用于焊接電極的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明主要涉及焊接，并且更具體地涉及用于電弧焊例如氣體保護金屬極電弧焊(GMAW)或藥芯焊絲電弧焊(FCAW)的電極。在一個實施例中，一種管狀焊絲包括套管和內(nèi)芯。內(nèi)芯包括共同構(gòu)成內(nèi)芯的10%以下重量的碳源和鉀源。而且，碳源選自以下群組：炭黑、燈黑、碳納米管和金剛石。
【專利說明】用于焊接電極的系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及焊接，并且更具體地涉及用于電弧焊例如氣體保護金屬極電弧焊(GMAff)或藥芯焊絲電弧焊(FCAW)的電極。

【背景技術(shù)】
[0002]焊接是一種已經(jīng)在很多行業(yè)普及的用于多種應用場合的過程。例如，經(jīng)常要在例如造船、海上平臺、建筑物、軋管機等應用場合使用焊接。某些焊接技術(shù)(例如氣體保護金屬極電弧焊(GMAW)、氣體保護藥芯焊絲電弧焊(FCAW-G)和氣體保護鎢極電弧焊(GTAW))通常使用保護氣(例如氬氣、二氧化碳或氧氣)以于焊接過程期間在焊弧和熔池內(nèi)及其周圍提供特定的局部氛圍，而另一些焊接技術(shù)(例如藥芯焊絲電弧焊(FCAW)、埋弧焊(SAW)和自動保護金屬極電弧焊(SMAW))則并沒有這樣做。另外，某些類型的焊接可以涉及焊絲形式的焊接電極。焊絲通?？梢栽诤附舆^程期間提供用于焊縫的填料金屬供給并且提供用于電流的路徑。而且，某些類型的焊絲(例如管狀焊絲)可以包括通常能夠改變焊接過程和/或所得焊縫性質(zhì)的一種或多種成分(例如焊藥、穩(wěn)弧劑或其他添加劑)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在一個實施例中，一種管狀焊絲電極包括套管和內(nèi)芯。內(nèi)芯包括共同構(gòu)成內(nèi)芯的10%以下重量的碳源和鉀源。而且，碳源選自以下群組:炭黑、燈黑、碳納米管和金剛石。
[0004]在另一個實施例中，一種焊接方法包括將焊絲電極輸送到焊接裝置內(nèi)。焊絲電極包括套管和內(nèi)芯，并且內(nèi)芯包括共同構(gòu)成內(nèi)芯的10%以下重量的碳源和穩(wěn)定劑。所述方法還包括在焊絲電極和包覆金屬工件之間形成焊弧。
[0005]在另一個實施例中，一種焊接系統(tǒng)包括構(gòu)造成接納焊絲電極的焊槍。焊絲電極包括共同構(gòu)成焊絲電極的10%以下重量的碳源和堿金屬源。而且，焊槍構(gòu)造成在焊絲電極和工件之間保持電弧的同時以所需模式循環(huán)移動焊絲電極。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]本發(fā)明的各種特征、應用和優(yōu)點將在參照附圖閱讀以下的詳細說明時得到更好的理解，其中同樣的附圖標記在附圖中始終表示相同的部件，在附圖中:
[0007]圖1是根據(jù)本公開實施例得到的氣體保護金屬極電弧焊(GMAW)系統(tǒng)的框圖；
[0008]圖2是根據(jù)本公開實施例得到的管狀焊接電極的截面圖；
[0009]圖3是根據(jù)本公開實施例得到的一種過程，通過該過程即可將管狀焊接電極用于焊接工件；以及
[0010]圖4是根據(jù)本公開實施例得到的一種用于制作管狀焊接電極的過程。

【具體實施方式】
