CN101015886B - 金属合金***、形成焊缝的方法和金属芯焊丝 - Google Patents

金属合金***、形成焊缝的方法和金属芯焊丝 Download PDF

Info

Publication number
CN101015886B
CN101015886B CN2006101534459A CN200610153445A CN101015886B CN 101015886 B CN101015886 B CN 101015886B CN 2006101534459 A CN2006101534459 A CN 2006101534459A CN 200610153445 A CN200610153445 A CN 200610153445A CN 101015886 B CN101015886 B CN 101015886B
Authority
CN
China
Prior art keywords
percentage
weight
alloy system
welding wire
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2006101534459A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101015886A (zh
Inventor
丹尼斯·K.·哈特曼
瓦伊迪耶纳斯·B.·拉简
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lincoln Global Inc
Original Assignee
Lincoln Global Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lincoln Global Inc filed Critical Lincoln Global Inc
Publication of CN101015886A publication Critical patent/CN101015886A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101015886B publication Critical patent/CN101015886B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0255—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
    • B23K35/0261—Rods, electrodes, wires
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053—Fe as the principal constituent

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

金属芯焊丝用于在加工件上形成具有改进的屈服强度、抗拉强度和冲击韧性的焊接金属。

Description

金属合金***、形成焊缝的方法和金属芯焊丝
技术领域
本发明整体上涉及焊接领域，更具体地针对在加工件上形成焊接金属的焊丝，更加具体地针对形成具有增加的屈服强度和抗拉强度以及良好的抗冲击性能的焊接金属的焊丝。 
引入的参考文献 
将美国专利No.5,118,919、5,365,036、5,824,992和6,787,736以参考文献的形式引入用来说明各种可以用于连接管件的焊丝。 
背景技术
金属芯焊丝通常为复合管状填充物金属焊丝，其具有金属外壳和由各种粉末材料形成的焊芯组合物。与药芯焊丝相比，金属芯焊丝具有主要含有金属和合金化粉末(其具有实质上降低的量的焊剂)的焊芯组合物。 
在制备金属芯焊丝过程中，焊芯组合物通常被混合并堆积在钢带或外壳上，其中所述钢带被形成管状，所述外壳在成形机的焊芯组合物的周围。接着将包围着焊芯组合物的钢壳拉伸通过缩小的硬模达到到特定的直径，在烘焙的工艺中可以除去堆积在焊丝外部的任何润滑剂，然而这不是必需的。 
金属芯焊丝越来越多地用作实心焊丝的替代物，以得到改进的结构制备的生产力。金属芯焊丝具有比实心焊丝增加的焊接沉积率，并且产生更宽更一致的渗透外形。与实心焊丝相比，金属芯焊丝也可产生更少的飞溅，并且提供改善的电弧稳定性，而且产生浸湿特性改进的焊接沉积。 
金属芯焊丝在金属管的焊接中的使用日益增加。当焊接较大的金属管时，在较窄的宽度为8-20mm的凹槽中形成焊缝变得更普通。较窄的凹槽允许在焊接金属的每一层中进行单道焊接。这样，达到了较快的焊接时间和较小的焊缝。然而，当在窄的凹槽中形成焊缝时，由于在形成焊缝时的较低热量输入，因此焊缝的冷却速率通常较快。焊接金属较快的冷却速率可导致形成屈服强度和抗拉强度增加但是断裂韧度降低的焊缝。这样，具有这些降低的性 能的焊缝会导致其破裂和/或从金属管上断裂，因此严重影响焊接点的完整性。 
已经配制了现有技术的金属芯焊丝以提高焊接金属的冲击强度性能。在美国专利US 5,824,992中公开了一种这样的金属芯焊丝布的金属芯焊丝，此处作为参考文献加以引入。 
尽管在关于金属芯焊丝的现有技术中已经取得了进步，但是在该领域中人需要一种金属芯焊丝，其能够形成在高屈服强度和抗拉强度下有改进的韧性的焊缝。 
发明内容
本发明涉及在加工件上形成焊接金属的焊丝，更具体地涉及在加工件上形成具有增加的屈服强度和抗拉强度的焊接金属的金属芯焊丝。本发明也涉及焊丝所形成的具有增加的屈服强度和抗拉强度的焊接金属组合物。焊接金属和用于形成焊接金属的焊丝能用于焊接管道接头；然而，焊接金属和金属芯焊丝具有更广泛的应用。由本发明金属芯焊丝所形成的焊接金属的组分是钼、钛和硼的特定组合。通常由本发明金属芯焊丝所形成的焊接金属含有至少约0.04重量百分比的钼、至少约0.002重量百分比的硼、至少约0.001重量百分比的钛以及大部分重量百分比的铁。 
在本发明的非限制性方面中，焊接金属中钼的含量通常不超过约1.5重量百分比，典型的是不超过约0.75重量百分比。焊接金属中硼的含量通常不超过约0.015重量百分比，典型的是不超过约0.0075重量百分比。焊接金属中钛的含量通常不超过约0.125重量百分比，典型的是不超过约0.06重量百分比。 
