CN105209220A - 用于接合或熔覆的有芯非电弧消耗品以及用于使用有芯非电弧消耗品的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方案涉及与非电弧沉积工艺一起使用的消耗品，所述非电弧沉积工艺包括热丝沉积工艺。本发明的示例性实施方案消除了在所述消耗品中的电弧引发剂或电弧稳定剂的使用。与不是那种情况的在用于弧焊工艺的消耗品中存在的碳酸盐相比较，其他实施方案在所述消耗品中添加附加量的碳酸盐。类似地，与不是那种情况的在电弧工艺消耗品中存在的氮化物相比较，本发明的其他示例性实施方案包括附加量的氮化物。其他示例性实施方案包括期望通过非电弧工艺来被沉积的碳化物。

Description

用于接合或熔覆的有芯非电弧消耗品以及用于使用有芯非电弧消耗品的系统和方法
技术领域
本发明涉及在基于非电弧的接合或熔覆操作中被使用的消耗品。更具体地，本发明涉及在非电弧接合和熔覆操作中使用的有芯消耗品，所述有芯消耗品具有符合无须使用电弧用于消耗品转移的化学组成。
背景技术
随着热丝接合和熔覆应用的开发(特别地，通过俄亥俄州克利夫兰的林肯电气公司(TheLincolnElectricCompany)的开发)，所述工艺变得越来越高效并且可以在更多不同的应用使用。然而，所述工艺屡次采用已知的、最初被开发用于使用电弧的沉积工艺的消耗品。虽然这些消耗品经常是可接受的，但是它们可能包括一些材料，这些材料不符合期望，但对于电弧工艺是所需的，或者它们排除一些材料，这些材料不在这种情况下是符合期望的，但没有通过电弧转移工艺良好转移。因此，具有特别被开发用于非电弧转移工艺的消耗品是符合期望的。
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
为了改善沉积以及特别地在焊缝中的某些化合物的回收效率，本发明提出根据权利要求1、11和15的非电弧沉积工艺消耗品以及根据权利要求19的沉积材料的方法。优选的实施方案可以从从属权利要求获得。本发明的实施方案涉及与非电弧沉积工艺一起使用的消耗品，所述非电弧沉积工艺包括热丝沉积工艺。本发明的一些示例性实施方案消除了在所述消耗品中的电弧引发剂或电弧稳定剂的使用。与不是那种情况的在用于弧焊工艺的消耗品中存在的碳酸盐相比较，本发明的其他示例性实施方案在所述消耗品中添加附加量的碳酸盐。类似地，与不是那种情况的在电弧工艺消耗品中存在的氮化物相比较，本发明的其他示例性实施方案包括附加量的氮化物。本发明的其他示例性实施方案包括期望通过非电弧工艺来被沉积的碳化物。
从如下的说明书和附图，要求保护的发明的这些和其他特征，及其图示说明的实施方案的细节将会被更加充分地理解。
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1A-1B是根据本发明的实施方案的有芯消耗品的示例性图示说明；以及
图2图示说明组合焊丝输送器和能量源系统的示例性实施方案的功能性示意方框图，所述系统用于熔敷、堆焊、填充以及表面硬化熔覆应用中的任一个。
具体描述
现在将在下面通过参照所附的附图描述本发明的示例性实施方案。所描述的示例性实施方案意图帮助理解本发明，而不意图以任何方式限制本发明的范围。相似的参考编号在通篇中涉及相似的要素。
本发明的实施方案针对特别被使用在非电弧沉积工艺(例如热丝工艺)中的有芯消耗品。所述有芯消耗品可以是金属芯的或者焊剂芯的。示例性实施方案在图1A(金属芯)和图1B(焊剂芯)中示出。应该理解的是，尽管使用术语“焊剂芯”，这不应该被理解为包括如在弧焊操作中使用的传统焊剂。因为本发明的消耗品被使用在非电弧工艺中，所以不需要传统“焊剂”。与如在图1A中示出的金属芯相对照，如在本文中使用的术语“焊剂芯”意图表示颗粒状材料的芯(其可以包括金属和非金属颗粒，虽然在各种实施方案中包括非金属是不必要的)。在每个实施方案中，鞘1010/1110围绕芯1030/1130。有芯消耗品的一般的构造和制造是已知的，并且不需要在本文中详细描述。本文中描述的有芯消耗品的示例性实施方案不限于接合或者熔覆工艺。