[0011]如上所述，某些類型的焊接電極(例如管狀焊絲)可以包括通常能夠改變焊接過程和/或所得焊縫性質(zhì)的一種或多種成分(例如焊藥、穩(wěn)弧劑或其他添加劑)。相應地，本公開涉及加入了各種形式的碳(例如石墨、石墨烯、炭黑、燈黑、金剛石或類似碳源)以穩(wěn)定電弧和/或改變焊縫化學性質(zhì)(例如增加碳含量)的焊接電極組成。而且，本焊接電極實施例可以進一步包括其他的穩(wěn)定劑，例如堿金屬化合物(也就是I族元素，例如鋰(Li)、鈉(Na)、鉀⑷、銣(Rb)或銫(Cs)的化合物)，堿土金屬化合物(也就是2族元素，例如鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)的化合物)，稀土硅化物以及另一些元素(例如鈦、錳或類似元素)和礦物質(zhì)(例如黃鐵礦、磁鐵礦等)。如下所述，公開的焊接電極可以實現(xiàn)包覆工件(例如鍍覆、鍍鋅、噴涂、鍍鋁、滲碳(carburized)或類似地包覆工件)和/或較薄的工件(例如20-、22-、24-gauge或更薄的工件)的焊接。另外，公開的焊接電極基本上實現(xiàn)了不同焊接結(jié)構(gòu)(例如直流反接(DCEN)、直流正接(DCEP)、可變極性、脈沖直流(DC)、平衡或非平衡交流(AC)極性波形)和不同焊接方法(例如涉及焊接期間焊接電極的圓形或蛇形移動)下的可接受焊縫。
[0012]應該意識到如本文所用的術(shù)語“管狀焊接電極”或“管狀焊絲”可以指代具有金屬套管和顆粒狀或粉末狀內(nèi)芯的任意焊絲或電極例如金屬內(nèi)芯或藥芯的焊接電極。還應該意識到術(shù)語“穩(wěn)定劑”通?？梢杂糜谥复峁╇娀『?或焊縫質(zhì)量改善的任何管狀焊接件成分。
[0013]轉(zhuǎn)至附圖，圖1根據(jù)本公開示出了使用焊接電極(例如管狀焊絲)的氣體保護金屬極電弧焊(GMAW)系統(tǒng)10的實施例。應該意識到盡管此處的討論可以具體關(guān)注圖1所示的GMAW系統(tǒng)10，但是本文公開的焊接電極也可以有助于任何使用焊接電極的電弧焊過程(例如FCAW、FCAff-G, GTAff, SAW、SMAff或類似的電弧焊過程)。焊接系統(tǒng)10包括焊接供電單元12、焊接送絲機14、供氣系統(tǒng)16和焊槍18。焊接供電單元12通常為焊接系統(tǒng)10供電并且可以通過纜束20耦合至焊接送絲機14以及利用具有夾頭26的引線電纜24耦合至工件22。在圖示的實施例中，焊接送絲機14通過纜束28耦合至焊槍18，目的是為了在焊接系統(tǒng)10工作期間向焊槍18提供可消耗的管狀焊絲(也就是焊接電極)和電力。在另一個實施例中，焊接供電單元12可以耦合至焊槍18并直接為焊槍18供電。
[0014]焊接供電單元12通?？梢园◤慕涣麟娫?0 (例如交流電網(wǎng)、發(fā)動機/發(fā)電機組或其組合)接收輸入功率、調(diào)制(condit1n)輸入功率并通過電纜20提供直流或交流輸出功率的功率轉(zhuǎn)換電路。因此，焊接供電單元12可以根據(jù)焊接系統(tǒng)10的要求給焊接送絲機14供電，從而相應地給焊槍18供電。終止于夾頭26的引線電纜24將焊接供電單元12耦合至工件22以閉合焊接供電單元12、工件22和焊槍18之間的電路。焊接供電單元12可以包括能夠根據(jù)焊接系統(tǒng)10的要求所規(guī)定的那樣將交流輸入功率轉(zhuǎn)換為直流正接(DCEP)輸出、直流反接(DCEN)輸出、直流可變極性、脈沖直流或可變平衡(例如平衡或非平衡)交流輸出的電路元件(例如變壓器、整流器、開關(guān)等)。應該意識到本文公開的焊接電極(例如管狀焊絲)能夠針對多種不同的供電結(jié)構(gòu)實現(xiàn)焊接過程的改進(例如改進電弧穩(wěn)定性和/或改進焊縫質(zhì)量)。
