[发明专利]高强度应用中的环缝焊接用的无气方法与系统

说明书

优先权

本发明是2004年4月29日提交的美国申请No.10/834141的 部分继续申请、2004年10月6日提交的美国申请10/959587的部分 继续申请、2005年10月31日提交的美国申请11/263064的部分继 续申请以及2006年1月20日提交的美国专利申请No.11/336506 的部分继续申请，它们的整个公开内容都已综合于此供参考。

技术领域

本发明涉及电弧焊技术，具体涉及利用自屏蔽的熔剂芯的电弧 焊(FCAW-S)条，同时涉及到焊条组成。

背景技术

当前还不存在用无气的或自屏蔽的焊接工艺对高强度管与管道 进行半自动沿周缘进行焊接的商品化的技术方案或方法。这是由于 供无气或自屏蔽焊接用的传统工艺从本质上就限制了它们应用于高 强度焊接。

在应用无气或自屏蔽的焊条时，焊条中用到了种种化学物质与 大气中的氧和氮反应，以防止氧与氮侵入焊缝内。这些化学物质所 用的量要能充分防止氧或氮损害焊接质量。但是这些化学物质例如 钛与铝在形成较强的焊接的同时又有导致焊缝脆化的不利影响。这 种脆性化妨碍了无气或自屏蔽的焊接方法供许多高强度的焊接应 用，例如用于管道焊接，其中通常要求焊接强度能充分满足焊接美 国石油研究院(API)级X-80管道的要求或更高的要求。

此外，虽然存在有方法满足采用气体屏蔽保护焊接方法的要求， 但这些方法同样具有使它们难以达到所要求目标的缺点。具体地说， 采用气体防护方法来焊接高强度管与管道(以及其他应用)的现行 的方法与系统，需要价昂和费时的设备来保护焊接区域不受大气与 化学元素的影响，特别是在管道应用情形，这时的焊接常常是在苛 刻的环境条件下进行。

供参考的综合内容

本发明涉及这样的短电弧焊接方法，它采用自屏蔽的有芯焊条 能满足焊接美国石油研究院(API)级X-80管道的或更高的要求。 在把上述焊接方法与本发明熔剂芯焊条相结合时，存在一种协同关 系。这样，本发明将控制能量输入与淀积的焊接金属的微结构控制 结合到一起，就能实现高的强度与高的韧性。特别是本发明的一个 示例性实施例可以取得超过550MPa的抗屈强度和高于690MPa的 抗张度以及在-20℃下大于60J(joule)的单梁V型切口(CVN)韧 度。

短路电弧焊接系统、技术与相关概念以及管子焊接方法与设备 已一般地陈述于下述各美国专利中，其中的原理已综合于此作为基 础知识信息供参考：Parks，4,717,807；Parks，4,954,691；Parker， 5,676,857；Stava，5,742,029；Stava，5,961,863；Parker， 5,981,906；Nicholson，6,093,906；Stava，6,160,241；Stava， 6,172,333；Nicholson，6,204,478；Stava，6,215,100；Houston， 6,472,634；Stava，6,501,049。