应该注意的是，本文中讨论和描述的消耗品是用于接合、焊接和/或熔覆、熔敷操作的有芯消耗品，并且本文中描述的消耗品不是钎焊消耗品。
如一般地理解的，(无论用于接合或熔覆的)电弧转移工艺使用高热量电弧等离子体将消耗品转移到熔池。如此，传统电弧工艺消耗品包含各种帮助电弧引发和保持电弧稳定性所需要的元素和化合物。此外，在传统电弧工艺消耗品中，各种元素和化合物干脆被避免或者仅被非常少量地使用，因为它们与电弧相互作用差和/或不是很好地通过电弧转移。例如，这些材料通常是碳酸盐、氮化物、碳化物以及元素碳。在其他应用中，在基于电弧的消耗品中其他金属元素也被少量地使用，或者根本不使用。这些元素可能包括铜、镁以及稀土元素。然而，在沉积物中使用这些化合物中的一些来提供各种强度和性能特点可以是有利的。此外，不存在电弧可以使所有或者几乎所有的消耗品的元素和化合物能够转移，而不在那种情况下，这些元素或化合物是挥发性的或对损失敏感和难以通过弧焊转移的。
在本发明的示例性实施方案中，有芯消耗品(1000/1100)不具有任何电弧引发剂或电弧稳定剂。由于所述消耗品将不与电弧沉积工艺一起使用，这样的组分是不需要的。在传统有芯消耗品中的电弧引发剂和电弧稳定剂的使用通常是对这些组分的需要和对沉积物的潜在不利影响之间权衡的结果。事实上，所述组分中的一些的吸湿本性可能导致增加沉积物氢含量，这可能是不符合期望的。本发明的实施方案不需要进行这种权衡，因为这些组分从消耗品中被消除了。具体地，在电弧工艺消耗品中使用锶、钡、锂、钠和钾中的任何一个或组合被来帮助电弧引发和电弧稳定。事实上，这些元素可以以各种组合、以直至消耗品的重量的10％至15％的量被使用。因为本发明的实施方案不被使用在电弧沉积工艺中，所以这些元素不需要存在。因此，在本发明的示例性实施方案中，有芯消耗品1000/1100具有在所述消耗品的重量的0至0.02％范围内的钡、钾、锂、锶和钠的总和。在另外的示例性实施方案中，所述范围是所述消耗品的重量的0至0.01％。也就是，在本发明的消耗品中，不特意将钡、钾、锂、锶或钠添加到所属消耗品中。虽然可能有痕量的这些元素，所述痕量(如果存在)不超过本文中提供的范围。因为钡、锂、锶、钠和钾中的每种被用作电弧稳定剂和引发剂，所以在本发明的消耗品中不存在它们，帮助防止电弧在任何非电弧/热丝工艺中形成，从而有助于热丝工艺的速度和效率。
应该注意的是，本申请通篇所有元素和化合物的百分比都是基于消耗品的重量的百分比，而不是基于鞘(1010/1110)或芯(1030/1130)的重量的百分比。此外，在各种元素和化合物在本文中被确认的程度上，本发明的实施方案不限于它们存在于鞘或者芯中。为了方便制造，将本文中确认的许多元素和化合物置于消耗品的芯中可能是有益的，但是本文中描述的实施方案不限于此。也就是，本文中描述的化合物、合金以及元素中的一些也可以被添加在鞘中。