[0015]圖示的焊接系統(tǒng)10包括從一個或多個保護氣源17向焊槍18供應保護氣或保護氣體混合物的供氣系統(tǒng)16。在圖示的實施例中，供氣系統(tǒng)16通過導氣管32直接耦合至焊槍18。在另一個實施例中，供氣系統(tǒng)16可以改為耦合至送絲機14，并且送絲機14可以調(diào)節(jié)從供氣系統(tǒng)16到焊槍18的氣體流量。如本文所用的保護氣可以指代能夠為了提供特定的局部氛圍(例如保護電弧、提高電弧穩(wěn)定性、限制金屬氧化物的形成、改善金屬表面的潤濕、改變焊縫熔敷的化學反應等)而提供給電弧和/或熔池的任何氣體或氣體混合物。在某些實施例中，保護氣流可以是保護氣或保護氣體混合物(例如氬氣(Ar)、氦氣(He)、二氧化碳(CO2)、氧氣(O2)、氮氣(N2)、類似合適的保護氣或其任意的混合物)。例如，(通過譬如管路32輸送的)保護氣流可以包括Ar、Ar/C02混合物、Ar/C02/02混合物、Ar/He混合物坐寸ο
[0016]因此，圖示的焊槍18通常是接納焊接電極(也就是管狀焊絲)、接收來自焊接送絲機14的電力以及來自供氣系統(tǒng)16的保護氣流，其目的是為了執(zhí)行工件22的GMAW。在工作期間，焊槍18可以送到工件22附近以使得在可消耗的焊接電極(也就是離開焊槍18接觸端的焊絲)和工件22之間能夠形成電弧34。另外，如下所述，通過控制焊接電極(也就是管狀焊絲)的組成即可改變電弧34和/或得到的焊縫(例如組成和物理特性)的化學性質(zhì)。例如，焊接電極可以包括能夠用作穩(wěn)弧劑并且進一步還可以變成至少部分地熔入焊縫從而影響焊縫機械性質(zhì)的焊藥或合金成分。而且，焊接電極(也就是焊絲)的某些成分還可以在電弧附近提供附加的保護氛圍，影響電弧的傳導性質(zhì)和/或給工件表面脫氧。
[0017]圖2示出了本發(fā)明公開的焊接電極實施例的截面圖。圖2示出的管狀焊接電極50 (例如管狀焊絲50)包括封裝顆粒狀或粉末狀內(nèi)芯54的金屬套管52。金屬套管52可以由任意合適的金屬或合金(例如高碳鋼、低碳鋼或其他合適的金屬或合金)制成。應該意識到由于金屬套管52通?？梢蕴峁┯糜诤缚p的填料金屬，因此金屬套管52的組成可以影響所得焊縫的組成。所以金屬套管52可以包括能夠選擇用于提供期望焊縫性質(zhì)的添加劑或雜質(zhì)(例如鐵氧化物、碳、堿金屬、錳或者類似的化合物或元素)。圖示管狀焊接電極50的顆粒狀內(nèi)芯54通常可以是壓縮粉末，其組成如下所述在某些實施例中可以包括碳源和堿金屬化合物。碳源、堿金屬化合物和其他成分(例如其他的焊藥或合金成分)可以均質(zhì)或非均質(zhì)地(例如成塊或團56地)設(shè)置在顆粒狀內(nèi)芯54中。另外，對于某些焊接電極實施例(譬如金屬芯焊接電極)，顆粒狀內(nèi)芯54可以包括能夠為焊縫提供至少一部分填料金屬的一種或多種金屬(例如鐵、鐵氧化物或其他的金屬)。
[0018]管狀焊接電極50內(nèi)可以存在的其他成分(也就是除了一種或多種碳源和一種或多種堿金屬化合物以外的成分)示例包括例如能夠在可從Illinois Tool Works公司購得的METALLOY X-CEL?焊接電極中發(fā)現(xiàn)的其他穩(wěn)定成分、焊藥成分和合金成分。一般而言，一種或多種碳源和一種或多種堿金屬化合物的組合相對于顆粒狀內(nèi)芯54或整個管狀焊接電極50的總重量百分比可以在約0.01%到約10%之間。應該注意重量百分比通常是指鉀源和碳源整體的重量貢獻而不僅僅是元素鉀或碳的重量貢獻。例如，在某些實施例中，一種或多種碳源和一種或多種堿金屬化合物的組合的總百分比可以在約0.01%到約8%之間、在約