在本发明的另一个和/或可替换的非限制性方面，在焊接金属中可以含有其它的金属。这样的其它金属包括但不限于铝、碳、铬、铜、锰、镍和/或硅。当焊接金属中含有铝时，焊接金属中铝的含量通常不超过约0.1重量百分比，典型的是不超过约0.05重量百分比。焊接金属中碳的含量通常不超过约0.2重量百分比，典型的是不超过约0.15重量百分比。当焊接金属中含有铜时，，焊接金属中铜的含量通常不超过约0.2重量百分比，典型的是不超过约0.1重量百分比。焊接金属中锰的含量通常不超过约5重量百分比，典型的是不超 过约3.5重量百分比。焊接金属中镍的含量通常不超过约5重量百分比，典型的是不超过约3.5重量百分比。焊接金属中硅的含量通常不超过约3重量百分比，典型的是不超过约2重量百分比。 
在本发明的一个非限制性实施例中，由本发明金属芯焊丝所形成的焊接金属含有(以重量百分比计)： 
B     至少0.001％ 
Mo    至少0.05％ 
Ti    至少0.005％ 
Fe    至少60％。 
在另一个非限制性实施例中，由本发明金属芯焊丝所形成的焊接金属含有(以重量百分比计)： 
B   0.001-0.02％ 
Mo  0.05-2％ 
Ti  0.005-0.5％ 
Fe  至少75％。 
在另一个非限制性实施例中，由本发明金属芯焊丝所形成的焊接金属含有(以重量百分比计)： 
B   0.002-0.015％ 
Mo  0.1-1.5％ 
Ti  0.01-0.18％ 
Fe  至少80％。 
在另一个非限制性实施例中，由本发明金属芯焊丝所形成的焊接金属含有(以重量百分比计)： 
B   0.0025-0.008％ 
C   0.01-0.1％ 
Mo  0.15-0.8％ 
Mn  0.1-3％ 
Ni  0-3％ 
Si  0-1％ 
Ti    0.05-0.1％ 
Fe    至少85％。 
在另一个非限制性实施例中，由本发明金属芯焊丝所形成的焊接金属含有(以重量百分比计)： 
Al    0-0.08％ 
B     0.003-0.0065％ 
C     0.015-0.1％ 
Cu    0-0.15％ 
Mo    0.2-0.5％ 
Mn    0.1-2.4％ 
Ni    0-2.5％ 
Si    0-0.8％ 
Ti    0.015-0.05％ 
Fe    至少92％。 
焊接金属中钛对硼的重量百分比比例通常为至少约2∶1，典型的是为约3-15∶1，更典型的是为约4-10∶1；然而，也可以使用其它的重量百分比比例。焊接金属中钛和硼的总重量百分比通常为至少约0.0012，典型的是至少约0.02。焊接金属钛和硼的总重量百分比为少于约0.6，典型的是少于约0.1。可以接受的是，也可以使用焊接金属中钛和硼的其它总重量百分比。焊接金属中钼对钛的重量百分比比例通常为至少约4∶1，典型的是为约7-24∶1，更典型的是为约8-18∶1；然而，也可以使用其它的重量百分比比例。焊接金属中钛和钼的总重量百分比通常为至少约0.041，典型的是为约0.2。焊接金属中钛和钼的总重量百分比通常少于约2.5，典型的是为少于约1。可以接受的是，也可以使用焊接金属中钛和钼的其它总重量百分比。已经发现，通过控制焊接金属中钛对硼的重量百分比比例和/或焊接金属中钼对钛的重量百分比比例，可获得所期望的焊接金属的性能。 
由本发明金属芯焊丝所形成的焊接金属已经改善的刻痕韧性和屈服强度。焊接金属的平均夏比冲击韧性(Charpy impact tougness)通常为至少约20ft-lbs(在-30EC下)和约25ft-lbs(在-20EC下)；典型的是为至少约22ft-lbs (在-30EC下)和约30ft-lbs(在-20EC下)；甚至更典型的为约30～65ft-lbs(-30EC)和38-88ft-lbs(-20EC)；然而，可以接受的是，也可以形成具有其它夏比冲击韧性(Charpy impact tougness)的焊接金属。焊接金属的平均屈服强度通常为至少约70ksi，典型的是为至少约80ksi；更典型的是约85-145ksi；然而，可以接受的是，可以形成具有其它屈服强度的焊接金属。焊接金属的平均抗拉强度通常至少为90ksi；典型的至少为95ksi；更典型的至少为98-155ksi。然而，可以接受的是，具有其它的抗拉强度的焊接金属可以形成。焊接金属的平均拉伸比例(the average percent enlongation)通常小于约30％；典型的是小于约27％；更典型的是为约10-26％；然而，可以接受的是，可以形成具有其它拉伸量的焊接金属。本发明的焊接金属的物理性能在狭窄凹槽中(此处的焊接金属的冷却速率得到提高)形成焊缝是特别有用的。即使以更快速度冷却，焊接金属的组合物也可导致焊接金属提高的屈服强度、抗拉强度和凹槽韧性。 
用来形成上述焊接金属的金属芯焊丝典型地是气护焊丝，但这并不是必需的。当使用时，该保护气体至少部分为焊缝提供保护不接触空气中的元索和/或化合物。保护气体通常包括一种或多种气体，相对焊缝组合物来说，这些一种或多种气体通常是惰性或者完全惰性。在一个非限制性实施例中，氩气、二氧化碳、氦气或者其混合物至少部分用作保护气体。可以接受的是，其它或另外的惰性或完全惰性气体可以使用。 
用于构成金属芯焊丝的金属外壳通常是主要由铁合金(如碳钢、低碳钢、不锈钢、低合金钢等)形成的。填充组合物通常占金属芯焊丝总重量的至少约1重量百分比，并且不超过焊丝总重量的约60重量百分比，典型的是占金属芯焊丝总重量的约5-50重量百分比，更典型的是占金属芯焊丝总重量的约12-30重量百分比，甚至更典型的是占金属芯焊丝总重量的约13-25重量百分比。然而，可以接受的是，也可以使用其它重量百分比。填充组合物含有一些金属合金化试剂以形成所期望的焊接金属组合物。这样的金属合金化试剂包括但不限于铝、硼、铬、铜、锰、钼、镍、硅和/或钛。 
在一个非限制性实施例中，金属芯焊丝组合物按重量百分比计如下： 
B    至少0.001％ 
Mo    至少0.05％ 
Ti    至少0.005％ 
Fe    至少70％。 
在另一非限制性实施例中，金属芯焊丝组合物按重量百分比计如下： 
B     0.0015-0.025％ 
Mo    0.05-2.5％ 
Ti    0.005-0.6％ 
Fe    至少80％。 
在另一非限制性实施例中，金属芯焊丝组合物按重量百分比计如下： 
B     0.002-0.02％ 
C     0.008-0.2％ 
Mo    0.1-1.7％ 
Mn    0.05-5％ 
Ni    0-5％ 
Si    0-3％ 
Ti    0.01-0.2％ 
Fe    至少85％。 
在另一非限制性实施例中，金属芯焊丝组合物按重量百分比计如下： 
Al    0-0.5％ 
B     0.0025-0.01％ 
C     0.01-0.15％ 
