焊絲及其制造方法技術

一種用于電弧焊的焊絲及其制造方法，其中所述焊絲是一根由一系列特殊區段組成的具有一有效外徑的實心金屬，所述區段每一段有一定的體積，并被起連接作用的橋接元件連接在一起，所說的實心金屬段的橫截面積大于所說的實心金屬橋接元件的橫截面積。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電弧焊
，即將焊絲指向要焊接的工件，電流通過焊絲傳向工件建立電弧焊過程，使指向工件的焊絲端部熔化，將熔化的金屬堆焊在工件上，更具體地說，本專利技術涉及電弧焊工序中所用的改進的電。本專利技術所指的電弧焊涉及使用通常存儲在焊絲盤上或卷筒上的焊絲，電焊絲通過一個管狀接線柱從供給卷筒被送向工件，所以電流可以通過接線柱傳給被送進的電焊絲，通過電焊絲將電流傳給工件。根據加熱公式I2R，使電流對電焊絲進行加熱，因此電焊絲端部被熔化并通過電弧或別的電學和機械現象將熔化的金屬堆焊在工件上。因此送進的電焊絲傳導焊接電流，該電流熔化焊絲，并將焊絲端部熔化的金屬堆焊在工件上。這些年來對焊絲已經作了很多改進，此類電焊絲通常是具有預定的直徑和潤滑的表面的實心焊絲，所以它以可控制的送進速度被送進，并熔化和堆焊在工件上。保護氣體可以被用來包圍送進的電焊絲。實心電焊絲可產生優良的電弧焊特性，但是電焊絲上經常必須裝備焊劑和合金成份，以便使熔化的金屬成份滿足焊接工藝所期望的冶金要求。為了實現這些附加的特征，本領域慣用方法是用焊劑成份和/或合金粉末組成中心芯部，以鋼材蒙皮包裹中心芯部而形成焊絲。因此，有多種具有芯部的焊絲。利用使焊絲帶有芯部原理，焊劑可以沿送進焊絲的長度上均勻分布。當用某些規格的鋼材做蒙皮時，芯部可用合金粉末。這些金屬芯部焊條在芯部使用粉末金屬以使堆焊的金屬適合特定的焊接工序。在一些焊接工序中使用焊劑芯部電焊絲或金屬芯部電焊絲具有很多優點，實際上，有許多焊劑和金屬粉末的混合物被用在焊絲芯部的例子。這些用于電弧焊的帶芯部的焊絲或焊條的優點可以被實心電焊絲產生更優良的電弧焊的事實稍微抵銷。由于用焊劑芯部焊絲或金屬芯部焊絲，金屬在電弧中心和在圍繞電弧的蒙皮內。無論實心金屬焊絲還是金屬芯部焊絲，它們沿焊絲單位長度上大體上都有恒定的電阻，該電阻控制電弧焊工序，特別是在恒定電壓電弧焊工序。在一些電弧焊工序中，希望電焊絲單位長度上有增加的電阻用來優化電弧焊工藝，但這樣的修正影響被堆焊的金屬量。實心金屬電焊絲和金屬芯部電焊絲都可滿足電弧焊領域的需求，但它們也有被其物理特性制約所導致的缺陷，即在某些情況下，不允許優化焊接工序的電子特性。本專利技術涉及一種實心金屬電焊絲，該電焊絲具有特殊量化的區段以利于較多的金屬液滴轉移。每一個區段實質上都有相同的體積。采用常規恒定電壓焊接源，被橋接元件分開的具有特殊量化區段的實心電焊絲工作的相當出色。電流和熱被有效電阻或電焊絲單位長度上的電阻所控制，通過在較大區段之間使用起連接作用的較小的橋接元件可以增加所述的有效電阻。這種實心電焊絲具有容易制造的優點，即用形成一系列間隔的凹槽以在相鄰凹槽之間產生量化區段的方式，通過簡單加工現有的MIG金屬絲而獲得該種電焊絲。所述的凹槽可以用生產實心焊絲的設備或焊接場所中鄰近送絲機構的設備來制造，所述的焊接工位通常是機器人焊接工位。通過使用具有一定間隔的量化區段的實心焊絲，脈沖電弧焊可以被協調，以使脈沖頻率和電焊絲送進速率在每一個電流脈沖時刻形成一個量化區段。這種協調可以穩定脈沖波形傳送，因此在一個電流脈沖周期，一個單獨金屬液滴剝落可以被取得，并被用來以本領域所公知的方法優化焊接性能。電焊絲被通過電焊絲的電流加熱，電焊絲的電阻對加熱起直接的作用。因此通過在量化區段之間使用較小的面積，有效的電阻或單位長度上的電阻被增加，當在焊接工序中使用恒定電壓時，電流被減小。電阻的調整可以控制送進的電焊絲的加熱，所述的調整是由橋接元件的面積和長度所決定，所述的橋接元件就是確定一定間隔的量化區段的凹槽。通過使用本專利技術，電焊絲單位長度上的電阻比具有同樣外徑的實心電焊絲更高。在高堆焊速率下，這是一個優點，這是因為單位重量的電焊絲所輸入工件的熱量可以被減少，因而擴展了恒定電壓焊接工序的穩定范圍。