維素源。

本申請是申請日為2015年10月13日、國際申請號為PCT/US2015/055184、國家申請號為201580055524.3、發明名稱為“用于焊接帶有軋制氧化皮的工件的系統和方法”的發明專利申請的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2014年10月17日提交的題為“用于焊接帶有軋制氧化皮的工件的系統和方法(SYSTEMS AND METHODS FOR WELDING MILL SCALED WORKPIECES)”的美國臨時申請序列號為62/065,371的優先權和權益，出于所有目的其全部內容通過引用并入本文中。

技術領域

本發明概括地涉及氣體保護金屬極電弧焊接(GMAW)，更具體地涉及帶有軋制氧化皮的鋼工件的金屬芯電弧焊接(Metal-cored Arc Welding(MCAW))。

背景技術

電弧焊接通常用于諸如造船、海上平臺、建筑、重型設備、軋管機等多種應用中。某些電弧焊接工藝(例如，氣體保護金屬極電弧焊接(GMAW)和金屬芯電弧焊接(MCAW))使用焊絲，焊絲通常為焊縫熔敷提供填充金屬的供給，并且在電弧焊過程中提供電流通路。管狀焊絲例如包括圍繞顆粒狀芯的金屬鞘。具體地，金屬芯焊絲是一種類型的管狀焊絲，其通常形成基本上無渣的焊縫熔敷，與其他類型的管狀焊絲(例如藥芯管狀焊絲)相比，金屬芯焊絲減少了焊后加工工序。

結構和重型設備應用中常見的一種類型的鋼工件是熱軋鋼。由于熱軋鋼通常在含氧氣氛中冷卻，所以它形成混合的鐵氧化物覆蓋層，通常被稱為軋制氧化皮。這種軋制氧化皮覆蓋物提供了阻擋層，同時它保持完整無缺，保護下面的鋼免于進一步氧化。在GMCW或MCAW工藝中使用之前，通常將帶有軋制氧化皮的鋼工件通過酸洗或噴砂去除軋制氧化皮覆蓋物，而這大大增加了焊接過程的時間和成本。

發明內容

在一個實施例中，一種金屬芯焊絲包括鞘和芯，并且能夠在沒有預先除軋制氧化皮的情況下焊接帶有軋制氧化皮的工件。金屬芯焊絲具有按金屬芯焊絲的重量計占約0.04％至約0.18％的硫源，并且具有按金屬芯焊絲的重量計占約0.09％至約0.54％的纖維素源。

在一個實施例中，一種焊接帶有軋制氧化皮的鋼工件的方法包括：將金屬芯焊絲向帶有軋制氧化皮的鋼工件推進，其中金屬芯焊絲包括鞘和芯，并且其中金屬芯焊絲包括硫源和纖維素源。該方法包括在帶有軋制氧化皮的鋼工件的表面附近提供保護氣體流，以及對金屬芯焊絲通電以在金屬芯焊絲與帶有軋制氧化皮的鋼工件之間產生電弧。該方法還包括在帶有軋制氧化皮的鋼工件上形成焊縫熔敷，而不形成大量熔渣層。

在一個實施例中，一種制造金屬芯焊絲的方法包括：在金屬鞘內設置顆粒狀芯以形成金屬芯焊絲。金屬芯焊絲的芯包括：硫源，其按重量計占芯的約0.2％至約1％；以及纖維素源，其按重量計占芯的約1％至約3％。該方法還包括壓制圍繞芯的金屬鞘以形成所述金屬芯焊絲。

附圖說明

參考附圖閱讀以下具體實施方式時，將更好地理解本發明的這些和其他特征、方面和優點，整個附圖中相同的附圖標記表示相同的部件，其中：

圖1是根據本公開的實施例金屬芯電弧焊接(MCAW)系統的框圖；

圖2是根據本公開的實施例金屬芯焊絲的橫截面視圖；

圖3是根據本公開的實施例金屬芯焊絲可用于焊接帶有軋制氧化皮的工件的工藝；以及