用于焊接具有不同组分的工件的过渡件制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于焊接具有不同组分的工件的过渡件。示例性的过渡件减少和/或消除焊接具有不同组分的工件的负面影响。一种示例性的过渡件包括在第一工件的第一端上沉积第一焊接层。所述第一工件具有第一含量的金属元素，且所述第一焊接层具有第二含量的所述金属元素，所述第二含量高于所述第一含量。示例性的过渡件包括在所述第一焊接层与第二工件的第二端之间沉积第二焊接层以将所述第一工件耦合到所述第二工件。所述第二焊接层具有第三含量的所述金属元素，所述第三含量高于所述第二含量，且所述第二工件具有第四含量的所述金属元素，所述第四含量高于所述第一含量。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容总体上涉及焊接，并且具体而言，涉及用于焊接具有不同组分的工件的过渡件。
技术介绍
焊接是用于将两种或更多种材料接合在一起的制造工艺。几乎所有工业中(包括制造过程及过程控制工厂)都使用焊接。通常，焊接涉及将两个工件熔化在一起并添加填充材料以形成熔融材料池，该熔融材料冷却或干燥以形成接头。工件通常是金属或金属合金的组分，而填充材料通常为金属或金属合金。例如，存在许多不同类型的焊接，诸如，例如气体保护钨极电弧焊、气体金属电弧焊、药芯电弧焊、屏蔽金属电弧焊等。在将两种不同金属和/或金属合金熔化在一起时，可出现冶金学问题。例如，在焊接两个钢合金工件(例如，22级钢(例如，ASTMA387)及91级钢)时，针对不同钢中的铬含量或浓度，存在陡峭梯度。22级钢具有约2.25重量百分比(％)的铬含量，而91级钢具有约9.00重量％的铬含量。在焊后热处理期间和/或在相对高温区域中使用工件期间，在22级钢与91级钢之间会由于不同铬含量而发生碳扩散。碳扩散会在较低铬金属(即，22级钢)中导致强度和/或蠕变抗力降低。即使在使用具有介于22级钢及91级钢的铬含量之间的铬含量的填充材料，铬含量梯度仍会导致22级钢与91级钢之间的碳扩散。
技术实现思路
鉴于现有技术中将两种不同金属和/或金属合金熔化在一起时，可出现诸如发生碳扩散从而导致强度和/或蠕变抗力降低之类的冶金学问题，提供了用于焊接具有不同组分的工件的过渡件。根据本技术的一个方面,提供了一种示例性的过渡件，其包括在第一工件的第一端上沉积第一焊接层。所述第一工件具有第一含量的金属元素，且所述第一焊接层具有第二含量的所述金属元素，所述第二含量高于所述第一含量。所述示例性的过渡件包括在所述第一焊接层与第二工件的第二端之间沉积第二焊接层以将所述第一工件耦合到所述第二工件。所述第二焊接层具有第三含量的所述金属元素，所述第三含量高于所述第二含量，且所述第二工件具有第四含量的所述金属元素，所述第四含量高于所述第一含量。在一个示例中,所述第一焊接层包括被焊接到所述第一工件的所述第一端的第一填充材料，所述第一填充材料具有所述第二含量的所述金属元素。在一个示例中,所述第二焊接层包括被焊接在所述第一焊接层与所述第二焊接层的第二端之间的第二填充材料，所述第二填充材料具有所述第三含量的所述金属元素。在一个示例中,所述第一填充材料包括编织在一起的第一焊丝及第二焊丝，所述第一焊丝具有第五含量的所述金属元素且所述第二焊丝具有第六含量的所述金属元素，以在所述第一焊接层中实现所述第二含量的所述金属元素，所述第六含量不同于所述第五含量。在一个示例中,所述第二填充材料包括编织在一起的第三焊丝及第四焊丝，所述第三焊丝具有第七含量的所述金属元素且所述第四焊丝具有第八含量的所述金属元素，以在所述第二焊接层中实现所述第三含量的所述金属元素，所述第八含量不同于所述第七含量。在一个示例中，所述第二焊丝的所述第六含量与所述第三焊丝的所述第七含量是实质上相同的。在一个示例中，所述第一焊接层包括被送丝焊接到所述第一工件的所述第一端的第一丝状焊条及第二丝状焊条。