在本发明的另外的示例性实施方案中，碳酸盐被添加到消耗品1000/1100中以获得期望的沉积化学性质(chemistry)。由于碳酸盐在电弧中的反应，在电弧工艺消耗品中，碳酸盐的使用一直被少量地进行。典型地，在(用于电弧工艺的)有芯消耗品中存在的碳酸盐的总量小于消耗品的重量的3％。(应该注意的是，该量在棒电极中可能是不同的，所述棒电极不是本文中描述的有芯消耗品)。然而，在本发明的示例性实施方案中，碳酸盐的利用可以被增加超过那些已知的水平，以致消耗品可以提供具有期望的化学性质的沉积物。也就是，在本发明的示例性实施方案中，存在的碳酸盐的量在消耗品的重量的3％至20％范围内。在本发明的另外的示例性实施方案中，在有芯消耗品中碳酸盐的量在消耗品的重量的5％至15％范围内。在期望具有更多碳酸盐的实施方案中，所述量可以在10％至20％范围内。在传统有芯电弧工艺消耗品中，这样的量的碳酸盐在沉积期间(尤其是由于材料与电弧相互作用)可能导致稳定问题。然而，这样的水平的碳酸盐可以与本发明的示例性实施方案一起使用。本发明的示例性实施方案可以使用以下碳酸盐中的任何一种，或者两种或更多种的组合：碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡、碳酸锂、碳酸锶以及碳酸铁。在其他示例性实施方案中，添加碳酸钨或碳酸镧可能是符合期望的。当然，应该注意的是，在要具有0至0.02％或者0至0.01％范围内的钠、钾、锂、锶或钡的总量的本发明的任何实施方案中，碳酸钠、碳酸钾、碳酸钡、碳酸锂或碳酸锶都不可以被使用。
在本发明的另外的示例性实施方案中，氮化物被添加到有芯消耗品1000/1100中。众所周知，由于氮化物在电弧中产生氮的倾向(这可能不利地影响沉积或沉积工艺的质量)，如同碳酸盐，传统电弧工艺消耗品使用有限量的氮化物。典型地，有芯电弧工艺消耗品包含总共小于消耗品的重量的0.5％的量的氮化物。然而同样地，在沉积物中具有一氮化物水平以达到期望的化学性质可能是符合期望的。这不能够使用电弧工艺消耗品做到，但是能够使用本发明的消耗品做到。具体地，本发明的实施方案可以具有在消耗品的重量的0.5％至25％范围内的氮化物。在另外的示例性实施方案中，氮化物在消耗品的重量的1％至20％范围内。在另外的示例性实施方案中，氮化物在消耗品的重量的5％至15％范围内。应该注意的是，在氮化物的组合被使用的程度上，所述组合会在上面具体说明的范围内。可以与本发明的实施方案一起使用的氮化物的实施例包括：钛、硼、钒、钽、铝以及铌。碳氮化物也可以被添加到本发明的实施方案中并且可以包括B、Ti、V、Ta、Nb和Al的碳氮化物。
上文的示例性实施方案可以被单独使用在用于非电弧工艺的有芯消耗品中，或者可以彼此组合使用，以提供已经被优化用于期望的接合或熔覆操作的有芯消耗品。
在用于熔覆或熔敷操作的本发明的实施方案中，鞘1010/1110可以由铁基、镍基或钴基合金中的任何一种制成，并且(取决于实施方案)在芯1030或填充物1130之内可以具有任何数量的合金元素和化合物。可以在芯1030或者填充物1130中找到的合金元素的实施例除了其他以外，可以包括：C、Cr、Mo、Ni、Fe、Mn、Si、Al、N、Co、Nb、Ti、Ta、V以及Cu。还可以存在于芯1030或填充物1130中的化合物的实施例包括但不限于，W、Ti、Ti-Al、Cr、V、Nb、Co、Mo和Ta的碳化物。取决于对于具体消耗品的预定应用，本发明的实施方案可以包括在消耗品的重量的10％至50％范围内的碳化物。在需要大量的碳化物的应用中，碳化物可以在消耗品的重量的30％至50％范围内，而在需要较少的碳化物的其他应用中，碳化物可以在消耗品的重量的10％至30％范围内。在一些示例性实施方案中，碳化物百分比甚至可以高于50％并且可以直至80％，并且可以在50％至80％范围内。在具有高碳化物填充百分比的这样的实施方案中，在芯中的填充物将需要是特别致密的，并且相比于通常使用的鞘，所述鞘将需要是相对薄的。例如，一个实施方案可以使用铼粉和薄的铍鞘来获得这样的高碳化物百分比。在一些示例性实施方案中，可以按期望的比例使用上述碳化物中的两种或更多种的混合物。然而，在这样的实施方案中，取决于实施方案，上述百分比通常应该被保持。