通過減少量化區段之間的橋接元件的橫截面積，可以用簡潔的方式修正單位長度上的電阻。凹槽形狀可以是環形凹槽或別的減少面積和在量化區段之間增加電阻的結構，所述的凹槽在實心電焊絲的量化區段之間構成橋接元件。如果橋接元件是環形溝槽形式，實心電焊絲可以被提供助熔劑、填充物或合金添加劑，使被溝槽攜帶的添加劑并不影響金屬絲外徑。電接觸維持在量化區段的外部。通過調整量化區段和形成橋接元件的溝槽之間相對長度，實心電焊絲的每次焊接送進長度上可以被提供所期望數量的焊劑或合金添加劑。此種電焊絲既具有標準電焊絲的優點，又附加有焊劑芯部或金屬芯部的電焊絲的優點。為了保護存儲在構成橋接元件的凹槽所形成的間隙內的助熔劑、填充物或合金添加劑，專利技術的另一個方面是指在本專利技術所述的電焊絲上包上金屬蒙皮。蒙皮可以是鋼材或銅以增強從焊接設備到正在送進的實心金屬焊絲之間電解觸的導電性。因此，可阻止對助熔劑、填充物或合金添加劑的濕氣污染和物理損害。通過使用標準螺旋纏繞技術可以將蒙皮或外罩機械地圍繞在具有間隔的量化區段的焊絲上。蒙皮或外罩圍繞著焊絲，并用與普通芯部焊絲相同的制造技術隨焊絲一起被拉或軋。只要圍繞著量化區段的蒙皮或外是導電的，可以用電鍍技術或等離子噴射技術制造蒙皮或外罩。實際上，這種蒙皮或外罩可圍繞在組成實心金屬焊絲的量化區段上，無需在焊絲上裝有僅可用于加強電子性能的或被用于自動或半自動電弧焊工藝的存儲在卷筒上的送帶的金屬焊絲的外觀的填充物。本專利技術提供一種用于電弧焊的焊絲，其中，所述的焊絲是一根具有有效外徑的實心金屬，所說的實心金屬由一系列特殊的區段所組成，所述的區段每一段有經選擇的體積，并被起連接作用的橋接元件連接在一起，所說的實心金屬段的橫截面積大于所說的實心金屬橋接元件的橫截面積。采用此方式，實心金屬焊絲具有特殊量化區段。通過控制橋接元件的輪廓，焊絲單位長度上的電阻可以被改變，以控制焊接工序，所以堆焊給定數量的熔化金屬需要較小的電流強度。根據本專利技術另一方面，橋接元件由凹槽組成，例如環形溝槽，凹槽內可裝有助熔劑、合金粉末或別的元素用以控制金屬焊絲的冶金和助熔性能，同時保持實心金屬電弧焊絲的優點。根據本專利技術另一方面，特殊量化的金屬區段有一最大橫截面積，該橫截面積基本上確定了實心金屬焊絲的有效直徑，同時橋接元件也有一最大橫截面積，后者的最大橫截面積小于量化區段的最大橫截面積。本專利技術提供一種用于電弧焊的實心焊絲的制造方法，該方法包括如下步驟1)沿著一指定路徑輸送一根實心金屬焊絲；2)在所述的焊絲上以等間距形成一系列凹槽，因而確定了一系列特殊的金屬段，每一金屬段都有一經選擇的體積。這些量化的金屬段被橋接元件連接在一起，所述的橋接元件由間隔的凹槽的形狀所確定。實踐中，凹槽是實心金屬焊絲上的量化的金屬段之間的環形溝槽。按照本專利技術的另一方面，本專利技術方法包括將顆粒狀助熔劑或合金粉末沉積在凹槽內的步驟。用此方式，凹槽可控制合金添加劑和/或助熔劑沿實心焊絲長度上的均勻分布，而不利用芯部焊絲原理。該方法也設想了進一步實現本專利技術的一方面，其中一種鋼材或別的導電材料形成的金屬蒙皮圍繞實心金屬焊絲。利用本專利技術，一系列特殊的量化的金屬段可以具有實心金屬焊絲的有效電阻，所述的金屬段通過起連接作用的橋接元件而被連接在一起，通過調整段和橋接元件之間關系來控制該電阻。本專利技術提供一種控制用于電弧焊的實心金屬焊絲單位長度上的電阻的方法，它包括如下步驟提供實心本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于電弧焊的焊絲，所述焊絲是一根由一系列特殊的段組成的具有一有效外徑的實心金屬，所述的段每一段有一定的體積，并被起連接作用的橋接元件連接在一起，所說的實心金屬段的橫截面積大于所說的實心金屬橋接元件的橫截面積。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：喬治D布蘭肯希普，愛德華A恩耶迪，
申請(專利權)人：林肯環球有限公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]