Cu    0-0.5％ 
Mo    0.2-1.5％ 
Mn    0.1-3％ 
Ni    0-3％ 
Si    0-1.5％ 
Ti    0.015-0.1％ 
Fe    至少88％。 
可以接受的是，金属芯焊丝可以含有其它组分。 
在一个非限制性实施例中，填充组合物中的金属粉占金属芯焊丝总重量的重量百分比如下： 
B     至少0.001％ 
Mo    至少0.01％ 
Ti    至少0.001％。 
在非限制性实施例中，填充组合物中的金属粉占金属芯焊丝总重量的百分比如下： 
Al    0-0.5％ 
B     0.001-0.025％ 
Fe    0-75％ 
Mo    0-2.5％ 
Mn    0-5％ 
Ni    0-5％ 
Si    0-3％ 
Ti    0.001-0.6％。 
可以接受的是，填充组合物中的金属粉可以含有其它组分。金属芯焊丝的填充组合物含有很少的(如果有的话)焊剂(如金属氧化物、金属氟化物、金属碳酸盐、聚合物等)。通常，该填充组合物含有占焊丝总重量的少于约5重量百分比的药剂，典型的占焊丝总重量的少于约0.5重量百分比的熔剂。 
该金属芯焊丝是专门设计为用于电弧焊接工艺(如交流焊接、直流焊接、直流脉冲焊接、STT焊接、短路焊接等)；然而，也可以使用其它的焊接工艺。金属芯焊丝也专门设计为用于将金属板连接在一起的焊接，例如但不限于管件(如X-100等)。然而，可以接受的是，金属芯焊丝可以用来连接许多其它种类的加工件。金属芯焊丝可以用于自动或半自动工艺，例如金属芯焊丝可用于遥控电弧焊接操作，其采用单道或者多道工艺来连接管件。当使用金属芯焊丝时，金属芯焊丝的焊丝供给速度通常小于约800in/min，典型的是小于约600in/min；并且沉积速率小于约15lbs/hr，典型的是小于约13lbs/min。然而，也可以使用其它的焊丝供给速度和/或沉积速度。 
本发明的一个非限制性标是提供焊接金属和用于形成焊接金属的金属芯焊丝，该焊接金属克服了现有技术中的问题。 
本发明的另一个和/或可替换的非限制性目标是提供焊接金属和用于形成焊接金属的金属芯焊丝，该焊接金属可以在狭窄的凹槽中形成焊缝。 
本发明的另一个和/或可选择的非限制性目标是提供焊接金属和用于形成焊接金属的金属芯焊丝，该焊接金属具有增加的屈服强度。 
本发明的另一个和/或可选择的非限制性目标是提供焊接金属和用于形成焊接金属的金属芯焊丝，该焊接金属具有增加的抗拉强度。 
本发明的另一个和/或可选择的非限制性目标就是提供焊接金属和用于形成焊接金属的金属芯焊丝，该焊接金属具有改进的冲击韧性。 
基于本发明和以前技术的区别讨论，这些和其它目标与优点将会变得更清楚。 
发明内容
参考以下的本发明描述(该描述仅仅为了说明本发明优选的实施例，而不是为了限制本发明)，可供消耗的金属芯焊丝被配制为可形成具有改进的屈服强度和刻痕韧性的焊缝。在焊接X-100管件中，该焊丝特别有用；然而，该焊丝可以用在许多其它种类的加工件上形成焊缝。该焊丝在狭窄的凹槽中形成高质量的和高强度的焊缝是特别有用的。这种类型的焊接可以通过电弧焊接工艺使用遥控焊接器以每层单道焊接的方式来完成；然而，这并不是必需的。所形成的焊缝的平均屈服强度通常为至少约85ksi，典型的是为至少约95ksi。所形成的焊缝的平均抗拉强度通常为至少约90ksi，典型的是为至少约100ksi。所形成的焊缝的平均夏比刻痕韧性(Charpy notch toughness)通常至约少为30ft-lbs(在-30EC下)和至少约38ft-lbs(在-20EC下)，典型的是为至少约40ft-lbs(在-30EC下)和至少约44ft-lbs(在-20EC下)。 
金属芯焊丝中的填充材料主要含有合金化试剂。一种由金属芯焊丝所形成的焊接金属的非限制性的通常配方如下(以重量百分比计算)： 
Al     0-0.04％ 
B      0.0025-0.008％ 
C      0.01-0.12％ 
Cu     0-0.2％ 
Fe     93-98％ 
Mn     0.1-3％ 
Mo    0.15-0.8％ 
Ni    0-3％ 
Si    0.05-1.5％ 
Ti    0.015-0.1％。 
下面提供了由本发明金属芯焊丝所形成的几种非限制性特定实施例焊接金属的化学分析(以重量百分比计)： 
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5   实施例6
  Al   #0.05   #0.05   #0.05   #0.05   #0.05   #0.05
  B   0.0048   0.0051   0.0052   0.005   0.0055   0.0043
  C   0.029   0.067   0.061   0.091   0.052   0.088
  Cu   0.062   0.046   0.052   0.062   0.062   0.064
  Fe   至少95   至少95   至少95   至少95   至少95   至少95
  Mn   2.02   1.99   1.46   2   1.53   1.34
  Mo   0.4   0.43   0.4   0.43   0.42   0.4
  N   #0.008   #0.008   #0.008   #0.008   #0.008   #0.008
  Ni   1.92   1.06   2.04   0.07   0.08   0.06
  O   #0.15   #0.15   #0.15   #0.15   #0.15   #0.15
  P   #0.02   #0.02   #0.02   #0.02   #0.02   #0.02
  S   #0.012   #0.012   #0.012   #0.012   #0.012   #0.012
  Si   0.43   0.44   0.44   0.41   0.45   0.36
  Ti   0.027   0.031   0.037   0.033   0.032   0.034
  实施例7   实施例8   实施例9   实施例10   实施例11   实施例12
  Al   #0.05   #0.05   #0.05   #0.05   #0.05   #0.05
  B   0.0054   0.0049   0.0052   0.0059   0.006   0.005
  C   0.077   0.034   0.094   0.042   0.027   0.039