在一个示例中，所述第一丝状焊条被以第一速率馈送且所述第二丝状焊条被以第二速率馈送，以形成所述第一焊接层，所述第一丝状焊条具有第五含量的所述金属元素，所述第五含量高于所述第一含量，且所述第二丝状焊条具有第六含量的所述金属元素，所述第六含量高于所述第五含量。在一个示例中，所述第二焊接层包括被送丝焊接以形成所述第二焊接层的所述第一丝状焊条及所述第二丝状焊条。在一个示例中，所述第二焊接层包括以低于第一速率的第三速率馈送的所述第一丝状焊条和/或以高于所述第二速率的第四速率馈送的所述第二丝状焊条。在一个示例中，第三层被沉积在所述第一焊接层上，所述第二焊接层将被沉积在所述第三焊接层与所述第二工件的所述第二端之间以将所述第一工件耦合到所述第二工件，所述第三焊接层具有第五含量的所述金属元素，所述第五含量高于所述第二含量且低于所述第三含量。在一个示例中，所述第四含量高于所述第三含量。在一个示例中，所述金属元素为铬。根据本技术的另一个方面，提供了一种焊接具有不同组分的工件的另一示例性的过渡件，其包括基底，所述基底将被焊接在具有第一含量的金属元素的第一工件与具有第二含量的金属元素的第二工件之间，以将所述第一工件耦合到所述第二工件。所述第二含量高于所述第一含量。所述基底具有与所述第一工件实质上相同的组分。所述基底包括第一端及与所述第一端相对的第二端。所述设备还包括设置或沉积在所述基底的所述第二端上的第一焊接层。所述第一焊接层具有第三含量的所述金属元素，所述第三含量高于所述第一含量且低于所述第二含量。所述基底的所述第一端将被焊接到所述第一工件，且所述基底的所述第二端将通过在所述第一焊接层与所述第二工件之间沉积具有第四含量的所述金属元素的第二焊接层而焊接到所述第二工件。所述第四含量高于所述第三含量。在一个示例中，所述基底包括管。在一个示例中，所述第一焊接层形成所述基底的所述第二端上的第一斜面。在一个示例中，所述第二焊接层将被沉积在所述第一焊接层的所述第一斜面与所述第二工件上的第二斜面之间。在一个示例中，还包括设置在所述基底的所述第二端与所述第一焊接层之间的焊接层，所述焊接层中的每一个焊接层的所述金属元素的含量都高于相邻焊接层的所述金属元素的含量。在一个示例中，所述金属元素为铬。根据本技术的又一个方面，提供了另一示例性的过渡件，其包括经由焊机熔化第一工件的第一端上的第一填充材料来形成的第一焊接层。所述第一工件具有第一含量的金属元素。所述示例性的过渡件还包括经由所述焊机熔化所述第一焊接层与第二工件的第二端之间的第二填充材料来形成的第二焊接层，以将所述第一工件耦合到所述第二工件。所述第二工件具有第二含量的所述金属元素，所述第二含量不同于所述第一含量。所述第一填充材料及所述第二填充材料的含量在所述第一含量与所述第二含量之间。在一个示例中，所述第一含量高于所述第二含量。在一个示例中，所述第一填充材料包括编织在一起的第一组焊丝，且所述第二填充材料包括编织在一起的第二组焊丝，所述第一组焊丝及所述第二组焊丝中的所述焊丝中的每一个包括三种类型焊丝中的一种。在一个示例中，所述第一焊接层还被配置为通过执行所述第一填充材料的多次过程来形成在所述第一工件的所述第一端上。在一个示例中，所述金属元素为铬。本技术与现有技术相比的有益效果在于，使得不同组分的工件之间的金属元素含量的梯度或改变更具渐进性，从而降低和/或消除不利焊接影响的可能性。附图说明图1是根据本公开内容的示例性方法的使用两个示例性焊接层焊接在一起的两个工件的透视横截面视图。图2是用于耦合第一工件和第二工件的示例性过渡件的透视横截面视图。图3是耦合在第一工件与第二工件之间的图2的示例性过渡件的透视横截面视图。图4是将被焊接在一起的被实施为第一管(pipe)的第一工件及实施为第二管的第二工件的壁的横截面视图。以第一斜面形式的多个示例性焊接层设置在第一工件的一端上。图5是焊接在一起的图4的第一工件及第二工件的横截面视图。图6示出可用于形成图1-5的示例性焊接层中的任一个示例性焊接层的示例性填充材料。图7示出可用于形成图1-5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于焊接具有不同组分的工件的过渡件，其特征在于，所述过渡件包括：第一焊接层，所述第一焊接层被沉积在第一工件的第一端上，所述第一工件具有第一含量的金属元素，所述第一焊接层具有第二含量的所述金属元素，所述第二含量高于所述第一含量；以及第二焊接层，所述第二焊接层被沉积在所述第一焊接层与第二工件的第二端之间,以将所述第一工件耦合到所述第二工件，所述第二焊接层具有第三含量的所述金属元素，所述第三含量高于所述第二含量，所述第二工件具有第四含量的所述金属元素，所述第四含量高于所述第一含量。

【技术特征摘要】
2015.02.04 US 62/111,876;2015.10.28 US 14/925,6851.一种用于焊接具有不同组分的工件的过渡件，其特征在于，所述过渡件包括：第一焊接层，所述第一焊接层被沉积在第一工件的第一端上，所述第一工件具有第一含量的金属元素，所述第一焊接层具有第二含量的所述金属元素，所述第二含量高于所述第一含量；以及第二焊接层，所述第二焊接层被沉积在所述第一焊接层与第二工件的第二端之间,以将所述第一工件耦合到所述第二工件，所述第二焊接层具有第三含量的所述金属元素，所述第三含量高于所述第二含量，所述第二工件具有第四含量的所述金属元素，所述第四含量高于所述第一含量。2.根据权利要求1所述的过渡件，其特征在于，所述第一焊接层包括被焊接到所述第一工件的所述第一端的第一填充材料，所述第一填充材料具有所述第二含量的所述金属元素。3.根据权利要求2所述的过渡件，其特征在于，所述第二焊接层包括被焊接在所述第一焊接层与所述第二焊接层的第二端之间的第二填充材料，所述第二填充材料具有所述第三含量的所述金属元素。4.根据权利要求3所述的过渡件，其特征在于，所述第一填充材料包括编织在一起的第一焊丝及第二焊丝，所述第一焊丝具有第五含量的所述金属元素且所述第二焊丝具有第六含量的所述金属元素，以在所述第一焊接层中实现所述第二含量的所述金属元素，所述第六含量不同于所述第五含量。5.根据权利要求4所述的过渡件，其特征在于，所述第二填充材料包括编织在一起的第三焊丝及第四焊丝，所述第三焊丝具有第七含量的所述金属元素且所述第四焊丝具有第八含量的所述金属元素，以在所述第二焊接层中实现所述第三含量的所述金属元素，所述第八含量不同于所述第七含量。6.根据权利要求5所述的过渡件，其特征在于，所述第二焊丝的所述第六含量与所述第三焊丝的所述第七含量是实质上相同的。7.根据权利要求1所述的过渡件，其特征在于，所述第一焊接层包括被送丝焊接到所述第一工件的所述第一端的第一丝状焊条及第二丝状焊条。8.根据权利要求7所述的过渡件，其特征在于，所述第一丝状焊条被以第一速率馈送且所述第二丝状焊条被以第二速率馈送，以形成所述第一焊接层，所述第一丝状焊条具有第五含量的所述金属元素，所述第五含量高于所述第一含量，且所述第二丝状焊条具有第六含量的所述金属元素，所述第六含量高于所述第五含量。9.根据权利要求8所述的过渡件，其特征在于，所述第二焊接层包括被送丝焊接以形成所述第二焊接层的所述第一丝状焊条及所述第二丝状焊条。10.根据权利要求9所述的过渡件，其特征在于，所述第二焊接层包括以低于第一速率的第三速率馈送的所述第一丝状焊条和/或以高于所述第二速率的第四速率馈送的所述第二丝状焊条。11.根据权利要求1所述的过渡件，其特征在于，所述过渡件还包括第三焊接层，所述第三焊接层被沉积在所述第一焊接层上，所述第二焊接层将被沉积在所述第三焊接层与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·R·布什，N·罗尔丹茨，
申请(专利权)人：费希尔控制产品国际有限公司，
类型：新型
国别省市：美国;US