0.05%到約5%之間或者在約0.1%到約4%之間。應該意識到在有電弧34的條件下，焊絲的組成(例如金屬套管52、顆粒狀內(nèi)芯54等)可以改變物理狀態(tài)、化學反應(例如氧化、分解等)或者變成基本上未被焊接過程改性地熔入焊縫中。
[0019]存在于顆粒狀內(nèi)芯54和/或金屬套管52內(nèi)的碳源可以有多種形式并且可以穩(wěn)定電弧34和/或增加焊縫的碳含量。例如，在某些實施例中，石墨、石墨烯、納米管、富勒烯或類似基本為Sp2雜化的碳源均可被用作管狀焊接電極50內(nèi)的碳源。而且，在某些實施例中，石墨烯或石墨還可以被用于提供可能存在于碳板之間孔隙空間內(nèi)的其他成分(例如水分、氣體、金屬等)。在另一些實施例中，基本為SP3雜化的碳源(例如微米或納米金剛石、碳納米管、巴克球)可以被用作碳源。在又一些實施例中，基本為無定形的碳(例如炭黑、燈黑、煙灰或類似的無定形碳源)可以被用作碳源。而且，盡管本公開可以將這種成分稱作“碳源”，但是應該意識到碳源也可以是能夠包含非碳元素(例如氧、鹵素、金屬等)的化學改性碳源。例如，在某些實施例中，管狀焊接電極50可以(例如在顆粒狀內(nèi)芯54和/或金屬套管54內(nèi))包括其中可包含約20%錳含量的炭黑碳源。
[0020]另外，管狀焊接電極50還可以包括用于穩(wěn)定電弧34的一種或多種堿金屬化合物。也就是說，管狀焊接電極50的顆粒狀內(nèi)芯54和/或金屬套管52可以包括一種或多種I族和2族元素，也就是鋰(Li)、鈉(Na)、鉀⑷、銣(Rb)、銫(Cs)、鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(ca)、鍶(Sr)或鋇(Ba)的化合物。示例性化合物的非限制性列表包括I族(也就是堿金屬)和2族(也就是堿土金屬)的硅酸鹽、鈦酸鹽、鈦酸錳鹽、藻酸鹽、碳酸鹽、齒化物、磷酸鹽、硫化物、氫氧化物、氧化物、高錳酸鹽、硅齒化物、長石、銫榴石、輝鑰礦和鑰酸鹽。例如，在一個實施例中，管狀焊接電極50的顆粒狀內(nèi)芯54可以包括鈦酸錳鉀、硫酸鉀、鈉長石、鉀長石和/或碳酸鋰。發(fā)明名稱為 “STRAIGHT POLARITY METAL CORED WIRES” 的美國專利 US7087860和發(fā)明名稱為“STRAIGHT POLARITY METAL CORED WIRE”的美國專利US6723954中介紹了可以使用的碳源和堿金屬化合物的類似示例，這兩篇文獻的全部內(nèi)容均以參見方式被引入以用于所有目的。
[0021]另外，管狀焊接電極50還可以包括其他的穩(wěn)定成分。稀土元素通?？梢詾殡娀?4提供穩(wěn)定性并且可以影響所得焊縫的性質(zhì)。例如，在某些實施例中，管狀焊接電極50可以使用稀土硅化物，例如其中可以包括稀土元素(譬如鈰)的(譬如可從伊利諾斯州的Miller and Company of Rosemont公司購得的)稀土娃化物。進一步地，管狀焊接電極50可以附加或可選地包括其他的元素和/或礦物質(zhì)以提供電弧的穩(wěn)定性和控制所得焊縫的化學性質(zhì)。例如，在某些實施例中，管狀焊接電極50的顆粒狀內(nèi)芯54和/或金屬套管52可以包括某些元素(例如鈦、錳、鋯、氟或其他元素)和/或礦物質(zhì)(例如黃鐵礦、磁鐵礦等)。作為具體的示例，某些實施例在顆粒狀內(nèi)芯54中可以包括硅化鋯、鎳鋯或者鈦、鋁和/或鋯的合金。具體地，包括各種硫化物、硫酸鹽和/或亞硫酸鹽化合物(例如二硫化鑰、亞硫酸錳、硫酸鋇、硫酸鈣或硫酸鉀)的含硫化合物或者含硫化合物或礦物質(zhì)(例如黃鐵礦、石膏或類似的含硫物質(zhì))均可被包含在顆粒狀內(nèi)芯54中以通過改進焊道形狀和幫助焊渣脫離來改善所得焊縫的質(zhì)量，這一點在如下所述焊接鍍鋅工件時特別有效。