  Cu   0.049   0.077   0.054   0.042   0.055   0.061
  Fe   至少95   至少95   至少95   至少95   至少95   至少95
  Mn   1.44   1.9   1.36   2.02   1.56   1.99
  Mo   0.43   0.42   0.38   0.39   0.42   0.39
  N   #0.008   #0.008   #0.008   #0.008   #0.008   #0.008
  Ni   1.1   0.99   0.08   0.05   2.12   0.08
  O   #0.15   #0.15   #0.15   #0.15   #0.15   #0.15
  P   #0.02   #0.02   #0.02   #0.02   #0.02   #0.02
  S   #0.012   #0.012   #0.012   #0.012   #0.012   #0.012
  Si   0.42   0.44   0.34   0.44   0.45   0.41
  Ti   0.037   0.028   0.037   0.026   0.031   0.026
  实施例13   实施例14
  Al   #0.05   #0.05
  B   0.0056   0.0048
  C   0.033   0.03
  Cu   0.061   0.052
  Fe   至少95   至少95
  Mn   1.56   2.02
  Mo   0.38   0.37
  N   #0.008   #0.008
  Ni   1.87   1.73
  O   #0.15   #0.15
  P   #0.02   #0.02
  S   #0.012   #0.012
  Si   0.43   0.41
  Ti   0.034   0.026
下面提供了14个非限制性焊接金属的平均抗拉强度TS(ksi)、屈服强度YS(ksi)和夏比冲击韧性CIT(ft-lbs，在-20EC下)以及夏比冲击韧性CIT(ft-lbs，在-30EC下)以及拉伸百分比EL： 
  实施例1  实施例2   实施例3   实施例4  实施例5   实施例6
  TS   125   133   136.5   130.5   110   129
  YS   117.5   125   125   123   104.5   122.5
  CIT(-20EC)   46   44   31   50   61   67
  CIT(-30EC)   41   38   22   54   50   56
  EL   19   20   18   20   21   14.5
  实施例7   实施例8   实施例9   实施例10   实施例11   实施例12
  TS   128   115.5   120   109   114   108
  YS   121   108.5   114   103   107.5   101.5
  CIT(-20EC)   36   44   86   77   53   51
  CIT(-30EC)   29   47   77   63   45   43
  EL   20   23.5   20.5   25.5   22.5   23.5
  实施例13   实施例14
  TS   114.5   114.5
  YS   108.5   110
  CIT(-20EC)   53   52
  CIT(-30EC)   49   47
  EL   22.5   21
上述实施例的焊缝是用电弧焊接工艺在X100管件上形成。使用遥控焊接器操作的每层单道焊接被用来形成焊缝。小于50in/min的移动速度和小于约14lbs/hr的沉积速度被用来形成焊缝。在焊接工艺过程中，使用氩气和二氧化碳保护气体。 
发现焊接金属的屈服强度(YS)线性依赖于焊接金属中碳、锰和镍的量。在这三种金属中，最强的线性依赖性是依赖于焊接金属中的碳含量。当焊接金属中的碳含量增加时，焊接金属的屈服强度增加。同样地，增加焊接金属中的锰和镍含量，屈服强度也增加。发现焊接金属的抗拉强度(TS)线性依赖于焊接金属中碳和镍的量。在这两个元素中，最强的线性依赖性是依赖于焊接金属中的碳含量。当焊接金属中的碳含量增加时，焊接金属的抗拉强度增加。同样地，增加焊接金属中的镍含量，抗拉强度也增加。发现焊接金属的夏比冲击韧性(Charpy impact toughness，CIT)依赖于碳和镍的含量。较低含量的碳和较高含量的镍，或者较高含量的碳和较低含量的镍导致较高的夏比冲击韧性值。发现焊接金属中更高百分比的碳和镍导致较低的夏比冲击韧性值。同样地，当焊接金属中的镍含量至少为1.1重量百分比时，碳含量典型的是少于约0.05重量百分比，更典型的是少于约0.04重量百分比。当镍含量少于1.1重量百分比时，碳含量可以超过约0.05重量百分比；然而，这并不是必需的。正如上述实施例3和7所说明的，当镍含量高于1.1重量百分比时，碳含量超过0.05重量百分比；同样地，对于上述两种焊接金属，其CIT值较低。焊接金属中的硼、钼和钛含量被认为改进了实心焊接金属的强度和/或微观结构性能。 
可形成如上所述的焊接金属的金属芯焊丝的一个非限制性实施例，是由低碳钢或软钢(Mild Steel)外壳所形成的金属芯焊丝，并包括如下焊丝的金属合金填充组合物(以焊丝的重量百分比计)： 
Al    0-0.08％ 
B     0.001-0.01％ 
Fe    0-98％ 
Mo    0-2.5％ 
Mn    0-3％ 
Ni    0-3％ 
Si    0-1.5％ 
Ti    0.001-0.1％。 
金属芯焊丝的填充组合物典型地占该焊丝总重量的15-25重量百分比。 
这样，可以看出，在先前的清楚的描述中，上述的目标是能有效获得。因为可以对成果进行某些变化而不偏离本发明精神和范围，因此意味着所有的包含于上述描述和在附图中显示的内容应该被解释为说明性而非限制性的。本发明以优选的实施方式作为参考进行了阐述。对于本领域技术人员来说，通过阅读和理解这里所提供本发明的详细讨论，修改和变更会变得清楚。本发明打算包括到落入本发明的范围的修改和变更。也可以理解，以下所有的权利要求打算覆盖所有这里所述本发明的一般和特定特征以及覆盖本发明范围的所有陈述，其作为语言问题可以认为落入其间。 