另外的示例性实施方案可以包括硼化物的化合物，所述硼化物的化合物包括Ti、V、Nb和Ta的硼化物。另外，实施方案可以包括W和Mo的硫化物。
碳化物、硼化物、氮化物和/或碳氮化物的添加可以为熔敷或熔覆沉积物提供耐摩擦性以增加其在磨耗应用中的寿命。然而，硫化物的添加可以在金属对金属磨耗应用中提供润滑性。
用于熔覆/熔敷操作的本发明的有芯消耗品能够创建提供期望的性质的沉积物，所述沉积物具有直至70％的上述碳化物、硼化物、硫化物和/或氮化物中的任一种。
如前所述，本发明的实施方案还可以用于接合应用。在用于接合应用的本发明的实施方案中，鞘1010/1110还可以由铁基合金、镍基合金或钴基合金中的任一种制作，并且(取决于实施方案)可以在芯1030或填充物1130之内具有任何数量的合金元素和化合物。化合物的实施例可以包括金属氧化物，比如TiO2和Al2O3。用于接合的本发明的实施方案还可以包括碳化物，比如TiAlC、TiC、NbC、Cr3C2、Cr23C6以及Cr7C3，所述碳化物可以被单独使用或组合使用。可以使用纳米颗粒或者较大的晶粒尺寸的金属氧化物和碳化物。当作为纳米颗粒使用时，碳化物可以充当在接合固化和转化期间用于晶粒细化的孕育剂(inoculant)。具有在10至400微米范围内的公称直径的较大的颗粒在沉积物中可以起到提供耐摩擦性和耐磨损性的作用，并且在一些情况下能够充当增加焊缝的强度和韧度的弥散强化剂(dispersionstrengthener)。事实上，在一些示例性实施方案中，所述颗粒甚至可以是更大的，以提供粗糙、耐磨的表面。例如，在一些示例性实施方案中，碳化物颗粒甚至可以大于400微米，但是在这样的实施方案中，在消耗品的芯中放置这样的颗粒可能存在空间限制。在一些示例性实施方案中，可以使用纳米颗粒与较大的颗粒的组合。在一些示例性实施方案中，金属氧化物和碳化物存在于有芯消耗品中以提供具有直至5％的金属氧化物和/或碳化物的焊缝沉积物。
当使用本发明的示例性实施方案时，取决于应用可以使用或者可以不使用保护气体。在一些示例性实施方案中，根据需要，所述保护气体可以是100％的氩，或者氩/CO2、氩/O2、氩/N2以及氩/He的任意组合，或其混合物。
应该注意的是，如本文中描述的消耗品的各种实施方案可以被利用在任何这样的工艺中，在所述工艺中消耗品通过与熔池直接接触来被沉积到熔池中。例如，如本文中描述的消耗品可以被使用在冷丝、热丝、激光、激光-热丝、GTAW-热/冷丝以及GMAW-热/冷丝工艺中的任一种中。在使用GTAW或GMAW工艺中的任一种的程度上，电弧被用于创建熔池，并且不完全地熔化消耗品或将消耗品转移到熔池。
还应该注意的是，上述示例性实施方案的各种组合被预期来创建具有期望的性能特点的消耗品，并且这样的组合可以被创建而不偏离本发明的精神或范围。也就是，各种实施方案是被预期使用上面讨论的属性的各种组合，所述属性包括不存在电弧引发剂和稳定剂、存在碳酸盐、存在氮化物、存在碳化物、硼化物、硫化物、颗粒尺寸等等，包括本文中讨论的各种范围和量。
现在转到图2，图2图示说明组合焊丝输送器和能量源系统100的示例性实施方案的功能性示意方框图，系统100用于实现可以使用本文中描述的各种实施方案的消耗品的熔敷、堆焊、填充、表面硬化熔覆以及接合/焊接应用中的任一种。系统100包括激光子系统，该激光子系统能够将激光束110聚焦到工件115上，以加热工件115。激光子系统为高强度能量源。激光子系统可以是任何类型的高能量激光源，包括但不限于二氧化碳、Nd:YAG、Yb-盘、Yb-光纤、光纤传递或引导二极管激光系统。