[0022]一般而言，管狀焊接電極50通?？梢苑€(wěn)定用于工件22的電弧34的形成。因此，公開的管狀焊接電極50可以提高焊接過程期間的熔敷率同時減少焊瘤(splatter)。進一步應該意識到改善了穩(wěn)定性的電弧34基本上可以實現(xiàn)包覆金屬工件的焊接。示例性包覆工件的非限制性列表包括噴涂、密封、鍍鋅、熱鍍鋅(galvanealed)、鍍覆(例如鍍鎳、鍍銅、鍍錫或利用類似金屬的電鍍或化學鍍)、鍍鉻、涂覆亞硝酸鹽、鍍鋁或滲碳的工件。例如，在鍍鋅工件的情況下，本文公開的管狀焊接電極50基本上可以改善電弧34的穩(wěn)定性和熔深以使得能夠跟工件22外面的鋅涂層無關(guān)地實現(xiàn)良好的焊縫。另外，通過改善電弧34的穩(wěn)定性，公開的管狀焊接電極50跟使用其他焊接電極可以達到的效果相比基本上可以實現(xiàn)更薄工件的焊接。例如，在某些實施例中，公開的管狀焊接電極50可以被用于焊接厚度約為16-、20-、22-、24-gauge的金屬或者甚至是更薄的工件。
[0023]此外，公開的管狀焊接電極50還可以跟某些焊接方法或技術(shù)(例如焊接電極在焊接操作期間以特定方式移動的技術(shù))相結(jié)合，從而可以進一步增強焊接系統(tǒng)10用于特定類型工件的堅固性。例如，在某些實施例中，焊槍18可以被設(shè)置為將電極在焊槍18內(nèi)以期望的模式(例如圓形、自旋弧或蛇形的模式)循環(huán)或周期性地移動，目的是為了將電弧34保持在管狀焊接電極50和工件22之間(例如僅保持在管狀焊接電極50的套管52和工件22之間)。作為具體的示例，在某些實施例中，公開的管狀焊接電極50可以跟例如在申請?zhí)枮?1/576，850 且發(fā)明名稱為 “DC ELECTRODE NEGATIVE ROTATING ARC WELDING METHOD ANDSYSTEM”的美國專利臨時申請中介紹的那些焊接方法一起使用，在此以參見方式引入這篇文獻的全部內(nèi)容以用于所有目的。應該意識到這樣的焊接技術(shù)在如上所述焊接薄工件(例如具有20-、22_或24-gauge的厚度)時可以特別有效。
[0024]圖3示出了過程60的實施例，通過該過程即可利用公開的焊接系統(tǒng)10和管狀焊接電極50來焊接工件22。圖示的過程60以將管狀焊接電極50 (也就是焊絲50)輸送至焊接裝置(例如焊槍18)開始(方框62)。另外，過程60包括在焊接裝置的接觸端(例如焊槍18的接觸端)附近提供保護氣流(例如100%的氬氣、75%的氬氣/25%的二氧化碳、90%的氬氣/10%的氦氣或者類似的保護氣流)(方框64)。在另一些實施例中，可以使用未采用供氣系統(tǒng)(例如圖1所示的供氣系統(tǒng)16)的焊接系統(tǒng)并且管狀焊接電極50的一種或多種成分(例如鋁、鐵或氧化鎂)可以提供保護氣成分。接下來，管狀焊接電極50可以被送到工件22附近以使得能夠在管狀焊接電極50和工件22之間形成電弧34 (方框66)。