提供一种复合激光(100)弧焊焊条(111)，所述焊条是实心焊条或者金属芯焊条。所述焊条(111)至少含有碳、锰、硅、硫和磷。所述焊条(111)具有以所述焊条(111)重量百分比计不超过0.02％的碳，在0.6％到1.2％范围内的锰，在0.3％到0.6％范围内的硅，不超过0.01％的硫，以及不超过0.01％的磷。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于GMAW复合激光弧焊的焊条专利技术背景本专利技术涉及根据权利要求1的焊条，根据权利要求3的制备焊条的方法以及根据权利要求14的焊接方法。符合本专利技术的设备，系统以及方法涉及用于GMAW复合激光弧焊的焊条。近来，在复合激光弧焊方面已经有所进展，在复合激光弧焊中，使用激光和气体保护金属极弧焊(GMAW)方法的结合焊接工件。在这样的焊接的一个实施例中，激光被用来创建，或至少初始化，熔化的熔池，并且GMAW过程跟随在激光之后来沉积填充材料-焊条-到熔池中。因为GMAW过程典型地依照众所周知的GMAW工艺完成，所以采用符合美国焊接协会(AWS)标准的实心焊条，例如A5.18ER70S-3。然而，当在复合激光弧焊过程中焊接时，标准AWS焊条的使用可能导致固化裂纹的产生和增加的焊缝硬度，这可能使焊缝的完整性和质量降级。
技术实现思路
为了解决焊缝(weed)的完整性和质量降级的问题，提出根据权利要求1的焊条，根据权利要求3的制备焊条的方法以及根据权利要求14的焊接方法。本专利技术的进一步实施方案可以从从属权利要求(subclaims)中取得。本专利技术的示例性的实施方案是用于复合激光弧焊的焊条，以及制备和使用所述焊条的方法，所述焊条具有以所述焊条重量百分比计不超过0.02 %的碳，在0.6 %到1.2 %范围内的锰，在0.3 %到0.6 %范围内的娃，不超过0.01 %的硫，以及不超过0.01 %的磷。根据所述焊接方法，所述焊条由芯和围绕所述芯的外套构成可能是适宜的。附图简要说明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:图1图不说明代表性的GMAW复合激光弧焊系统的图不表征；以及图2图示说明根据本专利技术示例性实施方案的金属芯焊条的横截面的图示表征。_9] 示例性实施方案的具体描述现在将在下面通过参照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，而不意图以任何方式限定本专利技术的范围。相似的参考编号在通篇中意指相似的要素。图1描绘了 GMAW复合激光弧焊系统100的基本表征。系统100包括激光设备103，所述激光设备103向工件W发射光束101，使所述工件开始熔化。所述激光设备103与激光电源105耦合。焊条111经由焊丝送进设备(未示出)和导电嘴113被传送到焊缝。GMAW电源115向所述焊条111提供焊接波形以致于可以使用GMAW或者相似的焊接过程将焊条沉积到焊缝。因为GMAW焊接和GMAW复合激光弧焊是众所周知的，焊接过程和各自组件的操作和结构的细节本文将不具体讨论。尽管以下的讨论参照GMAW焊接，本专利技术的各方面不限于用在GMAW焊接中，而是也可以用在具有相似问题的相似的焊接操作中。如上所述，在典型的复合激光弧焊操作中，利用标准AWS A5.18ER70S-3/-6实心焊条。已经发现由于这样的标准焊条的化学组成的各方面，在GMAW复合激光弧焊中这样的标准焊条的使用会导致裂缝和过度的焊缝硬度。AWS A5.18焊条分类要求顺应性焊条(compliant electrodes)在焊丝的组成中具有特定量的某些元素。具体地，AWS A5.18ER70S-3要求如下(以焊条重量的百分比计):碳(C)= 0.06% 到 0.15%锰(Mn)= 0.9%到 1.40%硅(Si)= 0.45%到 0.75%硫⑶=不超过0.035%磷(P)=不超过0.025%为了典型GMAW焊接(以及相似的焊接操作)的目的，使用具有这样的组成的实心焊条导致可接受的焊缝。然而，当这样的焊条被用在GMAW复合激光弧焊时，碳、锰和硅的存在增加焊缝金属的凝固范围。同样地，熔池的固化在一个宽的温度范围上发生。这引起最后的液体在焊缝的枝晶间区域凝固以具有这些合金元素(C，Si和Mn)的增加的浓度。该浓度引起此区域的固化温度变得甚至更低。从而，当这在具有高压力的焊接点的区域发生时——例如在具有高的深宽比的焊接点中可能经历——其可能导致焊缝中的裂缝。这可以被称作固化裂缝。此外，由这样的焊条产生的焊缝的冷却速率可能会足够高以引起固化的焊缝具有高硬度微观结构。这可能导致整体焊缝具有高硬度，取决于工件的应用这可能是不利的。本专利技术的实施方案通过使用具有超出AWS A5.18分类范围以外的特定组成的焊条克服或者消除上述问题，所述实施方案可以用于GMAW复合激光弧焊。具体地，根据本专利技术的焊条的示例性的实施方案具有如下组分，以焊条的重量百分比计:碳(C)=不超过0.02%锰(Mn)= 0.6%到 1.2%硅(Si)= 0.3%到 0.6%硫⑶=不超过0.01%磷(P)=不超过0.01%在进一步的示例性实施方案中，碳的水平在0.005%到0.015%范围内。