另外，甚至如果白光或石英激光型系统具有足够的能量，可以使用它们。该系统的其他实施方案可以包括起到高强度能量源作用的电子束、等离子弧焊子系统、气体保护钨极弧焊子系统、气体保护金属极弧焊子系统、焊剂芯弧焊子系统以及埋弧焊子系统中的至少一个。以下的说明书将重复提及激光系统、激光束以及激光电源供应器，然而，应该理解的是，这种提及是示例性的，因为可以使用任何高强度能量源。例如，高强度能量源可以提供至少500W/cm2。激光子系统包括可操作地相互连接的激光装置120和激光电源供应器130。激光电源供应器130提供功率以操作激光装置120。
系统100还包括热填充焊丝输送器子系统，该子系统能够提供至少一个有芯消耗品140，以在靠近激光束110处与工件115接触。当然，理解的是，参照本文中的工件115，熔池被认为是工件115的一部分，因此关于接触工件115包括接触熔池。热填充焊丝输送器子系统包括焊丝输送器150、导电管160以及热丝电源供应器170。在操作期间，引导激光束110的有芯消耗品140由来自热丝焊接电源供应器170的电流来电阻加热，该热丝焊接电源供应器170可操作地连接于导电管160和工件115之间。根据本发明的实施方案，热丝焊接电源供应器170是直流(DC)电源，然而交流(AC)或其他类型的电源也是可能的。焊丝140通过导电管160从焊丝输送器150被朝向工件115输送，并且延伸超过管160。焊丝140的延伸部分是被电阻加热的，以致该延伸部分在接触到工件上的熔池之前或者在接触到工件上的熔池时接近或达到熔点。激光束110用于熔化工件115的基底金属的一些以形成熔池，并且还将焊丝140熔化到工件115上。电源供应器170提供电阻加热有芯消耗品140所需的大部分能量。根据本发明的某些其他实施方案，输送器子系统可以能够同时提供一个或更多个焊丝。例如，第一焊丝可以被用于表面硬化和/或为工件提供耐腐蚀性(corrosionresistance)，而第二焊丝可以被用于对工件增加构造。
系统100还包括运动控制子系统，该子系统能够沿工件115以相同方向125(至少是相对而言)移动激光束110(能量源)和有芯消耗品140，以致激光束110和有芯消耗品140保持为相对于彼此是固定的关系。根据各种实施方案，工件115和激光/焊丝组合之间的相对运动可以通过实际上移动工件115或通过移动激光装置120和热丝输送器子系统来实现。在图2中，运动控制子系统包括可操作地连接到机器人190的运动控制器180。运动控制器180控制机器人190的运动。机器人可操作地连接(例如，机械地固定)到工件115，以在方向125上移动工件115，从而激光束110和焊丝140沿工件115有效地移动。根据本发明可替换的实施方案，激光装置110和导电管160可以被整合到单个头部(head)中。该头部可以通过可操作地连接到该头部的运动控制子系统沿工件115被移动。
总地来说，存在高强度能量源/热丝可以相对于工件被移动的数种方法。例如，如果工件是圆形的，高强度能量源/热丝可以为静止的并且该工件可以在该高强度能量源/热丝下被转动。可替换地，机器手或线性拖车(tractor)可以平行于该圆形工件移动，并且当该工件被转动时，该高强度能量源/热丝可以连续移动或者例如每次绕转进行一次调位，以熔覆该环形工件的表面。如果工件是扁平的或至少不是圆形的，如图2中所示，该工件可以在高强度能量源/热丝下被移动。然而，机器手或线性拖车或者甚至是横梁式安装的支架可以被用于相对于工件移动高强度能量源/热丝头部。