應該意識到電弧34可以利用例如GMAW系統(tǒng)10所用的DCEP、DCEN、直流可變極性、脈沖直流、平衡或非平衡的交流電源結(jié)構(gòu)來生成。而且，如上所述，在某些實施例中，管狀焊接電極50可以根據(jù)特定的模式和/或幾何形狀(例如自旋弧、渦旋模式或蛇形模式)相對于工件22循環(huán)或周期性地移動(方框68)，以使得能夠在焊接過程期間保持電弧34(例如基本上保持在管狀焊接電極50的金屬套管52和工件22之間)。另外，在某些實施例中，管狀焊接電極50和/或管狀焊接電極50在焊接期間的循環(huán)移動通?？梢詫崿F(xiàn)較薄(例如小于20gauge)工件以及噴涂、鍍鋅、熱鍍鋅、鍍覆、鍍鋁、鍍鉻、滲碳或其他類似包覆工件的焊接。
[0025]圖4示出了過程70的實施例，通過該過程即可制作管狀焊接電極50。過程70以輸送扁平金屬條通過多個模具從而將金屬條成形為部分圓形的金屬套管52 (例如形成半圓形或凹槽)來開始(方框72)。在金屬條已被部分成形為金屬套管52之后，就可以用顆粒狀內(nèi)芯54進行填充(方框74)。因此，部分成形的金屬套管52可以用各種粉末狀的焊藥或合金成分(例如鐵氧化物、金屬鋅或者類似的焊藥和/或合金成分)填充。更具體地，在各種焊藥和合金成分中可以加入一種或多種碳源和一種或多種堿金屬化合物以使得它們共同構(gòu)成管狀焊接電極50和/或顆粒狀內(nèi)芯材料54的10%以下。而且，在某些實施例中，也可以將其他的成分(例如稀土硅化物、磁鐵礦、鈦酸鹽、黃鐵礦和/或其他類似成分)加入部分成形的金屬套管52。一旦顆粒狀內(nèi)芯材料54中的成分已被加入部分成形的金屬套管52，那么隨后部分成形的金屬套管52即可被輸送通過一種或多種模具從而可以基本上封閉金屬套管52以使其基本上圍繞顆粒狀內(nèi)芯材料54(例如形成接縫58)(方框76)。另夕卜，封閉的金屬套管52隨后可以被輸送通過多種模具(例如拉伸模具)以通過壓縮顆粒狀內(nèi)芯材料54來減小管狀焊接電極50的直徑(方框78)。
[0026]盡管在本文中僅僅圖示和介紹了本發(fā)明的某些特征，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以得到多種變形和修改。因此應該理解所附權(quán)利要求意在覆蓋落入本發(fā)明實質(zhì)范圍內(nèi)的所有這些變形和修改。
【權(quán)利要求】
1.一種管狀焊絲，包括: 套管和內(nèi)芯，其中所述內(nèi)芯包括共同構(gòu)成內(nèi)芯的10%以下重量的碳源和鉀源，并且其中所述碳源選自以下群組:炭黑、燈黑、碳納米管和金剛石。
2.如權(quán)利要求1所述的管狀焊絲，其中所述鉀源包括硅酸鉀、鈦酸鉀、藻酸鉀、碳酸鉀、氟化鉀、磷酸鉀、硫化鉀、氫氧化鉀、氧化鉀、高錳酸鉀、氟硅酸鉀、鉀長石、鑰酸鉀或其組合。
3.如權(quán)利要求1所述的管狀焊絲，其中所述管狀焊絲包括硫源，所述硫源包括亞硫酸錳、二硫化鑰、石膏、硫酸鈣、硫酸鋇或黃鐵礦。
4.如權(quán)利要求1所述的管狀焊絲，其中所述管狀焊絲包括稀土硅化物。
5.如權(quán)利要求1所述的管狀焊絲，其中所述碳源和鉀源共同構(gòu)成內(nèi)芯的0.1%到3%之間的重量。
6.如權(quán)利要求1所述的管狀焊絲，其中所述碳源和鉀源共同構(gòu)成內(nèi)芯的0.01%到8%之間的重量。
7.如權(quán)利要求1所述的管狀焊絲，其中所述碳源和鉀源共同構(gòu)成內(nèi)芯的0.05%到5%之間的重量。