Claims (41)

1.一种具有改进的屈服强度和抗拉强度的金属合金***，其特征在于，该合金***含有：
0.0002-0.015重量百分比的硼，
0.04-1.5重量百分比的钼，
0.001-0.125重量百分比的钛，
大部分的铁，
钛对硼的重量百分比例为至少2∶1，并且
钼对钛的重量百分比例为至少4∶1。
2.根据权利要求1所述的金属合金***，其特征在于，该合金***以重量百分比计含有：
B  0.001-0.015％
Mo 0.05-1.5％
Ti 0.005-0.125％
Fe 至少75％。
3.根据权利要求1或2所述的金属合金***，其特征在于，该合金***以重量百分比计含有：
B  0.002-0.015％
Mo 0.1-1.5％
Ti 0.01-0.125％
Fe 至少80％。
4.根据权利要求1所述的金属合金***，其特征在于，该合金***以重量百分比计含有：
B  0.0025-0.008％
C  0.01-0.2％
Mo 0.15-0.8％
Mn 0.1-5％
Ni 0-5％
Si 0-3％
Ti 0.015-0.1％
Fe 至少85％。
5.根据权利要求1所述的金属合金***，其特征在于，该合金***包括钛对硼的重量百分比例为3-15∶1。
6.根据权利要求5所述的金属合金***，其特征在于，该合金***包括钛对硼的重量百分比例为4-10∶1。
7.根据权利要求5或6所述的金属合金***，其特征在于，该合金***包括钼对钛的重量百分比例为7-24∶1。
8.根据权利要求7所述的金属合金***，其特征在于，该合金***包括钼对钛的重量百分比例为8-18∶1。
9.根据权利要求1所述的金属合金***，其特征在于，该合金***还包括铝含量少于0.1重量百分比。
10.根据权利要求9所述的金属合金***，其特征在于，该合金***包括铝含量少于0.05重量百分比。
11.根据权利要求1所述的金属合金***，其特征在于，该合金***包括碳含量少于0.2重量百分比。
12.根据权利要求11所述的金属合金***，其特征在于，该合金***包括碳含量少于0.15重量百分比。
13.根据权利要求1所述的金属合金***，其特征在于，该合金***包括铜含量少于0.2重量百分比。
14.根据权利要求13所述的金属合金***，其特征在于，该合金***包括铜含量少于0.1重量百分比。
15.根据权利要求1所述的金属合金***，其特征在于，该合金***包括锰含量少于5重量百分比。
16.根据权利要求15所述的金属合金***，其特征在于，该合金***包括锰含量少于3.5重量百分比。
17.根据权利要求1所述的金属合金***，其特征在于，该合金***包括镍含量少于5重量百分比。
18.根据权利要求17所述的金属合金***，其特征在于，该合金***包括镍含量少于3.5重量百分比。
19.根据权利要求1所述的金属合金***，其特征在于，该合金***包括硅含量少于3重量百分比。
20.根据权利要求19所述的金属合金***，其特征在于，该合金***包括镍含量少于2重量百分比。
21.根据权利要求1所述的金属合金***，其特征在于，该合金***包括钛和钼含量为0.041-1.625重量百分比。
22.根据权利要求21所述的金属合金***，其特征在于，该合金***包括钛和钼含量为0.041-1重量百分比。
23.一种在加工件上以电弧焊工艺形成具有改进的屈服强度和抗拉强度的焊缝的方法，其特征在于，该方法包括：
a)选择加工件，和
b)使用电弧焊至少部分熔化可供消耗的焊丝，并且熔融的焊接金属沉积在加工件上，和
c)使所述熔融焊接金属冷却，并且在所述的加工件上固化形成焊缝；所述焊接金属包括：
0.0002-0.015重量百分比的硼，
0.04-1.5重量百分比的钼，
0.001-0.125重量百分比的钛，
大部分的铁；
钛对硼的重量百分比例为至少2∶1，并且
钼对钛的重量百分比例为至少4∶1。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述方法包括使用保护气体至少部分保护所述焊接金属不接触空气的步骤。
25.根据权利要求23或24所述的方法，其特征在于，所述方法包括以小于800in/min速率和小于15lbs/hr沉积速率给所述加工件供给所述可供消耗的焊丝的步骤。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，该方法包括以小于600in/min速率和以小于13lbs/hr沉积速率给所述加工件供给所述可供消耗的焊丝的步骤。
27.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，该述方法包括使用遥控焊接器焊接至少部分形成所述焊缝的步骤。
