本公开总体涉及焊接，以及更具体地，涉及用于覆锌工件的弧焊接(如气体金属弧焊接(GMAW)或药芯焊丝电弧焊(FCAW))的电极。在实施例中，用于焊接覆锌钢工件的焊接耗材包括锌(Zn)含量，所述锌(Zn)含量基于所述焊接耗材的重量在约0.01重量％和约4重量％之间。目前认识到，在用于焊接镀锌工件的焊丝中有意地包括Zn出乎意料地并且违反直觉地减轻由镀锌工件的Zn覆层造成的飞溅和多孔性问题。
【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求于2015年9月3日递交的题目为“用于焊接覆锌工件的焊丝的系统和方法(“SYSTEMSANDMETHODSFORWELDINGWIRESFORWELDINGZINC-COATEDWORKPIECES”)”的美国临时申请序列No.62/213,837的优先权和权益，为所有目的，所述美国临时申请通过引用以其全部被并如本文。
本公开总体涉及焊接，以及更具体地，涉及用于覆锌工件的弧焊接(如，气体金属弧焊接(GMAW)或药芯焊丝电弧焊(FCAW))的电极。
技术介绍
焊接是在各种行业中对于各种应用而言均已变得普遍存在的过程。例如，焊接经常被使用在如造船、海上平台、建设、轧管机等的应用中。某些焊接技术(例如，气体金属弧焊接(GMAW)、气体保护药芯焊丝电弧焊(FCAW-G)和气体保护钨极弧焊接(GTAW))通常采用保护气体(例如，氩气、二氧化碳或氧气)来在焊接过程期间在焊弧和焊池中以及周围提供特定的局部气氛，而其他技术(例如，药芯焊丝电弧焊(FCAW)、埋弧焊(SAW)和保护金属弧焊接(SMAW))则不这样。此外，某些类型的焊接可以使用焊丝形式的焊接电极。焊丝一般可以在焊接过程期间不仅为焊缝提供填充金属供给，而且还为电流提供路径。此外，某些类型的焊丝(例如，管状焊丝)可以包括一般可以改变焊接过程和/或所产生的焊缝的性能的一种或多种组分(例如，焊药、稳弧剂或其他添加剂)。附图说明当参考附图阅读以下具体实施方式时，本公开的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解，在所有附图中，同样的符号表示同样的部件，其中：图1是根据本公开的实施例的气体金属弧焊接(GMAW)系统的框图；以及图2是根据本公开的实施例的管状焊丝的横截面视图。具体实施方式下文将描述本公开的一个或多个具体实施例。为了提供对这些实施例的简明描述，说明书中可能不会描述实际实行方案的所有特征。应该领会到，在任何这样的实际实行方案的开发中，如在任何工程和设计项目中，必须做出许多实行方案特定的决策以实现开发者的特定目标(如，遵守系统相关的和商业相关的约束条件)，该目标可能随着实行方案的不同而不同。而且，应该领会到，虽然这样的开发工作可能是复杂并且耗时的，但是尽管如此，对于从本公开受益的本领域技术人员而言将会是常规的设计、制造和生产工作。当介绍本公开的各种实施例的元件时，冠词“一个(a)”、“一个(an)”和“所述(said)”旨在表示有一个或多个的所述元件。术语“包含(comprising)”、“包括(including)”和“具有(having)”旨在是包括性的并且表示除了所列出的元件之外可以有附加元件。应该领会到，在本文中使用时，术语“焊丝”可以指任何焊丝、焊条或其他焊接耗材，包括管状焊丝(例如，金属芯焊丝、药芯焊丝、中空焊丝)或实心焊丝。在本文中使用时，术语“镀锌(galvanized)”工件旨在指代任何形式的覆锌工件，包括但不被限制于，热浸镀锌工件、电镀工件、镀锌扩散处理工件，或者甚至覆有或涂有锌基底层涂料(primer)的工件。此外，在本文中使用时，“约(approximately)”一般可以指可在某些实施例中表示与实际值相比有小于0.01％、小于0.1％或小于1％的差异(例如，高于或低于)的近似值。即，“约”值可在某些实施例中精确到所述值的(例如，加或减)0.01％内、0.1％内或1％内。现在所公开的实施例包括用于焊接镀锌钢工件的焊丝。如下文所讨论的，当焊接镀锌钢时，所公开的焊丝的组成减少飞溅，同时维持可接受的孔隙度水平。如下文所讨论的，当使用常规焊丝焊接镀锌钢工件时，由镀锌工件的表面上的锌(Zn)保护层所导致的飞溅和多孔性两者都是常见问题。然而，所公开的焊丝的组成包括有意的Zn添加物，在焊接镀锌钢工件时，所述有意的Zn添加物违反直觉地减少飞溅并且维持可接受的孔隙度。即，根据本实施例，目前认识到，添加或增加焊丝的Zn含量出乎意料地减少实际上由工件的Zn含量造成的焊接问题。要清楚，本公开的效果与一般所认可的钢焊丝的生产惯例(其中Zn含量被认为会使飞溅和多孔性问题加剧并因此被主动避免)背道而驰。除了该Zn含量，所公开的焊丝的某些实施例包括其他组分，如有机稳定剂、稀土组分、碳组分和团聚的稳定剂组分，该其它组分协作以在覆锌工件上提供优良焊接。转到附图，图1图示根据本公开的利用焊丝来焊接镀锌工件的气体金属弧焊接(GMAW)系统10的实施例。应该领会到，尽管本讨论可能特别聚焦于图1中所图示的GMAW系统10，但是现在所公开的焊接电极可以有益于使用焊丝或焊条的其他弧焊接过程(例如，FCAW、FCAW-G、GTAW、SAW、SMAW或类似的弧焊接过程)。所图示的GMAW焊接系统10包括焊接电源12、焊丝馈送器14、气体供应系统16和焊炬18。焊接电源12一般向焊接系统10供应电力并且可以经由线缆束20被联接到焊丝馈送器14，并且使用具有夹具26的引出线缆24被联接到工件22。在所图示的实施例中，焊丝馈送器14经由线缆束28被联接到焊炬18，以便在焊接系统10的操作期间向焊炬18供应可消耗的焊丝和电力。在另一个实施例中，焊接电力单元12可以联接到焊炬18并且向所述焊炬18直接供应电力。焊接电源12一般可以包括电力转换电路，所述电力转换电路从交流电源30(例如，交流电网、发动机/发电机组，或其组合)接收输入电力，调节所述输入电力，并且经由线缆20提供直流或交流输出电力。因此，根据焊接系统10的需求，焊接电源12可以为焊丝馈送器14提供电力，所述焊丝馈送器14进而为焊炬18提供电力。终止于夹具26的引出线缆24将焊接电源12联接到镀锌工件22，以闭合焊接电源12、工件22和焊炬18之间的电路。焊接电源12可以包括电路元件(例如，变压器、整流器、开关等)，所述电路元件能够将交流输入电力转换为直流反接(DCEP)输出(例如，恒定电压(CV)或脉冲式)、直流正接(DCEN)输出、直流可变极性、脉冲直流或可变平衡(例如，平衡或不平衡的)交流输出，如由焊接系统10的需求所指示的那样。应该领会到，现在所公开的焊丝可能能够针对许多不同的电源配置对焊接过程进行改进(例如，改进的弧稳定性和/或改进的焊接质量)。所图示的焊接系统10包括从一个或多个保护气体源17向焊炬18供应保护气体或保护气体混合物的气体供应系统16。在所描绘的实施例中，气体供应系统16经由气体导管32被直接联接到焊炬18。在另一个实施例中，气体供应系统16可能替代地被联接到送丝器14，并且送丝器14可以调节从气体供应系统16到焊炬18的气体的流动。在本文中使用时，保护气体可以指可以被提供给弧和/或焊池以便提供特定的局部气氛(例如，以保护弧、改进弧稳定性、限制金属氧化物的形成、改进金属表面的润湿、改变焊缝熔敷物的化学成分(chemistry)等)的任何气体或气体混合物。在某些实施例中，保护气体流可以是保护气体或保护气体混合物(例如，氩气(Ar)、氦气(He)、二氧化碳(CO2)、氧气(O2)、氮气(N2)、类似的适合的保护气体，或其任何混合物)。例如，保护气体流(例如，经由导管32输送的)可以包括Ar、Ar/CO2混合物、Ar/CO2/O2混合物、Ar/He混合物等本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种焊接耗材，所述焊接耗材包括：基于所述焊接耗材的重量在约0.2重量％和约4重量％之间的锌，其中所述锌被设置在所述焊接耗材的粒状芯内，或被合铸到所述焊接耗材的金属部分中，或其组合。
【技术特征摘要】
2015.09.03 US 62/213,837;2016.04.22 US 15/136,2271.一种焊接耗材，所述焊接耗材包括：基于所述焊接耗材的重量在约0.2重量％和约4重量％之间的锌，其中所述锌被设置在所述焊接耗材的粒状芯内，或被合铸到所述焊接耗材的金属部分中，或其组合。2.如权利要求1所述的焊接耗材，其中所述焊接耗材包括基于所述焊接耗材的重量在约0.4重量％和约0.6重量％之间的锌。3.如权利要求2所述的焊接耗材，其中所述焊接耗材包括基于所述焊接耗材的重量在约0.5重量％和约0.6重量％之间的锌。4.如权利要求1所述的焊接耗材，其中在焊接覆锌钢工件时小于约15重量％的所述焊接耗材被转变为飞溅。5.如权利要求1所述的焊接耗材，其中所述焊接耗材被配置为在焊接覆锌钢工件时形成具有小于约3％的长度孔隙度的焊缝熔敷物。6.如权利要求1所述的焊接耗材，其中所述焊接耗材被配置为在焊接覆锌钢工件时形成具有小于约1.5％的面积孔隙度的焊缝熔敷物。7.如权利要求1所述的焊接耗材，其中所述焊接耗材是实心焊丝或焊条，并且其中所述锌被合铸到所述实心焊丝或焊条中。8.如权利要求1所述的焊接耗材，其中所述焊接耗材是包括围绕所述粒状芯的金属套的管状焊丝，并且其中所述锌的至少一部分被合铸到所述金属套中。9.一种管状焊丝，所述管状焊丝包括：围绕粒状芯的金属套，其中所述管状焊丝包括基于所述管状焊丝的重量在约0.2重量％和约4重量％之间的锌，其中所述锌被合铸到所述金属套中，被设置为所述粒状芯中的锌粉，或其组合。10.如权利要求9所述的管状焊丝，其中所述粒状芯包括基于所述粒状芯的重量在约2重量％和约4重量％之间的锌粉。11.如权利要求10所述的管状焊丝，其中所述粒状芯包括基于所述粒状芯的重量在约2.5重量％和约4重量％之间的锌粉。12.如权利要求11所述的管状焊丝，其中所述粒状芯包括基于所述粒状芯的重量在约2.5重量％和约3.5重量％之间的锌粉。13.如权利要求9所述的管状焊丝，其中所述粒状芯包括基于所述芯的重量在约0.05重量％和约5重量％之间的有机稳定剂，并且其中所述有机稳定剂包括羧甲基纤维素的第1族或第2族...
【专利技术属性】
技术研发人员：马里奥·安东尼·阿马塔，辛涂·希拉里·托马斯，约瑟夫·C·邦迪，特·多雷尔·赫夫林金，史蒂文·爱德华·巴霍斯特，
申请(专利权)人：霍伯特兄弟公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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