[发明专利]用于形成奥氏体钢和双相钢焊接金属的电极

说明书

所披露的技术总体上涉及可消耗电极焊丝，并且更具体地涉及具有芯壳结构的可消耗电极焊丝，其中该芯包含铬。在一个方面，焊丝包括具有钢组合物的皮和由该皮包围的芯。该芯包含：基于该焊丝的总重量浓度在约12重量％与约18重量％之间的铬(Cr)、基于该焊丝的总重量浓度在约12重量％与约18重量％之间的锰(Mn)、基于该焊丝的总重量浓度在0与约5重量％之间的镍(Ni)、以及浓度大于0重量％的碳(C)，其中，Ni、C和Mn的浓度是使得[Ni]+30[C]+0.5[Mn]小于约12重量％，其中，[Ni]、[C]和[Mn]表示对应元素基于该焊丝的总重量的重量百分比。所披露的技术还涉及被适配成用于使用这些含铬电极焊丝的焊接方法和系统。

发明背景

技术领域

所披露的技术总体上涉及可消耗焊接电极焊丝，并且更具体地涉及含铬的可消耗焊接电极焊丝，并且涉及被适配成用于使用所述含铬电极焊丝的焊接方法和系统。

相关技术的说明

各种焊接技术利用充当金属源的焊丝。例如，在金属电弧焊中，当施加电压时，在可消耗焊接电极焊丝与工件之间产生电弧，该可消耗焊接电极焊丝充当朝向该工件推进的一个电极，该工件充当另一电极。电弧熔化金属焊丝的尖端，由此产生沉积到该工件上以形成焊接件或焊道的熔融金属焊丝的液滴。

对焊接技术的技术和经济需求的复杂性持续增长。例如，对外观和机械性能方面的更高焊道品质的需求持续增长，包括高屈服强度、延展性和断裂韧性。同时，经常需要更高焊道品质，同时保持经济可行性。一些焊接技术旨在通过改进耗材来解决这些竞争性需求，例如，通过改进电极焊丝的物理设计和/或组成。

一种用于解决此类竞争性需求的方法是将添加剂结合到可消耗电极中。一种示例性添加剂是铬(Cr)，其可以被添加以改进所得焊接件的抗氧化/耐腐蚀性。然而，添加此类添加剂可能不足以同时满足一组竞争性焊接件特性，除了耐腐蚀性之外，该组竞争性焊接件特性还可以包括例如抗热裂性和高断裂韧性。此外，可能需要在保持经济可行性的同时满足该组竞争性焊接件性能，这在主要添加剂包括相对昂贵的元素(诸如Cr)时可能是困难的。在下文中，描述了能够满足这些和其他竞争性焊接件特性以及生产率和经济考虑的可消耗焊接电极焊丝、焊接方法和系统的各种实施例。

发明内容

所披露的技术总体上涉及可消耗焊接电极焊丝，并且更具体地涉及具有芯壳结构的含铬焊接可消耗电极焊丝，其中该芯包含铬。所披露的技术还涉及被适配成用于使用这些含铬电极焊丝的焊接方法和系统。

在一个方面，焊丝被配置成用于在焊接过程中充当电极和焊接金属源。该焊丝包括具有钢组合物的皮和由该皮包围的芯。该芯包含：基于该焊丝的总重量浓度在约12重量％与约18重量％之间的铬(Cr)、基于该焊丝的总重量浓度在约12重量％与约18重量％之间的锰(Mn)、基于该焊丝的总重量浓度在0与约5重量％之间的镍(Ni)、以及浓度大于0重量％的碳(C)，其中Ni、C和Mn的浓度是使得[Ni]+30[C]+0.5[Mn]小于约 12重量％，其中[Ni]、[C]和[Mn]表示对应元素基于该焊丝的总重量的重量百分比。

在另一个方面，被配置成用于在焊接过程中充当电极和焊接金属源的焊丝包括由皮包围的芯。该焊丝包含：铁(Fe)、基于该焊丝的总重量浓度在约12重量％与约18重量％之间的铬(Cr)、基于该焊丝的总重量浓度在约12重量％与约18重量％之间的锰(Mn)、基于该焊丝的总重量浓度在0与约5重量％之间的镍(Ni)、基于该焊丝的总重量浓度大于0且小于约0.06重量％的碳(C)、以及基于该焊丝的总重量小于0.03重量％的氮 (N)。