28.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述加工件包括管件。
29.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述焊缝以重量百分比计包括：
B  0.001-0.015％
Mo 0.05-1.5％
Ti 0.005-0.125％
Fe 至少75％。
30.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述可消耗的焊丝是金属芯焊丝。
31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述金属芯焊丝以重量百分比包括：
B  0.001-0.015％
Mo 0.05-1.5％
Ti 0.005-0.125％
Fe 至少70％。
32.一种可在加工件上形成具有改进的屈服强度和抗拉强度的金属芯焊丝，其特征在于，所述金属芯焊丝包括：
金属外壳和
填充组合物，所述填充组合物占所述焊丝总重量的1重量百分比以上，所述金属芯焊丝含有0.0002-0.015重量百分比的硼，
0.04-1.5重量百分比的钼，
0.001-0.125重量百分比的钛
大部分的铁，
钛对硼的重量百分比例为至少2∶1，并且
钼对钛的重量百分比例为至少4∶1。
33.根据权利要求32所述的金属芯焊丝，其特征在于，所述填充组合物占所述焊丝总重量最多达60％重量百分比。
34.根据权利要求33所述的金属芯焊丝，其特征在于，所述填充组合物占所述焊丝总重量12-30重量百分比。
35.根据权利要求32-34中任何一项所述的金属芯焊丝，其特征在于，所述金属芯焊丝以重量百分比包括：
B  0.001-0.015％
Mo 0.05-1.5％
Ti 0.005-0.125％
Fe 至少70％。
36.根据权利要求35所述的金属芯焊丝，其特征在于，所述金属芯焊丝以重量百分比包括：
B  0.0015-0.015％
Mo 0.05-1.5％
Ti 0.005-0.125％
Fe 至少80％。
37.根据权利要求32所述的金属芯焊丝，其特征在于，所述金属芯焊丝以重量百分比包括：
B  0.002-0.015％
C  0.008-0.2％
Mo 0.1-1.5％
Mn 0.05-5％
Ni 0-5％
Si 0-3％
Ti 0.01-0.125％
Fe 至少85％。
38.根据权利要求32所述的金属芯焊丝，其特征在于，所述金属芯焊丝以重量百分比包括：
Al 0-0.5％
B  0.0025-0.015％
C  0.01-0.15％
Cr 0-0.5％
Cu 0-0.5％
Mo 0.2-1.5％
Mn 0.1-3％
Ni 0-3％
Si 0-1.5％
Ti 0.015-0.1％
Fe 至少88％。
39.根据权利要求32所述的金属芯焊丝，其特征在于，所述的填充组合物含有占金属芯焊丝总重量
0.001-0.015重量百分比的硼，
0.04-1.5重量百分比的钼，
0.001-0.125重量百分比的钛。
40.根据权利要求38所述的金属芯焊丝，其特征在于，所述填充组合物以占金属芯焊丝总重量的重量百分比含有：
Al  0-0.5％
B   0.001-0.015％
Fe  0-98％
Mo  0.04-1.5％
Mn  0-5％
Ni  0-5％
Si  0-3％
Ti  0.001-0.125％。
41.根据权利要求39所述的金属芯焊丝，其特征在于，所述填充组合物以占金属芯焊丝总重量的重量百分比含有：
Al  0-0.04％
B   0.0025-0.008％
C   0.01-0.12％
Fe  93-98％
Mo  0.15-0.8％
Mn  0.1-3％
Ni  0-3％
Si  0.05-1.5％
Ti  0.015-0.1％。
CN2006101534459A 2006-02-09 2006-09-15 金属合金***、形成焊缝的方法和金属芯焊丝 Active CN101015886B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/350,705 US8664567B2 (en) 2006-02-09 2006-02-09 Metal cored wire
US11/350,705 2006-02-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101015886A CN101015886A (zh) 2007-08-15
CN101015886B true CN101015886B (zh) 2011-04-13