8.一種焊接方法，包括: 將焊絲電極輸送到焊接裝置內(nèi)，其中所述焊絲電極包括套管和內(nèi)芯，并且其中所述內(nèi)芯包括共同構(gòu)成內(nèi)芯的10%以下重量的碳源和穩(wěn)定劑；以及在焊絲電極和包覆金屬工件之間形成焊弧。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，包括向焊弧附近提供保護氣流，其中所述保護氣流包括氬氣、二氧化碳、氧氣、氮氣、氦氣或其組合。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述包覆金屬工件包括鍍鋅或熱鍍鋅的工件。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述包覆金屬工件包括已被噴涂、鍍覆、鍍鉻、鍍鋁、滲碳、涂覆亞硝酸鹽或其組合的金屬工件。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述穩(wěn)定劑包括硅酸鉀、鈦酸鉀、藻酸鉀、碳酸鉀、氟化鉀、磷酸鉀、硫化鉀、氫氧化鉀、氧化鉀、高錳酸鉀、氟硅酸鉀、鉀長石、鉀輝鑰礦或其組口 ο
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述穩(wěn)定劑包括磁鐵礦、黃鐵礦、鈦、鋯、稀土硅化物或其組合。
14.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述工件包括16gauge或更小的厚度。
15.一種焊接系統(tǒng)，包括: 構(gòu)造成接納焊絲電極的焊槍，其中所述焊絲電極包括共同構(gòu)成焊絲電極的10%以下重量的碳源和金屬源，其中所述金屬源包括堿金屬源、堿土金屬源或其任意組合，并且其中所述焊槍構(gòu)造成在焊絲電極和工件之間保持電弧的同時以所需模式循環(huán)移動焊絲電極。
16.如權(quán)利要求15所述的焊接系統(tǒng)，其中所述焊接系統(tǒng)構(gòu)造成利用選自以下群組的供電配置進行焊接:直流正接(DCEP)、直流(DC)可變極性、脈沖直流、平衡交流(AC)和非平衡交流。
17.如權(quán)利要求15所述的焊接系統(tǒng)，其中所述堿金屬源包括堿金屬硅酸鹽、堿金屬鈦酸鹽、堿金屬藻酸鹽、堿金屬碳酸鹽、堿金屬齒化物、堿金屬磷酸鹽、堿金屬硫化物、堿金屬氫氧化物、堿金屬氧化物、堿金屬高錳酸鹽、堿金屬長石、堿金屬銫榴石、堿金屬鑰酸鹽或其組合。
18.如權(quán)利要求15所述的焊接系統(tǒng)，其中所述堿土金屬源包括堿土金屬硅酸鹽、堿土金屬鈦酸鹽、堿土金屬藻酸鹽、堿土金屬碳酸鹽、堿土金屬齒化物、堿土金屬磷酸鹽、堿土金屬硫化物、堿土金屬氫氧化物、堿土金屬氧化物、堿土金屬高猛酸鹽、堿土金屬長石、堿土金屬銫榴石、堿土金屬鑰酸鹽或其組合。
19.如權(quán)利要求15所述的焊接系統(tǒng)，其中所述焊接系統(tǒng)構(gòu)造成焊接鍍鋅、噴涂、鍍覆、鍍鉻或鍍鋁的工件。
20.如權(quán)利要求15所述的焊接系統(tǒng)，包括構(gòu)造成向焊槍供應保護氣的供氣系統(tǒng)，并且其中保護氣流包括氬氣、二氧化碳、氧氣、氮氣、氦氣或其組合。
【文檔編號】B23K35/38GK104144765SQ201380003373
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年3月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月12日
【發(fā)明者】史蒂文·巴霍斯特, 馬里奧·阿馬塔 申請人:霍伯特兄弟公司