[发明专利]提供具有增加的耐磨性的焊缝的热焊丝消耗品

说明书

优先权

本申请是2013年3月7日递交的美国专利申请No.13/789,205的部分继续申请，并且要求所述美国专利申请No.13/789,205的优先权，所述美国专利申请No.13/789,205要求2012年7月19日递交的美国临时专利申请61/673,496的优先权，所述美国专利申请No.13/789,205和所述美国临时专利申请61/673,496通过引用被全部并入本文。

技术领域

某些实施方案涉及在钎焊(brazing)、熔敷(cladding)、堆焊(building up)、填充、表面硬化(hard-facing)熔覆、焊接以及接合应用中的任一个中使用的填充焊丝(消耗品)。更特别地，某些实施方案涉及在用于钎焊、熔敷、堆焊、填充、表面硬化熔覆、接合以及焊接应用中的任一个的系统中，使用填充焊丝来沉积耐磨材料的系统和方法。

背景技术

在传统弧焊或表面堆焊(surfacing)(熔敷等)操作中，填充焊丝可以被用来使用高温电弧沉积金属到接头中。来自电弧的热量熔化填充焊丝，并且熔化的填充焊丝液滴被添加到焊接熔池。然而，因为电弧的存在，填充焊丝的组成可能由于使用电弧时某些材料和成分不容易转移，或者根本不转移而被限制。这可能由于多种原因，包括电弧的高温，或者由于存在于电弧中的电弧/等离子体动力学。然而，非常符合期望的是使这些组分中的一些沉积到表面堆焊操作或焊接接头中，并且同样地有能够使用其中具有各种组成和组分的填充焊丝的需要。

通过将常规的、传统的以及已提出的手段与如在本申请的其余部分中参照附图所阐述的本发明的实施方案相比，对本领域技术人员来说这样的手段的进一步的局限性和缺点将会变得明显。

发明内容

本发明的实施方案包括在用于钎焊、熔敷、堆焊、填充、表面硬化熔覆、焊接以及接合应用中的任一个的系统中，使用至少一个填充焊丝(消耗品)来沉积耐磨材料的系统和方法。所述填充焊丝由基础填充材料构成，所述基础填充材料符合在各种钎焊、熔敷、堆焊、填充、表面硬化熔覆、焊接以及接合应用中使用的通常已知的消耗品组成。例如，所述基础填充材料可以包括在许多标准低碳钢实心焊丝(比如，例如ER70S-6)中使用的标准材料，比如铁、碳、硅、镍、铬、铜、硫等。除了所述基础填充材料，本发明的消耗品包括耐磨材料。所述耐磨材料包括金刚石晶体、金刚石粉末、碳化钨和铝化物中的至少一种。

所述系统包括高强度能量源，至少在使用激光或热焊丝电源供应器来加热至少一个符合本发明的填充焊丝(消耗品)的同时，所述高强度能量源加热至少一个工件。所述方法包括至少在使用激光或热焊丝电源供应器来加热至少一个符合本发明的填充焊丝(消耗品)的同时，将来自高强度能量源的能量施加到至少一个工件来加热所述至少一个工件。所述高强度能量源可以包括激光装置、等离子弧焊(PAW)装置、气体保护钨极弧焊(GTAW)装置、气体保护金属极弧焊(GMAW)装置、焊剂芯弧焊(FCAW)装置以及埋弧焊(SAW)装置中的至少一个。

从如下的说明书、权利要求书和附图，所要求保护的本发明的这些和其他特点以及图示说明的本发明的实施方案的细节将会被更加完整地理解。

附图简要描述

通过参照附图详细描述本发明的示例性实施方案，本发明的上述和/或其他方面将会更加明显，在所述附图中：

图1图示说明组合填充焊丝送进器和能量源系统的示例性实施方案的功能性示意方框图，所述系统用于钎焊、熔敷、堆焊、填充、表面硬化熔覆、焊接以及接合应用中的任一个；

图2A-图2B图示说明可以在图1的系统中使用的填充焊丝的示例性实施方案；

图3A-图3B图示说明可以在图1的系统中使用的填充焊丝的示例性实施方案；

图4图示说明可以在图1的系统中使用的填充焊丝的示例性实施方案；

图5A图示说明可以使用图2A和图3A中图示说明的填充焊丝的示例性实施方案形成的示例性焊缝的横截面图；

图5B图示说明可以使用图2B和图3B中图示说明的填充焊丝形成的示例性焊缝的横截面图；

图6图示说明可以使用图4中图示说明的填充焊丝形成的示例性焊缝的横截面图；

图7图示说明组合填充焊丝送进器和能量源系统的示例性实施方案的功能性示意方框图，所述系统用于钎焊、熔敷、堆焊、填充、表面硬化熔覆、焊接以及接合应用中的任一个；