Family

ID=37969886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006101534459A Active CN101015886B (zh) 2006-02-09 2006-09-15 金属合金***、形成焊缝的方法和金属芯焊丝

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8664567B2 (zh)
EP (1) EP1818131B1 (zh)
CN (1) CN101015886B (zh)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7491910B2 (en) * 2005-01-24 2009-02-17 Lincoln Global, Inc. Hardfacing electrode
US8269144B2 (en) * 2006-02-21 2012-09-18 Lincoln Global, Inc. High strength stick electrode
US9095919B2 (en) 2006-02-21 2015-08-04 Lincoln Global, Inc. Stick electrode
US20090045172A1 (en) * 2007-08-13 2009-02-19 Lincoln Global, Inc. Method of open root welding
JP5207994B2 (ja) * 2008-03-26 2013-06-12 日鐵住金溶接工業株式会社 Ａｒ−ＣＯ２混合ガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤ
FR2931376B1 (fr) * 2008-05-20 2011-02-18 Air Liquide Fil fourre pour soudage mig/mag avec gaz a base de co2
JP5450221B2 (ja) * 2010-04-14 2014-03-26 株式会社神戸製鋼所 高電流密度ガスシールドアーク溶接方法
US10974349B2 (en) * 2010-12-17 2021-04-13 Magna Powertrain, Inc. Method for gas metal arc welding (GMAW) of nitrided steel components using cored welding wire
US9029733B2 (en) * 2012-04-13 2015-05-12 Hobart Brothers Company Systems and methods for tubular welding wire
US9527152B2 (en) 2012-07-30 2016-12-27 Illinois Tool Works Inc. Root pass welding solution
US10316395B2 (en) 2012-10-09 2019-06-11 The Esab Group, Inc. Low-manganese gas-shielded flux cored welding electrodes
US20140263194A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Lincoln Global, Inc. Cored non-arc consumable for joining or overlaying and systems and methods for using cored non-arc consumables
CN103495812A (zh) * 2013-07-29 2014-01-08 山东索力得焊材有限公司 矿山机械用900MPa高强度焊丝及使用方法
CN103706964B (zh) * 2013-12-17 2016-04-27 天津大桥焊丝有限公司 500MPa级结构钢用气体保护焊实心焊丝及其制造方法
US10052706B2 (en) * 2014-04-04 2018-08-21 Lincoln Global, Inc. Method and system to use AC welding waveform and enhanced consumable to improve welding of galvanized workpiece
CN104831163A (zh) * 2015-05-09 2015-08-12 芜湖鼎瀚再制造技术有限公司 一种Fe-Mo-B-Al焊层材料及其制备方法
CN104831212A (zh) * 2015-05-09 2015-08-12 安徽鼎恒再制造产业技术研究院有限公司 一种硬质Fe-Al2O3-Mo材料及其制备方法
US10646965B2 (en) 2015-08-11 2020-05-12 Hobart Brothers Llc Tubular welding wire with a thinner sheath for improved deposition rates
US10086462B2 (en) * 2016-06-27 2018-10-02 Caterpillar Inc. Hardfacing with low carbon steel electrode
US11529697B2 (en) * 2017-09-29 2022-12-20 Lincoln Global, Inc. Additive manufacturing using aluminum-containing wire
US11426824B2 (en) * 2017-09-29 2022-08-30 Lincoln Global, Inc. Aluminum-containing welding electrode
JP7294979B2 (ja) * 2019-10-08 2023-06-20 株式会社神戸製鋼所 溶接用材料、溶接金属及びエレクトロスラグ溶接方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5192851A (en) * 1988-02-05 1993-03-09 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organization And Welding Industries Limited Cored electrode wires
US5824992A (en) * 1996-06-11 1998-10-20 Illinois Tool Works Inc. Metal-core weld wire with reduced core fill percentage
CN1249980A (zh) * 1999-09-29 2000-04-12 冶金工业部钢铁研究总院 一种金属芯型药芯焊丝
CN1432448A (zh) * 2002-01-13 2003-07-30 伊利诺斯器械工程公司 低碳高速金属焊丝
EP1559498A1 (fr) * 2004-01-21 2005-08-03 La Soudure Autogene Francaise Procédé de soudage hybride arc-laser des aciers ferritiques