系统100还包括感测和电流控制子系统195，该子系统195可操作地连接工件115和导电管160(即，有效地连接热丝电源供应器170的输出)并且能够测量工件115和热丝140之间的电位差(即，电压V)以及通过工件115和热丝140的电流(I)。感测和电流控制子系统195可以能够进一步从所测量的电压和电流计算电阻值(R＝V/I)和/或功率值(P＝V*I)。一般而言，当热丝140与工件115接触时，热丝140与工件115之间的电位差为零伏特或者非常接近零伏特。因而，如在整体通过引用被并入文本的应用中被详细描述的，感测和电流控制子系统195能够感测何时有芯消耗品140与工件115接触并且可操作地连接热丝电源供应器170，以能够响应于该感测而进一步控制通过有芯消耗品140的电流。具体地，加热电流被控制，以致在有芯消耗品140和熔池之间没有电弧产生，并且电流被控制，以致当检测到电弧时，或者当达到阈值(电压、电流和/或功率)时，加热电流被关闭或者被更改，以致没有电弧产生。根据本发明的另一实施方案，感测和电流控制器195可以为热丝电源供应器170的一体的部分。
根据本发明的实施方案，运动控制器180还可以可操作地连接激光电源供应器130和/或感测和电流控制器195。以这种方式，运动控制器180和激光电源供应器130可以相互通信，从而激光电源供应器130知晓何时工件115正在运动，并且从而运动控制器180知晓激光装置120是否在工作状态(active)。类似地，以这种方式，运动控制器180与感测和电流控制器195可以相互通信，从而感测和电流控制器195知晓何时工件115正在运动，并且从而运动控制器180知晓热填充焊丝输送器子系统是否在工作状态。这样的通信可以用于协调系统100的各种子系统之间的活动。
当然，上面的讨论本质上是通用的，并且示出的系统100是激光热丝系统。本发明的实施方案不限于使用在图2中示出的系统100，而可以使用其他不使用电弧沉积消耗品的系统。这样的其他系统的实施例以及它们的功能和配置，如在2012年7月12日递交的美国专利申请13/547,649中描述的，所述申请通过引用被整体并入本文。具体地，本申请包括在图1-5、11A-15、17-18以及20-27的每个中公开的热丝系统的操作和结构的详细讨论，并且更具体地，控制焊丝140的加热电流的方法和系统，以致在焊丝和工件上的熔池之间没有电弧被形成。此外，如上面描述的工艺可以利用如本文中描述的有芯焊丝的任何预期的实施方案。
尽管已经参照某些实施方案描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，可以进行各种改变并且等同方案可以被替代，而不偏离本发明的范围。另外，可以进行许多修改来使特定情形或材料适用于本发明的教导，而不偏离其范围。因此，并不意图将本发明限于所公开的特定实施方案。
参考编号
100能量源系统
110激光束
115工件
120激光装置
125方向
130激光电源供应器
140有芯消耗品
150焊丝输送器
160导电管
170焊丝电源供应器
180运动控制器
190机器人
195电流控制子系统
1000消耗品
1010鞘
1030芯
1100消耗品
1110鞘
1130芯

Claims (19)

1.一种非电弧沉积工艺消耗品，所述消耗品包括：
芯；以及
金属鞘，所述金属鞘围绕所述芯，
其中所述消耗品具有在所述消耗品的重量的0至0.02％范围内的钡、钾、锂、钠和锶的总和，并且优选地，
其中所述总和在0至0.01％范围内。
2.如权利要求1所述的消耗品，其中所述金属鞘由铁基合金、镍基合金以及钴基合金中的一个制成。
3.如权利要求1或2所述的消耗品，所述消耗品还包括在所述消耗品的重量的3％至20％范围内，并且优选地，在所述消耗品的重量的5％至15％范围内，并且甚至更优选的，在所述消耗品的重量的10％至20％范围内的碳酸盐。
4.如权利要求3所述的消耗品，其中所述碳酸盐是碳酸钙、碳酸镁、碳酸铁、碳酸钛以及碳酸镧中的至少一种。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的消耗品，所述消耗品还包括在所述消耗品的重量的0.5％至25％范围内，并且优选地，在所述消耗品的重量的1％至20％范围内，并且甚至更优选地，在所述消耗品的重量的5％至15％范围内的氮化物。
6.如权利要求5所述的消耗品，其中所述氮化物是钛氮化物、硼氮化物、钒氮化物、钽氮化物、铝氮化物以及铌氮化物中的至少一种。
7.如权利要求1至6中的任一项所述的消耗品，所述消耗品还包括碳化物，优选地，所述碳化物在所述消耗品的重量的10％至80％范围内，并且优选地，在所述消耗品的重量的10％至30％范围内，并且甚至更优选地，在所述消耗品的重量的30％至50％范围内。
8.如权利要求7所述的消耗品，其中所述碳化物是W、Ti、Ti-Al、Cr、V、Nb、Co、Mo以及Ta中的至少一个，或者所述碳化物是TiAlC、TiC、NbC、Cr3C2、Cr23C6以及Cr7C3中的至少一种。
10.如权利要求1至9中的任一项所述的消耗品，所述消耗品还包括Ti、V、Nb以及Ta的硼化物中的至少一种，和/或W和Mo的硫化物中的至少一种。
9.如权利要求7或8所述的消耗品，其中所述碳化物中的至少一些具有在10至400微米范围内的公称直径。
11.一种非电弧沉积工艺消耗品，所述消耗品包括：
芯；以及
金属鞘，所述金属鞘围绕所述芯，
其中所述消耗品包括至少一种碳酸盐，并且以所述消耗品的重量的3％至20％的范围存在。
12.如权利要求11所述的消耗品，其中所述消耗品具有在所述消耗品的重量的0至0.02％范围内的钡、钾、锂、钠和锶的总和。
13.如权利要求11或12所述的消耗品，其中所述消耗品包含至少一种氮化物，并且所述至少一种氮化物以所述消耗品的重量的0.5％至25％的范围存在。
14.如权利要求11至13中的任一项所述的消耗品，所述消耗品还包括在所述消耗品的重量的10％至80％范围内的至少一种碳化物。
15.一种非电弧沉积工艺消耗品，所述消耗品包括：
芯；以及
金属鞘，所述金属鞘围绕所述芯，
其中所述消耗品包含至少一种氮化物，并且所述至少一种氮化物以所述消耗品的重量的0.5％至25％的范围存在。
16.如权利要求15所述的消耗品，其中所述消耗品包括至少一种碳化物，并且所述至少一种碳化物在所述消耗品的重量的3％至20％范围内。
17.如权利要求15或16所述的消耗品，其中所述消耗品具有在所述消耗品的重量的0至0.02％范围内的钡、钾、锂、钠和锶的总和。
18.如权利要求15至17中的任一项所述的消耗品，所述消耗品还包括在所述消耗品的重量的10％至80％范围内的至少一种碳化物。
19.一种沉积材料的方法，所述方法包括：
使用至少一种高强度能量源创建熔池，优选地，使用激光装置创建熔池；
确定上限阈值；
将至少一个有芯消耗品引导到所述熔池；
使用来自电源的加热信号加热所述至少一个有芯消耗品至一温度，以致当所述有芯消耗品与所述熔池接触时，所述有芯消耗品在所述熔池中熔化；
在所述有芯消耗品的沉积期间，保持所述有芯消耗品和所述熔池之间的接触；
监测来自所述加热信号的反馈；
当所述上限阈值被所述加热信号达到时，关闭所述加热信号，以致在所述有芯消耗品和所述熔池之间没有电弧被产生；以及
开启所述加热信号以继续加热所述有芯消耗品，
其中所述有芯消耗品，包括：
芯；以及
金属鞘，所述金属鞘围绕所述芯，
其中所述有芯消耗品具有在所述消耗品的重量的0至0.02％范围内的钡、钾、锂、钠和锶的总和。
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