在另一个示例性实施方案中，所述锰在0.6 %到0.9 %范围内并且所述硅在0.3 %到0.45 %范围内。在进一步的示例性实施方案中，硫和磷的量分别在0.002%与0.007%范围内。从而，焊条的另一个实施方案可以具有如下百分比的上述组分:碳(C)= 0.005% 到 0.015%锰(Mn)= 0.6%到 0.90%硅(Si)= 0.3%到 0.45%[0031 ]硫(S)=不超过 0.002 % 到 0.007 %磷(P)=不超过0.002% 到 0.007%当然，上述认定的百分比的各种组合可以被利用以针对给定的焊接操作优化焊条性能。例如，碳的水平可以在0.005%到0.015 %范围内，同时锰在0.6%到1.2 %范围内。也可以做相似的示例性组合。然而，为保证质量和可接受的焊缝，应该选择成比例的百分t匕。例如，应该选择组分，以使固化裂缝，焊缝硬度和孔隙率最小化。在具有上述组成百分比的本专利技术的各种示例性实施方案中，当被采用在GMAW复合激光弧焊时，在焊缝固化期间焊缝金属的性能比使用AWS焊条有所改善。通过使用这样的低水平的上述组分，熔池的凝固范围减小了。此外，尽管上述组分的水平降低了，但是它们足以保证几乎没有归因于氧气试图从焊缝逸散的孔隙产生。如果一些组分的水平降低太多，例如Si和Mn，氧气气泡可能在熔池中被创建，由于氧气气泡试图从熔池逸散，而导致孔隙。此外，上述具体组成防止硫化铁的液膜形成，所述液膜也可以导致焊缝中的裂缝。图2描绘了本专利技术的示例性实施方案。所示的焊条111是金属芯焊条，所述金属芯焊条具有外套201和芯203。外套201可以由任何已知的或常规的方式制做和形成，并且可以具有典型地用于金属芯焊条制造的组成。在一些示例性实施方案中，所有上述认定的组分在芯203中都被找到，所述芯203是粉末或者颗粒的形式。也就是，所述碳、锰、硅、硫和磷中的每个都位于芯203中。其他实施方案具有上述在焊条的套201中被认定的组分中的至少一些。例如，在示例性实施方案中，碳、锰、硅、硫和磷中的至少一个在焊条的套201中。在再另一个示例性实施方案中，套201和芯203的每个具有相当量的至少上述被认定组分中的一些。例如，在本专利技术的示例性实施方案中，套201可以含有至少25%的所述组分。也就是，套201可以含有至少25%的碳、锰、硅、硫和磷中的任何一个或者全部。套201代表焊条111的重量的大部分。在示例性实施方案中，芯203代表焊条总重量的5%到35%的重量。在其本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于复合激光弧焊(100)的焊条(111)，所述焊条(111)包括：焊条主体；其中所述焊条主体包括碳、锰、硅、硫和磷，以至于以所述焊条主体的重量百分比计存在：不超过0.02％的碳，在0.6％到1.2％范围内的锰，在0.3％到0.6％范围内的硅，不超过0.01％的硫，以及不超过0.01％的磷。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.29 US 13/249,1391.一种用于复合激光弧焊(100)的焊条(111)，所述焊条(111)包括: 焊条主体； 其中所述焊条主体包括碳、锰、硅、硫和磷，以至于以所述焊条主体的重量百分比计存在: 不超过0.02%的碳， 在0.6%到1.2%范围内的锰， 在0.3%到0.6%范围内的硅， 不超过0.01%的硫，以及 不超过0.01%的磷。2.如权利要求1所述的焊条(111)，其中所述焊条主体由芯(203)和围绕所述芯(203)的外套(201)构成。3.—种制造焊条的方法，所述方法包括: 形成焊条主体，所述焊条主体至少具有碳、锰、硅、硫和磷，以至于以所述焊条主体的重量百分比计存在: 不超过0.02%的碳， 在0.6%到1.2%范围内的锰， 在0.3%到0.6%范围内的硅， 不超过0.01%的硫，以及 不超过0.01%的磷。4.如权利要求1至3中的任一项所述的方法或焊条(111)，其中所述碳在所述焊条主体重量的0.005%到0.015%的范围内。5.如权利要求1至4中的任一项所述的方法或焊条(111)，其中所述锰在所述焊条主体重量的0.6%到0.9%的范围内。6.如权利要求1至5中的任一项所述的方法或焊条(111)，其中所述硅在所述焊条主体重量的0.3%到0.45%的范围内。7.如权利要求1至6中的任一项所述的方法或焊条(111)，其中所述硫在所述焊条主体重量的0.002%到0.007%的范围内。8.如权利要求1至7中的任一项所述的方法或焊条(111)，其中所述磷在所述焊条主体重量...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·昆塔纳，V·B·拉简，
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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