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5870992A (ja) 1980-12-25 1983-04-27 Sumitomo Metal Ind Ltd 高温用鋼用サブマ−ジア−ク溶接材料
US5118919A (en) 1990-03-19 1992-06-02 The Lincoln Electric Company Weld metal alloy for high yield strength and method of depositing same
US5365036A (en) 1992-06-22 1994-11-15 The Lincoln Electric Company Flux cored gas shielded electrode
JPH091344A (ja) 1995-06-14 1997-01-07 Kawasaki Steel Corp 低温用高靱性ｕｏｅ鋼管
JPH09285891A (ja) 1996-04-23 1997-11-04 Nippon Steel Corp エレクトロガスアーク溶接用フラックス入りワイヤ
CA2231985C (en) 1997-03-26 2004-05-25 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Welded high-strength steel structures and methods of manufacturing the same
US6608284B1 (en) 2000-05-17 2003-08-19 Illinois Tool Works Inc. Weld wire with enhanced slag removal
US6784401B2 (en) 2001-01-30 2004-08-31 Illinois Tool Works Inc. Welding electrode and method for reducing manganese in fume
US6649872B2 (en) 2001-09-20 2003-11-18 Nippon Steel Welding Products And Engineering Co., Ltd. Flux-cored wire for gas shielded arc welding
JP2004160541A (ja) 2002-09-20 2004-06-10 Daido Steel Co Ltd 溶接ワイヤおよびこのワイヤを用いる溶接方法
US10532435B2 (en) 2003-06-17 2020-01-14 Hobart Brothers Llc Filler composition for high yield strength base metals
US8168922B2 (en) 2004-10-18 2012-05-01 Lincoln Global, Inc. Self-shielded flux cored electrode
US20060096966A1 (en) 2004-11-08 2006-05-11 Lincoln Global, Inc. Self-shielded flux cored electrode for fracture critical applications
US20060144836A1 (en) 2005-01-03 2006-07-06 Lincoln Global, Inc. Cored electrode for reducing diffusible hydrogen
US7732733B2 (en) 2005-01-26 2010-06-08 Nippon Welding Rod Co., Ltd. Ferritic stainless steel welding wire and manufacturing method thereof
US9149891B2 (en) 2005-02-22 2015-10-06 Lincoln Global, Inc. Wire electrode with improved slag properties
US7829820B2 (en) 2005-04-05 2010-11-09 Lincoln Global, Inc. Flux cored electrode with fluorine
US20060226138A1 (en) 2005-04-11 2006-10-12 Lincoln Global, Inc. High strength flux cored electrode

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5192851A (en) * 1988-02-05 1993-03-09 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organization And Welding Industries Limited Cored electrode wires
US5824992A (en) * 1996-06-11 1998-10-20 Illinois Tool Works Inc. Metal-core weld wire with reduced core fill percentage
CN1249980A (zh) * 1999-09-29 2000-04-12 冶金工业部钢铁研究总院 一种金属芯型药芯焊丝
CN1432448A (zh) * 2002-01-13 2003-07-30 伊利诺斯器械工程公司 低碳高速金属焊丝
EP1559498A1 (fr) * 2004-01-21 2005-08-03 La Soudure Autogene Francaise Procédé de soudage hybride arc-laser des aciers ferritiques

Also Published As

Publication number Publication date
CN101015886A (zh) 2007-08-15
EP1818131B1 (en) 2016-05-04
US8664567B2 (en) 2014-03-04
EP1818131A1 (en) 2007-08-15
US20070181549A1 (en) 2007-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101015886B (zh) 金属合金***、形成焊缝的方法和金属芯焊丝
CA2204339C (en) Metal-core weld wire for welding galvanized steels
KR100708267B1 (ko) 자체 차폐 플럭스 코어드 용접봉
AU2006202925C1 (en) Flux system to reduce copper cracking
EP1742760B1 (en) Weld filler for welding dissimilar alloy steels and method of using same
US20060096966A1 (en) Self-shielded flux cored electrode for fracture critical applications
US6787736B1 (en) Low carbon high speed metal core wire
JP6901868B2 (ja) エレクトロスラグ溶接用ワイヤ、エレクトロスラグ溶接用フラックス及び溶接継手
WO2018051823A1 (ja) エレクトロスラグ溶接用ワイヤ、エレクトロスラグ溶接用フラックス及び溶接継手
CN102554495B (zh) 高韧性电气焊自保护药芯焊丝
JP2017131900A (ja) ステンレス鋼フラックス入りワイヤ
JP6492811B2 (ja) 溶接材料並びにそれを用いて形成される溶接金属及び溶接継手
CN1997483B (zh) 用于高屈服强度母材金属的焊料组合物
MX2014010898A (es) Procedimiento para producir junta por soldadura y la junta por soldadura.
JP6690786B1 (ja) ソリッドワイヤ及び溶接継手の製造方法
JP6969705B1 (ja) ガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤ、ガスシールドアーク溶接方法、およびガスシールドアーク溶接継手の製造方法
CN105750762B (zh) 一种全位置焊接碱性药芯焊丝
US20060210826A1 (en) Co-based wire and method for saw tip manufacture and repair
KR101962050B1 (ko) 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어
JP3442563B2 (ja) ６９０ＭＰａ級高張力鋼用ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
JP2020157315A (ja) エレクトロガスアーク溶接用フラックス入りワイヤ
EP3974097A2 (en) Covered electrode for arc welding high strength steel background
JP2010046711A (ja) サブマージアーク溶接用溶融型フラックスおよび低温用鋼のサブマージアーク溶接方法。
JP2009018337A (ja) ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
JP2021049583A5 (zh)

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant